X Международная дистанционная олимпиада «Эрудит» Биология 9 класс 2 тур
реклама
X Международная дистанционная олимпиада «Эрудит» Биология 9 класс 2 тур Рекомендуемые ответы Максимальное количество баллов – 100. Задание №1 (до 20 баллов) Некоторые хищники (например, удав) заглатывают добычу целиком, но при этом они довольно быстро её переваривают. Необходимо заметить, что жертва, как правило, имеет весьма эффективные защитные покровы из кожи и шерсти. Вопросы: 1. Объясните процесс переваривания добычи удавом на примере кролика, проглоченного целиком? 2. Какие процессы и факторы играют ключевую роль при переваривании кролика, проглоченного удавом целиком? Примерное содержание ответа: Полное переваривание добычи у удава, проглоченной целиком, происходит за счет ферментов содержащихся в самой добыче, их вклад составляет до 50% и более. Благодаря этому удав тратит минимум в 2 раза меньше энергии на переваривание проглоченной целиком пищи. «Самопереваривание, саморастворение» добычи, проглоченной целиком, в организме змеи происходит только в том случае, когда удав поедает сырую (живую) пищу. Ключевую роль здесь играет «индуцированный аутолиз» – это тип пищеварения, при котором добыча обеспечивает собственное переваривание и последующее усвоение хищником. Индуцированный аутолиз кролика реализуется за счет собственных ферментов кролика, находящихся в многочисленных лизосомах его клеток, а пищеварительные ферменты змеи создают лишь благоприятные условия для их действия, подготавливают почву. Известно, что именно кислый желудочный сок хищника индуцирует самопереваривание жертвы ее же ферментами. В результате его воздействия на тело жертвы происходит разрушение клеточных лизосом и выход их ферментов (предназначенных для внутриклеточного пищеварения) в собственные клетки. Многочисленные лизосомальные гидролазы жертвы начинают разрушать клеточные структуры, переваривать собственные клетки. В результате жертва фактически сама себя переваривает собственными ферментами, а уже затем усваивается организмом хищника, который при этом прилагает минимум усилий. Доказано, что явление индуцированного аутолиза существует не только у плотоядных, но и у растительноядных позвоночных животных, а так же у простейших и плоских червей. Условия, необходимые для успешного самопереваривания – индуцированного аутолиза: 1. Пища должна быть съедена заживо. И не должна подвергаться никакой предварительной обработке. 2. Очень важен показатель рН среды кишечника удава. 3. Важен температурный режим. 4. Важным моментом являются волнообразные сокращения стенок кишечника удава. Задание №2 (до 20 баллов) Вам хорошо известен такой симпатичный австралийский зверёк, как коала. Также вам хорошо известно, что он питается листьями различных видов эвкалиптов. Вопросы: 1. Объясните, почему в самый жаркий сезон, в самые жаркие дни, коалы, из всего многообразия видов эвкалиптов, предпочитает исключительно только один вид? 2. В чем причина такой избирательной диеты? Примерное содержание ответа: Коала – вегетарианец, к тому же он весьма разборчив в еде. Относится коала к узкоспециализированным листоедам. Его пища - листья эвкалипта, причем далеко не всех видов. В далекой Австралии произрастает около 500 видов эвкалиптов, но для питания коала годятся лишь 20, а из этих 20 зверек предпочитает только 5. Больше всего ему по вкусу листья эвкалипта манна, сахарного, пятнистого или разового, но и это еще не все капризы нашего героя. Даже на своем любимом сахарном эвкалипте животные выбирают лишь некоторые листочки так, что многие ветки остаются и вовсе нетронутые. В листьях и побегах эвкалипта содержится большое количество токсичных веществ, в том числе сильный яд - синильная кислота. Но есть у эвкалипта и другая особенность - его листья содержат разные биологически активные вещества, необходимые животным для регулирования собственного обмена веществ - это цинеол, фелландрен и т.д. Например, цинеол снижает кровяное давление, температуру тела и расслабляет мышцы. Если принять его слишком много может остановиться дыхание. Фелландрен действует противоположным образом вызывает повышение температуры. Отсюда и пристрастия коалы, зависящие от того, где они живут, на севере или на юге, крупные это зверьки или же мелкие, жарко или холодно. В самый жаркий сезон, в самые жаркие дни коалы из всего многообразия видов эвкалиптов предпочитает исключительно только один вид, в котором содержится биологически активное вещество – простагландин с ярко выраженным «жаропонижающим эффектом». Т.е. коалы искусственно снижают температуру собственного тела, влияя на свой метаболизм, грамотно используя простагландины, содержащиеся в листьях эвкалипта. Простагландины — группа липидных физиологически активных веществ, образующихся в организме ферментативным путём из некоторых незаменимых жирных кислот. Простагландины являются медиаторами с выраженным физиологическим эффектом, являются в организмах регуляторными веществами, регулирующими различные физиологические процессы параллельно с гормонами. Задание №3 (до 20 баллов) Многие спортсмены, стремясь нарастить мускулатуру и приобрести стройную фигуру, очень часто стараются заменить привычную пищу различными коктейлями и смесями готовых питательных веществ. Предлагаем вам проанализировать эксперимент и ответить на вопросы задания. Эксперимент: Собаке длительное время вводили в кишечник конечную смесь продуктов переваривания пищевых веществ, содержащихся в её рационе. Вопросы: 1. Будет ли эффективней питание собаки, если в её кишечник вводить конечную смесь продуктов переваривания пищевых веществ, содержащихся в её рационе? 2. Чем лучше питаться спортсменам? Традиционной пищей или суперсовременными коктейлями и смесями готовых питательных веществ? Примерное содержание ответа: 1. Жизнь человека связана с расходованием веществ и энергии, поэтому он (как и другие животные) нуждается в постоянном потреблении веществ, которые обеспечивают его энергетические и пластические потребности. Пищеварительная система выполняет ряд сложных функций, главные из них: 1) секреторная – выработка железистыми клетками различных пищеварительных соков (слюна, желудочный и кишечный соки, сок поджелудочной железы и желчь); пищеварительные соки состоят из воды, ферментов и неорганических веществ. Их образование и выделение осуществляется рефлекторно – этому способствует вид пищи, её запах, а также немаловажно и чувство голода, которое также играет определённую роль при правильном процессе пищеварения. А это значит, что будет нарушен физиологически адаптивный процесс пищеварения животного (собаки). 2) моторно-эвакуаторная – осуществляется мышцами пищеварительного тракта, благодаря их деятельности пища измельчается и продвигается в направлении от ротовой полости через желудок и кишечник к прямой кишке и смешивается там с пищеварительными соками, которые в свою очередь выделяются и накапливаются в кишечнике рефлекторно при попадании пищи и начале её расщепления в ротовой полости. Русский физиолог И. П. Павлов при изучении пищеварения у собак осуществлял их мнимое кормление и таким образом доказал, что желудочный сок (он называл его запальный) уже начинает выделяться при попадании пищи в ротовую полость и выделяется в течение 50-60 минут. Затем при гуморальном воздействии происходит многочасовое выделение желудочного сока, но опять - таки только в случае прохождения пищи через ротовую полость, пищевод и попадании её в желудок. Когда ещё не расщепленная пища находится в желудке, железы желудка выделяют гормон гастрин, который и стимулирует длительное многочасовое выделение желудочного сока. А если пища будет вводиться собаке уже в расщеплённом виде, то нарушится гуморальная регуляция пищеварительного процесса. Я думаю, что в процессе расщепления пищи животное подобно человеку выделяет биологически активное вещество (у человека это так называемый гормон радости – серотонин), которое ему также необходимо для нормализации процессов жизнедеятельности и ощущения насыщения. Его животное начинает испытывать во время еды и ещё до того, как происходит всасывание. Это связано со стимуляцией рецепторов полости носа, рта, глотки, пищевода, желудка во время еды, а затем, в связи со всасыванием пищевых веществ, возбуждаются центральные глюкорецепторы, терморецепторы и липорецепторы. Информация обрабатывается главным образом в гипоталамусе, в результате чего и возникает ощущение насыщения. 3) Всасывательная функция – перенос продуктов пищеварения, воды, витаминов, минеральных веществ во внутреннюю среду организма, а также 4) Экскреторная (выделительная) – удаление непереваренных остатков, продуктов метаболизма, солей тяжёлых металлов, токсинов будут проходить у собаки, я думаю, без особых изменений. 5) Эндокринная – выработка энетероэндокринными клетками и некоторыми железами (слюнными, поджелудочными) гормонов, может быть нарушена (выше уже имеется пояснение). 6) Защитная функция – защита организма от вредных веществ также может быть нарушена при кормлении собаки конечной смесью продуктов переваривания пищевых веществ. Особенно важно поддерживать равновесие между процессами брожения и гниения. В результате брожения в кишечнике создаётся кислая среда, препятствующая избыточному гниению. Нормальная кишечная микрофлора способствует выработке организмом естественных защитных факторов; подавляет жизнедеятельность патогенных микробов; синтезирует некоторые витамины (К, Е, В6, В12); расщепляет небольшое количество клетчатки. 7) Гемопоэтическая функция пищеварения – вырабатывающийся желудочными клетками внутренний антианемический фактор, способствует всасыванию цианкобаламина, без которого невозможно созревание эритроцитов; кроме того, в слизистой оболочке желудка и тонкой кишки, а также в печени депонируется ферритин, участвующий в синтезе гемоглобина. Я считаю, эта функция также может быть нарушена при кормлении собаки конечной смесью продуктов переваривания пищевых веществ. Функциональная система (работающая как одно целое и объединяющая физиологические процессы нервной, кровеносной, пищеварительной систем), возникающая и обеспечивающая интенсивное переваривание и всасывание питательных веществ, может быть частично разрушена из-за кормления собаки смесью продуктов переваривания пищевых веществ. В результате вышесказанного я могу сделать вывод, что питание собаки конечной смесью продуктов переваривания пищевых веществ не будет эффективным. 2. За годы своего распространения спортивное питание обросло огромным количеством мифов и легенд. Дескать, кислородные коктейли наполняют организм свободными радикалами. Если не принимать L-карнитин, то организм будет поражен рахитом. Если употреблять белковые добавки, то станешь похож на чемпиона мира по бодибилдингу: мышцы большие, мозгов немного, да еще и печень можно «посадить» и почки «распустить». Так ли это? Протеиновая продукция вызывает много споров. Следует ли ее употреблять и если да, то в каких дозах? Чем опасны протеиновые коктейли, и в чем их польза? Давайте во всем разберемся. Главное – дозировка. Вы никогда не думали, почему изготовители всех без исключения продуктов питания должны указывать содержание белков (протеинов), углеводов и жиров на упаковке. Просто это жизненно важные компоненты питания любого человека, которые он должен получать в определенных пропорциях 1:4:1. Это значит, что на 1 часть белков в рационе должна присутствовать 1 часть жиров и 4 части углеводов. Значительный перекос в пропорциях вызывает различные заболевания и нарушение обмена веществ. Причем не имеет значения, какого именно из этих компонентов недостает в вашем организме – результат всегда одинаково печален. Однако если углеводы и жиры могут некоторое время частично друг друга заменять (оба снабжают организм энергией), то у белков роль совершенно уникальная. Белки представляют собой строительный материал для всех клеток организма, без которых организм начинает дряхлеть и прекращается его обновление. Всем нам помнится известное определение Энгельса: «Жизнь – это форма существования белковых тел». Надо отметить, что с физиологической точки зрения классик был совершенно прав. Все наши мышцы, волосы, сосуды, ферменты, кожа и гормоны имеют белковую природу. Все ткани организма каждый день подвергаются нагрузке, изнашиваются, разрушаются и заменяются. Весь покров кожи за неделю сменяется. И чтобы построить все это заново, необходим белок. Воздействие протеина на организм недооценить нельзя. Нужно знать норму. Для обеспечения полноценного обновления клеток в организме необходима именно 1/6 часть белков от дневного рациона. Тут же появляется вопрос: сколько это в граммах? Принято считать, что человек должен употреблять 1 г белка на каждый килограмм своего веса. То есть, имея вес в 80 кг, ежедневно нужно употреблять 80 г белка. При этом половина должна иметь растительное происхождение (горох, бобовые, спаржа), а вторая половина – животного происхождения. Данное количество протеина вполне можно получить при помощи обыкновенного питания. Так чем же опасны и полезны протеиновые коктейли, как источник белка? К группе исключений можно отнести людей, испытывающих физические нагрузки. Если вы постоянно и упорно занимаетесь в спортзале и желаете нарастить мышечную массу, то норму белков следует увеличить в полтора-два раза. Это очень легко объясняется: при физических нагрузках возникает усиленное обновление клеток. И поэтому организму требуется повышенное количество строительного материала, которым и являются белки. Мышечная ткань состоит из белков. Разумеется, им неоткуда взяться. Именно по этой причине спортсмены повышают количество белка в своем рационе питания. Несколько лет назад ради наращивания мышечной массы спортсмены употребляли много мяса, творога, яиц, что перегружало организм дополнительным количеством жиров и углеводов. Затем начали появляться протеиновые коктейли, которые дают организму необходимое количество белков без употребления килограммов продуктов. Согласитесь, неплохо, когда имеется выбор. Однако, именно с момента появления протеиновых коктейлей спортсмены стали «перебарщивать» с белками. Очень важно получать чётко определённую ежедневную норму белков. Если употребление яиц хотя бы предупреждает о том, что трапезу следует завершить чувством насыщения, то концентрированные белковые коктейли пьются подобно фруктовому соку. Таким образом, в день спортсмен вполне может употребить 5-6 дневных норм белка. Догадываетесь, к чему это может привести? Именно по этой причине в таком тонком деле, как распитие белковых коктейлей, важную роль играет строжайший самоконтроль. Необходимо строго рассчитывать количество белка, которое вы употребили в течение дня (и помнить про тот, который мы получаем с пищей). Попадание белка в организм не должно перекрывать норму по углеводам. Количество белков не должно существенно превосходить количество жиров (они ведь формируют наш мозг). Сильно переборщив с белками, можно нанести огромный ущерб своему здоровью. В Древнем Китае был один очень необычный вид казни. Приговоренного к смерти до отвала кормили мясом, и человеческий желудок не мог переварить столько протеина, в результате чего несчастный мучительно умирал от заворота кишок. Употребление белка более чем 2-3 г на килограмм веса может стать причиной того, что белок станет восполнять энергию в организме, конкурируя с углеводами, то есть попросту сгорать. Продуктами данного горения являются азотистые соединения, которые нарушают работу печени и почек. В результате можно сделать вывод, что не стоит полностью отказываться от принятия протеиновых коктейлей. Считаю, что для нормальной жизнедеятельности и правильного функционирования всех систем и органов необходима правильная дозировка коктейлей в сочетании с приёмом обычной пищи. Учитывая, что различные аминокислоты выполняют различные функции в организме, а варьировать их соотношение в рационе лучше исходя из начального уровня физической подготовки, нагрузок и конечных целей, которых спортсмен хочет добиться при помощи тренировок. И, разумеется, нужно следить за качеством белка, который вы употребляете. Применять протеин, созданный исключительно из натурального сырья. Не стоит забывать спортсменам, что не следует менять собственное здоровье на крепкие мышцы, так как можно остаться и без первого, и без второго. В спортзале, за обеденным столом и дома нельзя забывать про принцип, которым люди часто пренебрегают – «Не навреди!». Береги себя, прислушивайся к собственному организму и употребляй лишь то, что действительно полезно. Задание №4 (до 20 баллов) В биологии существует такое понятие как синцитий. Вопросы: 1. Что это такое? Каково его функциональное назначение? 2. Чем он принципиально отличается от других тканей? 3. Назовите примеры ткани, функционально организованной как синцитий у животных? 4. Существуют ли примеры подобной организованной ткани у растений? Какие функции она может выполнять? Примерное содержание ответа: Синцитий – живая ткань, особенностью структуры которой является то, что ее клетки не полностью изолированы друг от друга плазмалеммами, а связаны друг с другом цитоплазматическими перемычками. Синцитиями являются зародышевая соединительная ткань – мезенхима, костная ткань. Некоторые живые ткани по структуре не являются синцитием (протоплазматически не связаны), но функционируют как синцитий, как единое целое. Мышечная ткань предсердий и желудочков сердца ведет себя как синцитий. При раздражении одного кардиомиоцета мышц возбуждаются целые мышцы. Подобные ткани не являются по структуре синцитием, но проявляют в своих функциях свойства синцития. Их называют функциональным синцитием. Синцитий выполняет важнейшие функции по переработке питательных веществ, поступающих из крови матери, выведению продуктов обмена плода, в нем происходит синтез белков и других веществ. Эпителиальный синцитий представляет собой сплошной протоплазменный пласт, без клеточных границ; у беспозвоночных (гиподерма) и у позвоночных (капилляры печени, сосудистого клубочка, Боуменова капсула). Синцитий – тип ткани у животных, растений и грибов с неполным разграничением клеток; обособленные участки цитоплазмы с ядрами связаны между собой цитоплазматическими перемычками (например, зародышевая соединительная ткань). Мезенхима (от мезо... и греч. énchyma — налитое, наполняющее; здесь — ткань), зародышевая соединительная ткань большинства многоклеточных животных и человека. На ранних стадиях зародышевого развития мезенхима состоит из подвижных отростчатых клеток, большая часть которых затем теряет подвижность; при этом клетки соединяются отростками в сеть (синцитий) или образуют местные скопления. Мезенхима возникает за счёт клеток, выселяющихся из разных зародышевых листков. Главный её источник, например, у кишечно-полостных, червей и моллюсков — эктодерма, но часто и энтодерма у хордовых, иглокожих и других — мезодерма. Мезенхима, возникающая из энто- и мезодермы, называется энтомезенхимой, а из эктодермы (материала нервных валиков) — эктомезенхимой. У позвоночных животных и человека энтомезенхима даёт начало различным формам соединительной ткани взрослого организма, форменным элементам крови, кровеносным сосудам и гладким мышцам. Из эктомезенхимы образуется почти весь висцеральный скелет (слуховые косточки, жаберные дуги и т. д.), пигментные клетки и часть дермы. Симпласт (от греч. sýn — вместе и plastós — вылепленный, образованный), у животных тип строения ткани, характеризующийся отсутствием клеточных границ и расположением ядер в сплошной массе цитоплазмы. Примеры симпласта: поперечнополосатые мышечные волокна, некоторые простейшие (ряд инфузорий), зародыши некоторых насекомых на ранних стадиях развития. Некоторые ткани (например, эпителиальная выстилка кишечника ряда моллюсков и насекомых) на разных стадиях пищеварения имеют то клеточное, то симпластическое строение. Симпласт может образоваться как путём размножения ядер без последующей плазмо- или цитотомии, так и путём слияния клеток. У растений синцитием называется: а) многоядерный протопласт организма, не имеющего клеточного строения (например, у каулерпы); б) у многоклеточных растений — протоплазматическое содержимое (с ядрами) слившихся клеток (например, членистых млечников), а также совокупность протопластов, соединённых протоплазматическими нитями — плазмодесмами. Задание №5 (до 20 баллов) Вам хорошо известно, что всех представителей надцарства Эукариоты можно разделить на одноклеточные и многоклеточные организмы. Одноклеточным и многоклеточным организмам, как правило, приходится преодолевать одни и те же трудности, возникающие при работе функциональных систем обеспечивающих их жизнедеятельность. Вопросы: 1. Какая форма организации тела живого организма лучше, многоклеточная или одноклеточная? Поясните почему? 2. Приведите плюсы и минусы для каждой формы организации тела. 3. Для каких функциональных систем переход к многоклеточности связан с повышением эффективности, а для каких – с понижением? 4. Какие примеры наиболее эффективных систем одноклеточных и многоклеточных вам известны? Примерное содержание ответа: Очевидно, что однозначного ответа на этот вопрос у науки нет. В ответе на этот вопрос очень важно показать логичность своих рассуждений и выбранного варианта модели «Наиболее успешного» живого организма. Свои рассуждения можно было построить, например, на основе сравнительного анализа способностей одноклеточных и многоклеточных организмов. Баллы в этом вопросе вы набирали за счёт логичного и аргументированного доказательства выбранной вами стратегии – модели «Наиболее успешного» живого организма. Существует ряд правил выведенных наукой «биология» для процессов макроэволюции: Правило необратимости эволюции (Л. Долло, 1893) гласит, что эволюция процесс необратимый, и группа не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков. Правило прогрессирующей специализации (Ш. Депере, 1876) гласит, что группа, вступившая на путь специализации, как правило, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации. Правило происхождения от неспециализированных предков (Э. Коп, 1896) гласит, что новые крупные группы обычно берут начало не от специализированных предковых групп, а от сравнительно неспециализированных. Правило адаптивной радиации (Г.Ф. Осборн, 1902) гласит, что филогенез любой группы сопровождается разделением группы на ряд отдельных филогенетических стволов, которые расходятся в разных адаптивных направлениях от некоего исходного среднего состояния. (В основе лежит принцип дивергенции, описанный Ч. Дарвином в 1859 году). Правило чередования главных направлений эволюции. (И.И. Шмальгаузен, 1939) Арогенная эволюция чередуется с периодами аллогенной эволюции во всех группах. Правило усиления интеграции биологических систем (И.И. Шмальгаузен, 1961) можно сформулировать так: биологические системы в процессе эволюции становятся все более интегрированными, со все более развитыми регуляторными механизмами, обеспечивающими такую интеграцию. Правило филогенетического предвосхищения признаков. Вариант ответа №1: Ответ на вопрос 1. Считаю, что в процессе эволюции, когда из одноклеточных форм возникли и развились многоклеточные формы организмов, органический мир поднялся на качественно новый уровень развития. Образование первых многоклеточных животных было крупным событием в историческом развитии животного мира. Многоклеточные животные получили большие преимущества перед одноклеточными: у них появились широкие возможности к разделению клеток по выполняемым функциям, дальнейшему усложнению строения тела, увеличению размеров и регенерации поврежденных и утраченных частей тела. Ответ на вопрос 2. Плюсы и минусы многоклеточной организации тела: Плюсы: 1. Тело многоклеточных организмов состоит из клеток, выполняющих разные функции. 2. Многоклеточные поддерживают целостность организма путем межклеточного взаимодействия. 3. Онтогенез многоклеточных характеризуется процессом дробления яйцеклетки на множество клеток-бластомеров, из которых в дальнейшем формируется организм с дифференцированными клетками и органами. 4. Многоклеточные организмы, как правило, крупнее одноклеточных. 5. Увеличение размеров тела многоклеточных по отношению к их поверхности способствовало усложнению и совершенствованию процессов обмена, формированию внутренней среды. 6. Совершенствование процессов обмена обеспечило многоклеточным большую устойчивость (гомеостаз), автономизацию жизненных процессов и большую продолжительность жизни. 7. У многоклеточного организма гораздо больше шансов приспособиться к широкому набору ситуаций, с которыми ему приходится сталкиваться. Отсюда следует и принципиальное различие между клеткой и многоклеточным организмом в стратегии адаптации: первая на любое средовое влияние реагирует целостно и генерализованно, второй способен адаптироваться к условиям жизни за счет перестройки функций только отдельных из своих составляющих частей — тканей и органов. 8. Многоклеточные могут использовать ресурсы, недоступные единичной клетке. Например, наличие множества клеток позволяет дереву достичь больших размеров, иметь корни в земле (где определенные клетки поглощают воду и питательные вещества) и листья в воздухе (где другие клетки могут эффективно улавливать энергию солнечных лучей). Ствол дерева состоит из специализированных клеток, образующих каналы для транспорта воды и питательных веществ между листьями и корнями. Другая группа специализированных клеток образует слой коры, предотвращающий потерю воды и защищающий внутреннюю часть ствола. Дерево как целое не конкурирует с одноклеточными организмами за свою экологическую нишу, его способ выживания и размножения совершенно иной. 9. Возникновение новых способов движения, сенсорного восприятия, коммуникаций, социальной организации – все это позволило эукариотическим организмам конкурировать, размножаться и заселять пространства Земли. Минусы: 1. Клетки многоклеточных, в связи со специализацией, обычно утрачивают способность к самостоятельному существованию. 2. Диапазон питания многоклеточных уже, чем одноклеточных. 3. Почти все многоклеточные имеют распределение на полы, сильно тормозящее размножение: насекомые плодятся значительно медленнее одноклеточных; земноводные еще медленнее; птицы – уже совсем медленно; а млекопитающие вообще едва обеспечивают превышение рождаемости над смертностью. Плюсы и минусы одноклеточной организации тела: Плюсы: 1) Одноклеточные выносливее, чем многоклеточные. Если млекопитающие гибнут при отклонении температуры тела на 6–10ºС от нормы, то некоторые одноклеточные хорошо переносят колебания ±60ºС. Бактерии живут в пустыне, полярном льду и геотермальных источниках. 2) Диапазон питания одноклеточных организмов шире. Чего только не едят бактерии! Есть такие, которым нравится ржавчина, а некоторые специализируются на кислотах. Некоторые из одноклеточных являются хищниками (например, хищные бактерии, микроскопические грибы, бактериотрофные бесхребетные и т.п.), которые охотятся на других одноклеточных. 3) Одноклеточные имеют самый короткий период размножения. При периоде деления равном 24 ч и при условии достаточности запасов пищи, одна клетка в течение 136 дней расплодится в популяцию весом с Землю (10-13 г · 2136 = 8,7 · 1024 кг), а еще через 18 дней – весом с Солнце (10-13 г · 2154 = 2,3·1030 кг) 4) Многие из одноклеточных способны синтезировать все необходимые им вещества из нескольких простых соединений. 5) Многие простейшие оказались хорошо приспособленными к обитанию в теле различных животных, куда они легко проникают благодаря своей незаметности (чаще всего попадают вместе с пищей) Минусы: 1) У одноклеточных организмов все функции осуществляются одной клеткой. 2) У колониальных простейших тело состоит из многих клеток, но у них отсутствует клеточная дифференциация. У них отчлененные клетки некоторое время могут существовать независимо, но затем путем деления восстанавливают колонию. 3) Одноклеточные поддерживают целостность организма за счет процессов саморегуляции внутри одной клетки. 4) У одноклеточных онтогенез сводится к росту и формированию органелл в одной клетке. 5) Деление клеток у простейших приводит не к росту организма, как у многоклеточных, а к размножению. Промежуточное положение между ними занимают колониальные простейшие, у которых за счет деления клеток формируются новые колонии. Вообще среди современных простейших очень мало крупных форм, заметных простым глазом: огромное большинство их — отдельно живущие клетки микроскопически малых размеров. Но эта особенность одноклеточных организмов также имеет свои выгодные стороны, свои жизненные преимущества: а) сами простейшие по своим микроскопическим размерам могут служить добычей только для очень мелких животных, более крупные хищники для них безопасны; б) благодаря своим мельчайшим размерам и способности одеваться цистой, простейшие легко расселяются по таким временным водоёмам, как придорожные канавы, застоявшиеся лужи, углубления, оставленные копытами животных. Простейшие — изменившиеся потомки древнейших одноклеточных организмов — при своём одноклеточном типе строения оказываются и в современной природе наряду с организмами высших групп, хорошо приспособленными к тем условиям, в которых им приходится жить. Они распространены повсюду и образовали огромное многообразие форм: зоологи ещё недавно насчитывали около 15 000 современных видов простейших. Теперь, когда исследователи добрались уже до самых глубин океана и обнаружили и там присутствие жизни, эта цифра, вероятно, окажется значительно преуменьшенной. Благодаря своей огромной численности и ничтожной величине простейшие занимают важное место в общей жизни природы. Но всё-таки многоклеточные обладают целым рядом преимуществ в организации, по сравнению с одноклеточными, и представляют собой качественный скачок в процессе эволюции от Protozoa к Metazoa. Ответ на вопрос 3. Функциональными называются системы, объединяющие в себе на определённый период несколько систем органов для достижения конкретного результата. Считаю, что можно в данном случае привести пример процесса пищеварения, в котором задействованы пищеварительная, нервная, эндокринная и кровеносная системы. Благодаря работе ферментов (биологических катализаторов), нейромедиаторов, гормонов, все процессы многоклеточного организма ускоряются, согласовываются и протекают в определённых временных рамках под контролем нервной и эндокринной системам одновременно. Одноклеточные в этом плане «отстают», т. к. регуляция осуществляется только гуморальным путем (более древним с точки зрения современной теории эволюции и потому более медленным). У многоклеточных гетерофагия (питание клеток) является более сложным процессом, чем у одноклеточных. Так как в процессе пиноцитоза, чтобы внешние молекулы поступили в клетку, они должны быть сначала связаны рецепторами гликокаликса (у одноклеточных процесс протекает гораздо проще). У одноклеточных, как правило, одно ядро, а клетки печени (гепатоциты), кардиомиоциты и некоторые нейроны многоклеточных имеют два ядра (а так как ядро регулирует процессы, происходящие в клетке, можно сделать вывод об «улучшенном» регуляторном механизме в вышеуказанных клетках многоклеточных). Поглощение и усвоение пищи многоклеточным организмом является более основательным и сложным. С другой стороны, одноклеточный организм «избежал участи быть зашлакованным и с повышенным холестерином» благодаря «коротким путям» выхода отработанного материала. Отработавшие своё клетки многоклеточного организма (например, эритроциты) подвергаются лизису в определённых местах организма (печень), куда они должны быть доставлены. А в одноклеточном организме в процессе жизнедеятельности на разных иерархических уровнях его организации, начиная от молекул и кончая органеллами, постоянно происходит перестройка структур при участии комплекса Гольджи (полулунная двойная мембрана окружает поврежденные зоны, сливается с лизосомами, образуя аутофагосому, совершая лизис структур органеллы), а после фагосомы распадаются. Ответ на вопрос 4. Эффективная система питания одноклеточных может быть рассмотрена на примере эвглены зелёной, которая отличается миксотрофным типом питания, обнаруживая при этом определённую приспособленность к первому и второму типам питания. Эффективная система в плане размножения, расселения, питания и выживания – бактерии (ими населены горячие источники, океанские впадины, льды Антарктиды). Нервная регуляция многоклеточных осуществляется при помощи нервных импульсов по мембранам нервных клеток – это эволюционно более поздний способ регуляции, он является более быстрым и более точным. В организме многоклеточных механизмы нервной и гуморальной регуляции тесно взаимодействуют между собой и осуществляются одновременно, оказывая друг на друга влияние, они дополняют друг друга, поэтому говорят о нейрогуморальной регуляции организма. Гуморальная (жидкостная) регуляция осуществляется с помощью химических веществ (гормонов, медиаторов, ионов, продуктов обмена) через жидкие среды организма (кровь, лимфу, межклеточную жидкость). Например, снижение уровня глюкозы в крови вызывает возбуждение симпатической нервной системы – это стимулирует выделение надпочечниками адреналина, который с током крови поступает в печень. При этом активируется глюкагон, стимулирующий расщепление гликогена до глюкозы и поступление её в кровь. Таким образом, содержание её в крови нормализуется. Особенность организма многоклеточных – способность к саморегуляции. Саморегуляция – это поддержание всех параметров жизнедеятельности организма на относительно постоянном уровне (содержание глюкозы в крови, кровяного давления, температуры тела). Нейрогуморальная регуляция осуществляет тесную взаимосвязь и согласованное функционирование всех систем органов, поэтому многоклеточный организм функционирует как единое целое. Вариант ответа №2: 1. Какая форма организации тела живого организма лучше, многоклеточная или одноклеточная? Поясните почему? Многоклеточная форма организации тела живого организма лучше, чем одноклеточная. Многоклеточные обладают целым рядом преимуществ в организации, по сравнению с одноклеточными, и представляют собой качественный скачок в процессе эволюции от Protozoa к Metazoa. Потому что 1) Многоклеточные животные состоят из большого количества клеток. Все клетки многоклеточного организма функционируют как единое целое. Многоклеточное тело состоит из клеток: Выполняющие разные функции. Обладающие более высоким уровнем организации. 2) Одноклеточные животные состоят только из одной клетки. Одноклеточное тело состоит из: Цитоплазмы. Мембраны. Ядро (одно, два или более). Пищеварительные вакуоли. Сократительные вакуоли. 2. Приведите плюсы и минусы для каждой формы организации тела. Многоклеточные. Плюсы Минусы 1) Крупнее, чем одноклеточные. 1) Утрачивают способность к 2) Большая устойчивость (гомеостаз) самостоятельному существованию 3) Высокий уровень организации 2) Усложнение и совершенствование 4) Автономизация жизненных процессов обмена, формирование процессов внутренней среды. 5) Большая продолжительность жизни. 6) Больше шансов приспособиться к широкому набору ситуаций. Одноклеточные. Плюсы 1) Большая скорость размножения 2) Многочисленность 3) Инцистирование 4) Широкое расселение Минусы 1) Все функции осуществляются одной клеткой. 2) Мельче, чем многоклеточные 3. Для каких функциональных систем переход к многоклеточности связан с повышением эффективности, а для каких – с понижением? Переход к многоклеточности, связанный с повышением эффективности, является обмен веществ: Рост Размножение Развитие Переход к многоклеточности, связанный с понижением эффективности, является: Скорость размножения Скорость расселения 4. Какие примеры наиболее эффективных многоклеточных вам известны? систем одноклеточных и Примеры наиболее эффективных систем одноклеточных: 1) Зеленая эвглена-это автогетеротроф, которая питается миксотрофами. 2) Хламидомонада. Размножается половым и бесполым путем, делением на две клетки. Примеры наиболее эффективных систем многоклеточных: 1) Кольчатые черви. Нервные узлы расположены вентральнее пищеварительной трубки и соединяются поперечными и продольными нервными стволами. 2) Моллюски, Членистоногие. Сосуды открываются в полость тела, и часть кровообращения происходит в промежутках между органами, кровеносная система называется незамкнутой 3) Мелкие клещи, ресничные черви. Не имеют дифференцированной дыхательной системы, газообмен у них происходит через увлажненные покровы, поэтому в засушливых местах они существовать не могут.
