Билет № 10. 1. Автотрофное питание. Фотосинтез, его значение (Б№9, 1)

1. Автотрофное питание. Фотосинтез, его значение (Б№9, 1)

2. Характеристика царства животных. Роль животных в природе. Среди готовых микропрепаратов простейших найдите эвглену зёленую. Объясните, почему эвглену зеленую ботаники относят к растениям, а зоологи — к животным (Б№17, 2)

3. Объясните биологическое значение безусловных и условных рефлексов. Составьте схему рефлекторной дуги (безусловного рефлекса) и объясните, из каких частей она состоит. Приведите примеры безусловных рефлексов человека.

Ответ:

1. Автотрофный тип питания характерен для растений и цианобктерий (фотоавтотрофность), для железобактерий (хемоавтотрофность) и др.

1. Фотосинтез — особый тап обмена веществ, происходящий в клетках растений и ряда бактерий, содержащих хлорофилл и хлоропласты. Фотосинтез — процесс образования органических веществ в хлоропластах из углекислого газа и воды с использованием энергии солнечного света. Суммарное уравнение фотосинтеза:

6С0₂ + 6Н₂О энергия света С₆Н₁₂О₆ + 6О₂↑

2. Хлорофилл — высокоактивное органическое вещество, зеленый пигмент, его роль в фотосинтезе:

поглощение энергии солнечного света, которая используется для образования богатых энергией органических веществ из бедных энергией неорганических веществ — углекислого газа и воды.

З. Хлоропласты - органоиды клетки со множеством выростов на внутренней мембране, увеличивающих ее поверхность. Встроенные в мембраны гран молекулы хлорофилла и ферментов необходимы для поглощения и преобразования энергии света, осуществления реакций фотосинтеза.

4. Поглощение корнями растений воды и минеральных веществ из почвы, их передвижение по сосудам проводящей ткани в листья. Поступление их путем диффузии в клетки. Поступление углекислого газа из атмосферы через устьица в межклетники, а оттуда в клетки основной (фотосинтезирующей) ткани.

5. Поглощение хлорофиллом энергии солнечного света, расщепление молекул воды на атомы водорода и кислорода, выделение молекулярного кислорода через устьица в атмосферу. Использование энергии солнечного света на синтез молекул АТФ, богатых энергией, с помощью которой осуществляется восстановление углекислого газа водородом до глюкозы. Участие во всех химических реакциях ферментов.

6. Хлорофилл — посредник между Солнцем и Землей, выполняет на нашей планете космическую роль, так как он поглощает и использует энергию солнечного света для синтеза органических веществ из неорганических. Значение фотосинтеза: обеспечение всего живого на Земле пищей (органическими веществами), энергией, кислородом.

2. 1. Характеристика царства животных. Разнообразие животных на Земле: около 2 млн видов. Их широкое расселение, обитание во всех средах:

водной, наземно-воздушной, почвенной и в других организмах. Существенные различия в строении и поведении животных. Их общие признаки: активное передвижение большинства животных, питание готовыми органическими веществами, так как они гетеротрофы: не могут сами создавать органические вещества из неорганических. Отсутствие в клетках целлюлозной оболочки, пластид и вакуолей с клеточным соком (как у растений), наличие центриолей клеточного центра. Запасание избытка питательных веществ в виде гликогена, а не крахмала, как у растений. Питание, при котором пища заглатывается, а не всасывается, как у растений и грибов. Определение принадлежности к царству животных не по одному признаку (например, способу питания), а по группе признаков. Например, коралловые полипы внешне похожи на растения и не могут передвигаться, но по роду других признаков они относятся к животным.

2. Роль в биосфере. Тесная связь животных с растениями и другими организмами, их большая роль в биосфере: опыляют растения, распространяют семена в природе, обогащают почву органическими веществами, а воздух — углекислым газом, создавая условия для жизни растений. Животные — организмы-потребители органических веществ, важное звено в цепи питания: преобразуют органические вещества и делают их доступными для потребления другими организмами. Растительноядные животные, питающиеся растениями, нередко являются добычей хищников. Растительноядные и хищные животные могут служить средой обитания для паразитов; трупы животных — пища для организмов-сапротрофов. Выполнение животными, которые питаются трупами других животных, роли санитаров в природе.

Эвглена зелёная интересна тем, что владеет двумя типами питания: в темноте она питается готовыми органическими веществами, как животное, а на свету, за счёт имеющихся хлоропластов, осуществляет фотосинтез, как растение.

3. Все физиологические функции организма выполняются под контролем головного мозга. Уже в древние века ученые высказали мысль о том, что органом управления поведением человека и животных является головной мозг. Но чтобы понять законы управления поведением, надо знать основные принципы работы головного мозга.

Безусловные рефлексы. Основной формой деятельности нервной системы является рефлекс. Наиболее простые рефлексы относятся к врожденным, или безусловным, рефлексам. С некоторыми из этих рефлексов живой организм появляется на свет, и они ему верно служат еще до того, как он приобретет собственный опыт и чему-то научится. Безусловные рефлексы передаются по наследству. Миллионы лет происходило совершенствование безусловных рефлексов, пока они не приобрели такую удивительную целесообразность.

Безусловные рефлексы обеспечивают приспособление организма к постоянным условиям среды. Иными словами, это постоянная реакция организма на строго определенные внешние раздражители. Все животные одного вида обладают одинаковым набором безусловных рефлексов. Поэтому безусловные рефлексы относятся к видовым признакам поведения животного.

Уже у новорожденного ребенка наблюдаются самые простые безусловные рефлексы. Наиболее важным из них является рефлекс сосания, раздражитель рефлекса сосания — прикосновение к губам ребенка какого-либо предмета (груди матери, соски, игрушки, пальца руки). Рефлекс сосания — это пищевой безусловный рефлекс. Кроме этого, у новорожденного имеются уже и некоторые защитные безусловные рефлексы: мигание, которое возникает, если постороннее тело приближается к глазу или коснется роговицы, сужение зрачка при действии сильного света на глаза.

В особую группу выделяют ориентировочные рефлексы, или рефлексы «что такое?» Они возникают всякий раз, когда появляется неожиданный или новый раздражитель. Ребенок поворачивает глаза и голову в сторону этого раздражителя.

Особенно ярко проявляются безусловные рефлексы у различных животных. Врожденными могут быть не только отдельные рефлексы но и более сложные формы поведения, которые получили название инстинктов. Кошки, которые с первых месяцев жизни воспитываются в наших домах, без всякого предварительного обучения перед появлением потомства строят гнезда, запасают корм, а, затем ухаживают за детенышами. Значит, они выполняют эти сложные инстинкты по законам наследственно закрепленных безусловных рефлексов.

Условные рефлексы. Реальный многообразный мир непрерывно изменяется. События никогда точно не повторяют друг друга. С помощью только безусловных рефлексов невозможно приспособиться к постоянно меняющемуся внешнему миру. Значит, опыт предков, который проявляется через безусловные рефлексы, оказывается недостаточным. Нужен, кроме этого, собственный, индивидуальный опыт каждого отдельного живого организма. Как же приспособиться организму, если окружающие его раздражители меняются? Одни — более часто, другие реже. Оказывается, что одни и те же безусловные рефлексы могут выполняться не только на основе наследственно заданных раздражителей (одинаковых для всех особей вида), но и тех сигналов, с которыми данный организм достаточно часто встречается в своей индивидуальной жизни. Такие рефлексы получили название условных рефлексов и были впервые описаны И. П. Павловым. Условные рефлексы — это приобретенные в течение жизни каждого человека или животного реакции, с помощью которых происходит приспособлен не организма к меняющимся воздействиям среды. При образовании условных рефлексов возникает временная связь между центрами анализаторов и центрами безусловного рефлекса. Теперь данный безусловный рефлекс осуществляется не под действием обычного раздражителя, а под действием совершенно новых внешних сигналов. Эти раздражения из окружающего Мира, к которым мы были безразличны, теперь могут прибрести жизненно важное для нас значение. В течение жизни вырабатывается множество условных рефлексов, которые составляют основу нашего жизненного опыта. Но этот жизненный опыт имеет смысл только для данной особи и не передается по наследству ее потомкам.

Рассмотрим такой пример. Через некоторое время после рождении ребенка мать начинает его прикармливать различными питательными смесями из бутылочки. У этого маленького существа быстро вырабатывается условный рефлекс на вид бутылочки с соской. Как только этот предмет появляется в поле зрения проголодавшегося ребенка, он начинает волноваться, чмокать губами, двигать ручками, требовательно кричать, И как только дотянется ручками до бутылочки и направит соску в рот, тут же успокаивается. Удовлетворение пищевой потребности обеспечено. Чтобы такой условный рефлекс смог образоваться, необходимо: 1) состояние голода или жажды (т. е. биологическая потребность), 2) внешний сигнал (вид бутылочки с соской) и 3) повторенное несколько раз совпадение во времени этого сигнала с безусловным пищевым рефлексом (сосание).

Но вот ребенок подрос, научился есть с ложечки, и бутылочка уже перестает быть для него пищевым сигналом. Значит, этот условный рефлекс уже больше не нужен, он перестал иметь для организма жизненно важное значение. Временная связь между зрительными центрами и центрами рефлекса сосания разрушается. Следовательно, наше поведение определяется: 1) внутренними потребностями и 2) конкретными внешними условиями, к которым мы постоянно приспосабливаемся с помощью безусловных и условных рефлексов. Поэтому наше поведение не только целенаправленное, но тонко и точно приспособленное к окружающим условиям.

Навыки. В самостоятельную категорию условных рефлексов выделяют вырабатываемые в течение нашей жизни двигательные условные рефлексы, т. е навыки или автоматизированные действия. Смысл этих условных рефлексов состоит в освоении новых двигательных умений, выработке новых форм движений. Человек обучается плавать, кататься на коньках, печатать на машинке. Обучение требует времени, упорства, дается с трудом. Вспомните, например, как вы учились писать первые буквы. Однако постепенно в ходе тренировки, когда такие навыки уже закрепились, они выполняются без контроля сознания, автоматически. Они уже не требуют такой энергии и выполняются с завидной легкостью. За свою жизнь человек овладевает многими специальными двигательными навыками, связанными с его профессией (работа на станках, управление автомашиной, самолетом).

Обучение чтению и письму, произнесению слов — то тоже выработка навыков. Навыки бывают не только двигательные. Например, выучив таблицу умножения и упражняясь в решении соответствующих примеров, ученик приобретает определенные навыки в счете. В сознании автоматически возникает сразу конечный результат. Навыки — это основа нашего поведения. Владение навыками полезно для организма потому, что экономит время и энергию. Сознание, мышление, внимание освобождаются от выполнения тех операций, которые автоматизировались и стали навыками повседневной жизни.

Самый успешный путь овладения навыками — это систематические упражнения, исправление вовремя замеченных ошибок, знание конечной цели каждого упражнения.

Рефлекторная дуга состоит из рецептора с чувствительным (центростремительным) нейроном, одного или нескольких вставочных нейронов и двигательного (центробежного) нейрона.