Контрольная работа по "Биологии"

 

Вопросы:

 

1. Роль воды в жизнедеятельности  клетки…………………………………....3

2. Старость и  старение. Смерть как биологическое  явление………………...5

3. Биологические ритмы………………………………………………………..8

4. Круговорот серы и фосфора  и их антропогенное искажение……………..12

5. Основы экологического права (источники, органы, стандартизация, паспортизация, экспертиза, ответственность)……………………………………16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Роль воды в жизнедеятельности  клетки.

 

Вода — одно из самых распространенных веществ  на нашей планете. В клетке в количественном отношении она также занимает первое место среди других химических соединений. Чем выше интенсивность обмена веществ в той или иной клетке, тем больше в ней содержится воды.

Вода в клетке находится в двух формах: свободной  и связанной. Свободная вода находится в межклеточных пространствах, сосудах, вакуолях, полостях органов. Она служит для переноса веществ из окружающей среды в клетку и наоборот. Связанная вода входит в состав некоторых клеточных структур, находясь между молекулами белка, мембранами, волокнами, и соединена с некоторыми белками.

Вода выполняет  различные функции: сохранение объема, упругости клетки, растворение различных веществ. Кроме того, в живых системах большая часть химических реакций протекает в водных растворах.

Вода обладает рядом свойств, имеющих исключительно  важное значение для живых организмов.

Вода является хорошим растворителем. Благодаря  полярности молекул и способности образовывать водородные связи вода легко растворяет ионные соединения (соли, кислоты, основания). Хорошо растворяются в воде и некоторые неионные, но полярные соединения, т. е. в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы, например сахара, простые спирты, аминокислоты. Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными (от греч. hygros — влажный и philia — дружба, склонность). Когда вещество переходит в раствор, его молекулы или ионы могут двигаться более свободно и, следовательно, реакционная способность вещества возрастает. Это объясняет, почему вода является основной средой, в которой протекает большинство химических реакций, а все реакции гидролиза и многочисленные окислительно-восстановительные реакции идут при непосредственном участии воды.

Вода характеризуется  оптимальным для биологических  систем значением силы поверхностного натяжения, которое возникает благодаря образованию водородных связей между молекулами воды и молекулами других веществ. Благодаря силе поверхностного натяжения происходит капиллярный кровоток, восходящий и нисходящий токи растворов в растениях.

Образование кристаллов льда в клетках может приводить  к их повреждению и гибели. Известно, что растворы разных веществ замерзают при более низкой температуре, чем чистая вода. Поэтому некоторые организмы накапливают в своих тканях вещества, предотвращающие замерзание и образование кристаллов льда. Так, лягушки способны оживать после вмерзания в лед. Это обеспечивается повышенным содержанием в их клетках глюкозы и некоторых других веществ.

Вещества, плохо или вовсе  нерастворимые в воде, называются гидрофобными (от греч. phobos — страх). К ним относятся жиры, нуклеиновые кислоты, некоторые белки. Такие вещества могут образовывать с водой поверхности раздела, на которых протекают многие химические реакции. Следовательно, тот факт, что вода не растворяет неполярные вещества, для живых организмов также очень важен. К числу важных в физиологическом отношении свойств воды относится ее способность растворять газы (О₂, СО₂ и др.).

Вода обладает высокой  теплоемкостью, т. е. способностью поглощать  тепловую энергию при минимальном повышении собственной температуры. Большая теплоемкость воды защищает ткани организма от быстрого и сильного повышения температуры. Многие организмы охлаждаются, испаряя воду (транспирация у растений, потоотделение у животных).

Вода обладает также высокой теплопроводностью, обеспечивая равномерное распределение тепла по всему организму. Следовательно, высокая удельная теплоемкость и высокая теплопроводность делают воду идеальной жидкостью для поддержания теплового равновесия клетки и организма.

Вода практически не сжимается, создавая тургорное давление, определяя объем и упругость клеток и тканей. Так, именно гидростатический скелет поддерживает форму у круглых червей, медуз и других организмов.

Содержание  воды в клетке — от 40 до 98% ее массы. Роль воды в клетке:

— обеспечение  упругости клетки. Последствия потери клеткой воды – увядание листьев, высыхание плодов;

— ускорение химических реакций за счет растворения веществ  в воде;

— обеспечение перемещения  веществ: поступление большинства веществ в клетку и удаление их из клетки в виде растворов;

— обеспечение растворения  многих химических веществ (ряда солей, сахаров);

— участие в ряде химических реакций;

— участие в процессе теплорегуляции благодаря способности  к медленному нагреванию и медленному остыванию.    

 

2. Старость и  старение. Смерть как биологическое  явление.

 

Старость, старение. Старость — это неизбежный, наступающий  на смену зрелости период жизни человека и животных, характеризующийся снижением  компенсаторных возможностей и реактивности организма. 
Старость является результатом динамического процесса — старения. 
Старение — длительный биологический процесс возрастных изменений организма, начинающийся задолго до старости и неизбежно приводящий к постепенно нарастающему ограничению приспособительных возможностей организма и увеличению вероятности смерти. Возрастные изменения, происходящие на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях, в разных органах и системах развиваются с неодинаковой скоростью и неравномерно.

Старение внутренне противоречиво. Наряду со снижением, ослаблением одних процессов происходит усиление других. Благодаря этому развиваются новые компенсаторные механизмы, способные, однако, лишь в малой степени заменить имевшиеся  ранее механизмы компенсации. 
Различают два вида старения — физиологическое, о котором говорилось выше, и патологическое (преждевременное). Преждевременное, или патологическое, старение возникает в относительно молодом возрасте в результате длительного действия на организм человека некоторых вредных факторов внешней и внутренней среды (болезни, травмы, тяжелые бытовые и производственные условия, алкоголизм, неблагоприятная наследственность и пр.), ускоряющих ход нормального, физиологического старения. 
Характер и течение физиологического старения во многом определяют длительность естественного срока жизни человека. Считается, что потенциальная продолжительность жизни человека должна превышать 100 лет. Однако случаи физиологической, т. е. естественной, старости все еще редки. Средняя продолжительность жизни в настоящее время в СССР составляет для мужчин 65 лет, а для женщин — 74 года. Изучение возрастных изменений в различных органах и тканях организма человека позволило прийти к выводу, что пожилыми являются люди в возрасте от 60 до 74 лет, а период старости начинается после 75 лет. Люди 90 лет и старше называются долгожителями.

Что же мешает человеку прожить срок возможного долголетия? Существует множество теорий, объясняющих причину возникновения старения. Последователи одних теорий наступление старости объясняют изменениями какого-либо внутреннего органа или системы: эндокринной системы, нервной системы, соединительной ткани. Приверженцы других теорий признают ведущим фактором старения самоотравление организма продуктами обмена. Многие исследователи высказывают предположения о накоплении на протяжении жизненного цикла организма так называемых ошибок синтеза белков и нуклеиновых кислот, что отражается на структуре молекул этих соединений.

Старость человека характеризуется существенными изменениями в различных органах и системах. Меняются внешний вид, психика, поведение. Движения теряют свою плавность, подвижность суставов ограничивается, уменьшается сила мышц. Волосы седеют, становятся редкими и ломкими. Кожа истончается, становится менее эластичной, появляются морщины. У стариков снижается умственная работоспособность, легче возникает утомление, наблюдается ослабление памяти, нарушается сон. Чувствительность органов и тканей к нервным влияниям снижается, а к гуморальным — повышается.

В старости отмечаются значительные изменения в функции сердечнососудистой системы. Ритм сердечных сокращений замедляется, сосудистые реакции становятся более инертными. Артерии становятся плотными, хрупкими, извитыми. Форменные элементы крови и красный костный мозг губчатых костей не претерпевают сколько-нибудь заметных морфологических изменений. В лимфатических узлах развиваются атрофические процессы. В легких у старых людей наблюдается старческая эмфизема, в результате чего уменьшается их жизненная емкость. С возрастом нарушается деятельность желудочно-кишечного тракта. Слизистая оболочка полости рта истончается, выпадают зубы. Желудок у стариков уменьшен, слизистая оболочка его истончена, складки сглажены. Выпадение зубов ухудшает механическую обработку пищи в ротовой полости. Поступление в желудочно-кишечный тракт плохо пережеванной пищи создает неблагоприятные условия для ее переваривания. Наступающие в старости изменения функции пищеварительной системы могут быть одной из причин развития витаминной недостаточности.

Патологические процессы текут медленно и вяло. В этом причина скрытого течения болезней, их частой бессимптомности, свидетельствующей об общем снижении уровней реактивных процессов. Принято выделять болезни, развитие которых непосредственно связано с процессами старения. Обозначаются эти болезни как болезни старости, так называемые дегенеративные, особенно частые в системе кровообращения и опорно-двигательного  аппарата.

 Выделяют несколько видов смерти: клиническая смерть, биологическая (истинная) смерть и смерть мозга.

Наступлению смерти всегда предшествуют терминальные состояния, которые могут продолжаться различное время от нескольких минут до часов и даже суток. Вне зависимости от темпа наступления смерти ей всегда предшествует состояние клинической смерти. Если реанимационные мероприятия не проводились или оказались безуспешными наступает биологическая или истинная смерть, которая представляет собой необратимое прекращение физиологических процессов в клетках и тканях.

На протяжении всей истории человечества и медицины смерть связывалась прежде всего с прекращением дыхания и кровообращения. В процессе умирания можно выделить определенную последовательность исчезновения жизненных функций. Вначале угасает сознание, через некоторое время прекращается функция продолговатого мозга — исчезает дыхание, и позже всех функций прекращается кровообращение. В ряде случаев, при позднем начале реанимационных мероприятий или их не эффективности, обусловленной тяжестью состояния пациента, пациент может перейти к, так называемой, вегетативной жизни. При этом необходимо различать два состояния: состояние полной декортикации и состояние смерти мозга.

 

 

3. Биологические ритмы.

 

Биологические  ритмы  — колебания смены и интенсивности  процессов и физиологических реакций. В их основе лежат изменения метаболизма биологических систем, обусловленные влиянием внешних и внутренних Факторов. Факторы, которые влияют на ритмичность процессов, происходящих в живом организме, получили определение  "синхронизаторы",  или "датчики времени".

К  внешним  факторам относятся: изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния; социальные влияния, характерные для человека.

К  внутренним  факторам относятся нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме.

Ритмы, независимые от внешних синхронизаторов, называются эндогенными. Ритмы, формирующиеся под влиянием внешних синхронизаторов, т.е. факторов внешней среды, идентифицированы как  экзогенные. Для большинства биоритмов характерна эндогенность генерирования, малая изменчивость установившейся длительности циклов  на протяжении онтогенеза.

Ритмы формируют внешние синхронизаторы. Ярким примером формирования эндогенных ритмов под влиянием синхронизаторов внешней среды является влияние на новорожденного ребенка с его эндогенными ритмами таких синхронизаторов, как свет, звук, пища и др., а по мере развития ребенка усиливается роль социальных факторов. Сравнительно быстро у ребенка формируется суточный 24-часовой ритм физиологических процессов.

Биологические ритмы - изменения, периодичность которых сохраняется  при изоляции от внешних источников отсчета времени в течение двух циклов (периодов) или более. При такой изоляции биоритмы могут переходить на собственную частоту, ранее индуцированную извне, могут изменять фазу собственного ритма по фазе  при навязывании внешнего ритма. Биоритмы являются особенностью биологической временной структуры, частным случаем более широкой зависимости жизненных процессов от времени. Биоритмы можно определить как статистически достоверные изменения различных показателей физиологических процессов волнообразной формы. Периодическим колебаниям в организме человека подвергается большинство физиологических процессов. В регуляции суточной периодики функций принимает участие гипоталамус. Влияние фотопеииодизма на ритмичность в работе эндокринной системы в целом и каждой железы в отдельности опосредуется не только через гипоталамус, в частности через СХЯ, но и через эпифиз. Гипоталамус посредством рилизинг-гормонов  регулирует тропные функции аденогипофиза, продукция которых подвержена суточным ритмам.

В соответствии с циркадными ритмами центрального гипоталамо-гипофизарного звена изменяется и секреторная активность периферических эндокринных желез.

Основными параметрами  биоритмов являются такие показатели:

1. период — время  между двумя одноименными точками  в волнообразно изменяющемся процессе;

2. акрофаза — точка  времени в периоде, когда отмечается  максимальное значение исследуемого параметра;

3. мезор — уровень  среднего значения показателей  изучаемого процесса;

4. амплитуда — величина  отклонения исследуемого показателя  в обе стороны от средней.

Фаза колебания характеризует  состояние колебательного процесса в момент времени; измеряется в долях периода, а в случае синусоидальных колебаний — в угловых и дуговых единицах.

Классификация  ритмов  базируется на  строгих определениях, которые зависят от выбранных критериев.

Ю.Ашофф (1984 г.) подразделяет ритмы:

1. по их собственным  характеристикам, таким как период;