Международная олимпиада «Эрудит» XII Биология 8 класс
advertisement
XII Международная олимпиада «Эрудит» Биология 8 класс 2 тур Ответы Максимальное количество баллов – 100 Задание №1 (до 25 баллов): В водных экосистемах очень большое значение имеют животныефильтраторы. Именно поэтому биоразнообразие фильтраторов в водных экосистемах весьма значительно. Вопросы: 1. Какое биологическое значение имеют биофильтраторы в водных экосистемах? 2. Перечислите примеры известных вам животных-фильтраторов и укажите их систематическую принадлежность. 3. Какие приспособления используют животные-фильтраторы для повышения эффективности фильтрации воды в водных экосистемах? 4. Какие биофильтраторы можно использовать при создании искусственных экосистем – аквариумов? Таблица для оформления ответа № Название разновидности животного биофильтратора Краткое описание систематического положения Описание среды обитания Какие приспособления используют биофильтраторы для повышения эффективности фильтрации воды Приведите аргументы и примеры, подтверждающие Ваш ответ. Примерное содержание ответа: Экологический словарь: БИОФИЛЬТРАТОРЫ водные организмы (асцидии, мшанки, пластинчатожаберные моллюски, планктонные ракообразные), играющие, благодаря своему специфическому способу питания (фильтрация), своеобразную роль биологических “очистительных систем” водных сред. Так, микроскопический рачок калапус (Calanoida) может очищать в сутки до 2 л воды. Биофильтраторы – водные организмы, способ питания которых – это отцеживание из воды пищевой массы. Выдержки из лучших ответов участников: Биофильтраторы – водные организмы, способ питания которых – отцеживание из воды пищевой массы: детрита – мелких остатков отмерших растений, животных и микропланктона – бактерий, мелких растений и животных. К биофильтраторам относят представителей различных таксономических групп животных: губки, ракообразные, насекомые, двустворчатые моллюски, асцидии, некоторые виды рыб, усатые киты. Большинство животных-фильтраторов ведут прикрепленный к субстрату образ жизни или очень малоподвижны, за исключением рыб и китов. Животные-биофильтраторы играют большую роль в биологической очистке водоемов. Например, колония мидий (Mytilus) на 1 кв. м пропускает через мантийную полость до 250 куб. метров воды в сутки, профильтровывая ее и осаждая взвешенные частицы. Почти микроскопический рачок каланус (Calanoida) очищает в сутки до 1,5 л воды. Если учесть громадную численность этих ракообразных, то работа, выполняемая ими по биологической очистке водоемов, представляется поистине грандиозной. Название Краткое разновидно описание сти Описание № систематичес животного среды обитания кого биофильтра положения тора 1 Мшанки Тип: Мшанки Bryozoa или Ectoprocta (от греч. ektos – снаружи, proktos – анальное отверстие). Этот тип известен также под названием Bryozoa. Водные, преимущественно морские, сидячие, колониальные животные. Размеры отдельных особей не превышают 1—3 мм, при этом стелющиеся колонии мшанок могут занимать площадь более 1 м2. Колонии имеют множество форм: одни обрастают доступные поверхности (камни, раковины, Какие приспособления используют биофильтраторы для повышения эффективности фильтрации воды Колония мшанок состоит из большого числа микроскопических особей (зооидов), каждый из которых заключён в известковую, хитиноидную или студенистую ячейку (зооеций, цистид). Через отверстие зооеция выдвигается передняя часть тела зооида (полипид), несущая ротовое отверстие с венчиком реснитчатых щупалец (лофофором). Движение ресничек на щупальцах создаёт ток воды, который приносит ко рту мшанки пищу — мелкий планктон и детрит. 2 Асцидии Тип: Хордовые Подтип: Оболочники Класс: Асцидии водоросли) в виде корочек и комков; другие имеют вееровидный, древовидный или кустикообразный вид. Класс мешкообразных морских животных, принадлежащих к подтипу оболочников или личинкохордовых (Urochordata). Класс включает несколько отрядов, около 100 родов, около 2000 видов. Распространены во всех морях. Встречаются одиночные и колониальные асцидии (в последнем случае отдельные животные более или менее тесно соединены друг с другом). По внешнему облику одиночная асцидия напоминает двугорлую банку, плотно прикрепленную основанием к субстрату и имеющую два отверстия — ротовой и клоакальный (атриальный) сифоны. Тело снаружи покрыто туникой, обладающей сложной структурой: она одета тонкой, обычно твердой кутикулой, под которой лежит плотная фиброзная сеть, содержащая клетчаткоподобное вещество – туницин. Под туникой лежит мантия или кожно-мускульный мешок из однослойного кожного эпителия (эктодермы) и сросшихся с ним двух-трех слоев продольных и поперечных мускульных пучков, лежащих в рыхлой соединительной ткани. В области сифонов расположены особые кольцевые пучки мышц, закрывающие и открывающие эти отверстия. Сокращение и расслабление мантийной мускулатуры с мерцанием ресничек эпителия внутренних стенок ротового сифона обеспечивает нагнетание воды в глотку. Ротовой сифон ведет в огромную глотку, занимающую большую часть тела асцидии. Стенки глотки пронизаны множеством мелких жаберных отверстий – стигм, открывающихся не наружу, а в атриальную полость. От дна глотки отходит короткий пищевод, переходящий в расширение – желудок, за которым идет кишка, открывающаяся анальным отверстием в атриальную 3 Губки Тип: Губки (PORIFERA или SPONGIA) 4 Рачок калапус (Calanoida) Тип: Членистоногие Класс: полость вблизи клоакального сифона. По брюшной стороне глотки проходит эндостиль — желобок, выстланный мерцательным эпителием. С противоположной стороны в полость глотки вдается тонкая подвижная складка — спинная борозда или пластинка. Движения ресничек мерцательного эпителия, окаймляющего края жаберных отверстий (стигм), создают ток выделенной эндостилем слизи близ внутренних стенок глотки по направлению к спинной пластинке. Так возникает непрерывно движущаяся пелена («сеть») слизи, улавливающая пищевые частицы из поступившей в глотку через ротовой сифон воды, через жаберные отверстия вытекающей в атриальную полость и через клоакальный сифон – наружу. Потоки слизи с захваченными пищевыми частицами у спинной пластинки превращаются в слизистый жгут, стекающий в пищевод. Водные, Каждая губка представляет собой преимущественно своеобразный сосуд, имеющий морские, стенки, внутреннюю полость и неподвижные верхнее отверстие-устье. животные, Внутренняя поверхность этого обычно сосуда покрыта особыми клетками прикрепленные ко – жгутиконосцами, которые дну или называются хоаноцитами. При различным помощи своих жгутиков хоаноциты подводным прогоняют воду сквозь стенки тела предметам. губки, пронизанные многочисленными каналамипорами. При прохождении воды через эти каналы, клетки тела губки успевают выхватить из нее все необходимое для существования – кислород, микроэлементы, пищу, а также выбросить отходы жизнедеятельности Каждая губка размером 5-7 см. за сутки способна процеживать 10-20 литров воды. Исключительно планктонные животные Если грудные ножки рачка действуют время от времени, то задние антенны, щупики жвал и 5 Двухстворчат ые моллюски Ракообразные Отряд: Вислоногие ракообразные Подотряд: Каланиды (Calanoida) солёных и пресных вод. Их голова и грудь значительно длиннее узкого брюшка, передние антенны очень длинные, превосходят голову и грудь, а нередко и все тело рачка передние челюсти вибрируют беспрерывно с очень большой частотой, совершая до 600-1000 ударов ежеминутно. Их взмахи вызывают мощные круговороты воды с каждой стороны тела рачка. Эти токи проходят через образованный щетинками челюстей фильтрационный аппарат, и отфильтрованные взвешенные частицы проталкиваются вперед к жвалам. Жвалы размельчают пищу, после чего она поступает в кишечник. Тип: Моллюски Класс: Двухстворчаты е К этому классу относятся моллюски с раковиной, состоящей из двух симметричных половин, или створок. Это малоподвижные, иногда совершенно неподвижные животные, обитающие на дне морей и пресноводных водоемов. Нередко они зарываются в грунт. Голова редуцирована. В пресноводных водоемах широко распространены беззубка или перловица. Из морских форм наибольшее значение имеют устрицы. В тропических морях встречаются очень крупные виды. В задней части обе створки раковины и мантийные складки не прилегают плотно одна к другой, между ними остаются два отверстия - сифоны. Нижний вводной сифон служит для введения в мантийную полость воды. Беспрерывный направленный ток воды осуществляется благодаря движению многочисленных ресничек, которые покрывают поверхность туловища, мантии, жабр и других органов мантийной полости. Вода омывает жабры и обеспечивает газообмен, в ней же содержатся пищевые частицы. Через верхний выводной сифон использованная вода вместе с экскрементами выводится наружу. Рот находится на переднем конце тела над основанием ноги. По бокам рта расположены две пары треугольных ротовых лопастей. Покрывающие их реснички своим движением подгоняют пищевые частицы ко рту. Вследствие редукции головы у перловицы и других двустворчатых моллюсков редуцирована глотка и связанные с ней органы (слюнные железы). В течение часа мидия среднего размера пропускает через свою мантийную полость в среднем три четверти литра, а более крупные – свыше литра воды. Мидия, имеющая длину 5–6 см, пропускает за час 3,5 л воды. Соответственные перечисления показали, что в течение суток мидии, заселяющие 1 кв. м дна, профильтровывают до 50, 100, 140 и даже 280 куб. метров воды. 6 Эхиуры, эхиуриды Тип: Кольчатые черви Класс: Полихеты 7 Креветки – фильтраторы или Кистепалые (веерные) креветки. Atya, Atyoida, Atyopsis. Тип: членистоногие Класс: Ракообразные Отряд: Десятиногие раки (Decapoda) семейства Atyidae, род: Atya, Atyoida, Atyopsis 8 Толстолобики (Hypophthalmi chthys molitrix, Hypophthalmi chthys nobilis) Тип: Хордовые Класс: Лучепёрые рыбы Отряд: Карпообразные Семейство: Карповые Род: Толстолобики Эхиуры – морские черви, зачастую обитающие на больших глубинах. Держатся защищённых мест; большинство зарывается в песок или ил, где живёт в Uобразных норках. Населяют также расселины скал, пустые раковины, панцири морских ежей и др. убежища. Обитают эти креветки в труднодоступных горных ручьях и устьях рек Азии, Австралии, Америки и Африки Пресноводные водоёмы Питаются эхиуры, фильтруя детрит с помощью хоботка. У его основания лежит рот, а на заднем конце тела – порошица. Хоботок иногда раздвоен на конце. Брюшная сторона хоботка несколько вогнута и покрыта ресничками, которые гонят воду с мелкими пищевыми частицами ко рту. Позади рта на брюшной стороне расположены 2 крупные щетинки. Имеет передние конечности необычной формы, представляющие собой своеобразные веера. Именно с помощью них креветка собирает съедобные частицы путем фильтрации сквозь них воды. Мельчайшие частицы органики из воды и со дна оседают на волосиках передних лап. На каждой щетинке веера находятся рецепторные волоски, которые сигнализируют животному о том, съедобная добыча или нет. Питаются планктоном, фильтруют его специализированными жаберными тычинками на жаберных дугах. Китовая акула Тип: Хордовые Класс: Хрящевые рыбы Отряд: Воббегонгообр азные Семейство: Китовые акулы Род: Китовые акулы Вид: Китовая акула 10 Головастики Царство: Шпорцевой Животные лягушки Тип: Хордовые Класс: Земноводные Отряд: Бесхвостые Семейство: Пиповые Род: Шпорцевые лягушки 9 Обитает в тёплых водах тропических широт по всему Мировому океану. Питается преимущественно одним планктоном, отцеживая корм из воды с помощью особого цедильного аппарата, образованного жаберными дугами (подобный способ питания существует ещё у двух других акул — гигантской и большеротой) Водоёмы Южной Африки Головастики шпорцевой лягушки необычно выглядят: у них большая голова с парой тонких усов и хвост длиной до 5 см. Они абсолютно прозрачные и передвигаются вертикально головой вниз. В природе головастики питаются отцеженными микроскопическими водорослями. Вместо внутренних жабр у головастика имеется цедильный аппарат, через который проходит засасываемая ртом вода. Она выпускается через два отверстия по бокам сзади головы, из воды отцеживаются инфузории. Разыскивая корм, фламинго выворачивают голову так, что верхнее надклювье находится внизу. Надклювье имеет поплавок, поддерживающий голову в верхних слоях воды, особенно богатых планктоном. Вбирая в рот воду и закрывая клюв, птица проталкивает воду через цедилку, расположенную на надклювье, а пищу заглатывает. 11 Фламинго Тип: Хордовые Класс: Птицы Отряд: Фламингообраз ные Семейство: Фламинговые Род: Фламинго Фламинго распространены в Африке, на Кавказе (Азербайджан), Юго-Восточной и Центральной Азии, а также в Южной и Центральной Америке. 12 Усатые киты Например: Синий кит Тип: Хордовые Морские Класс: животные Млекопитающ ие Отряд: Китообразные Семейство: Полосатиковые Род: Полосатики Вид: Синий кит Китовый ус образует гигантское сито: 130-400 пар роговых треугольных пластин, которые свешиваются вниз. Одним краем каждая пластина укреплена в десне верхней челюсти, другим – обращена наружу и третьим – в ротовую полость. На этом внутреннем крае пластины размочалены на щетинки или бахрому. Кит, захватив массу рачков или рыб, поднимает к 13 Ланцетник Тип: Хордовые Морские Семейство: животные Ланцетниковые Род: Ланцетник бахроме язык и выжимает им остатки воды изо рта. Осевшие на бахроме, как на сите, мелкие организмы затем проталкиваются языком в глотку. У китов, питающихся сравнительно крупными рачками и стайной рыбой, пластины грубые, низкие, с толстой бахромой (полосатики). Киты, потребляющие крошечных рачков, снабжены эластичными и высокими пластинами с тонкой волосовидной бахромой (гладкие киты). А киты, зачерпывающие донных рачков со дна вместе с жидким илом, имеют грубые и низкие пластины с толстой, неэластичной бахромой (серые киты). Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, окружённым венчиком щупалец. Обширная глотка хорошо приспособлена для сбора микроскопических планктонных организмов и органических частиц, поступающих с током воды. Через многочисленные жаберные щели вода выходит наружу, а пищевые частицы отцеживаются и с помощью глоточных ресничек поступают в кишечник. При создании искусственных экосистем–аквариумов в качестве биофильтраторов используются небольшие по размерам животные – обитатели пресноводных водоёмов, имеющие достаточно эффективный аппарат очистки аквариумной воды: мшанки, губки, рачок калапус, двухстворчатые моллюски и другие. Задание №2 (до 25 баллов): Вам хорошо известен такой пищевой продукт как простокваша. Известно Вам и то, что простокваша получается из коровьего молока. Ну а для того, чтобы коровы зимой исправно давали молоко, их необходимо хорошо кормить сеном, кормовым зерном, силосом. Как ни странно это звучит, но между силосом и простоквашей есть много общего. Вопросы: 1. Что же объединяет процессы приготовления таких продуктов как силос и простокваша в крестьянских хозяйствах? 2. Одно из общих свойств этих продуктов заключается в том, что они долго не портятся в отличие от молока и сложенной в стог (кучу) свежескошенной зелёной и сочной травы? 3. В чем секрет того, что эти продукты долго не портятся? Приведите аргументы и примеры, подтверждающие Ваш ответ. Выдержки из лучших ответов участников: Существует немало групп бактерий. Самые основные из них: 1) Молочнокислые – вызывают скисание молока, используются при квашении, силосовании и молочнокислом производстве; 2) Азотфиксирующие – усваивают атмосферный азот и переводят его в доступные для растений формы; 3) Клубеньковые – разновидность азотфиксирующих бактерий, которые обитают в корнях бобовых растений; 4) Цианобактерии (др. название: сине-зеленые водоросли, НО С ВОДОРОСЛЯМИ НЕ ИМЕЮТ НИЧЕГО ОБЩЕГО, КРОМЕ ФОТОСИНТЕЗА) – фотосинтезирующие бактерии. Первые в истории нашей планеты фототрофы, выделяющие кислород (положили начало формированию современной атмосферы); 5) Гнилостные – сапротрофные бактерии, осуществляющие разложение детрита (мертвых органических остатков). Вызывают порчу продуктов. 6) Болезнетворные – бактерии – паразиты, вызывающие различные заболевания других организмов (в том числе и человека). Силос и простокваша – продукты молочнокислого брожения. Силос и простокваша – продукты молочнокислого брожения, результат деятельности молочнокислых бактерий. Молочнокислые бактерии являются консервантом и препятствуют порче продукта. Поэтому простокваша и силос долго не портятся. Молочнокислое брожение – процесс анаэробного окисления углеводов, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота. Название получило по характеру продукта – молочной кислоте. Молочнокислое брожение происходит в тканях животных в отсутствие кислорода при больших нагрузках. Белки молока являются отличным источником азотистого питания для молочнокислых бактерий, которые расщепляют молочный сахар, превращая его в молочную кислоту, повышают кислотность среды, и молоко свёртывается, образуя плотный однородный сгусток. Молочнокислые бактерии нуждаются в полном наборе готовых аминокислот, в витаминах группы В12, в компонентах нуклеиновых кислот, что и определяет их распространение в природе. Молочнокислые бактерии обитают в основном на растениях, плодах, овощах, в желудочно-кишечном тракте, в молоке и молочных продуктах, а также в местах разложения растительных остатков. В качестве источника углерода используют лактозу, мальтозу. Помимо желательного брожения, некоторые микроорганизмы вызывают маслянокислое брожение. Вот почему скисшее молоко – горькое. Спорообразующие маслянокислые бактерии перерабатывают молочный сахар в углекислый газ, масляную кислоту и водород. В результате молоко приобретает горький вкус и неприятный запах. Такое брожение происходит в основном в стерилизованном и пастеризованном молоке, а также в сырах. Дело в том, что маслянокислые микробы переносят температуру кипения длительное время (до 30 минут) и остаются единственными обитателями, способными сквасить продукт. Другой причиной, почему молоко скисает и приобретает неприятный вкус, могут быть гнилостные бактерии, развивающиеся в свежем молоке в случае его загрязнения и при нарушении условий хранения. Гнилостные бактерии оказывают свое воздействие на продукт при температуре ниже +10°С, молочнокислые жизнеспособны при + 10°С – +20°С. В отличие от молочнокислых, гнилостные микробы не погибают при пастеризации, поэтому молоко из пакета часто «протухает», а не сквашивается. В этом случае микроорганизмы расщепляют белки и жиры молока, что приводит к появлению продуктов распада с характерным прогорклым или тухлым запахом. Молочнокислое брожение используется в молочной промышленности для изготовления простокваши, творога, сметаны, кефира, сливочного масла, ацидофильного молока и ацидофильной простокваши, сыров, квашеных овощей, при приготовлении хлебных заквасок, молочной кислоты. Молочнокислые бактерии широко применяют также при силосовании кормов (главное не допустить свободного доступа воздуха), при выделке меховых шкурок и в производстве молочной кислоты. Большое значение эти бактерии имеют при квашении овощей, в хлебопечении, особенно при изготовления ржаного хлеба. Положительные результаты дают исследования по использованию молочнокислых бактерий при изготовлении некоторых сортов колбас, соленовареных мясных изделий, а также при созревании слабосоленой рыбы для ускорения процесса и придания продуктам новых ценных качеств (вкуса, аромата, консистенции и др.). Промышленное значение имеет также применение молочнокислых бактерий для получения молочной кислоты, которую используют в безалкогольных напитках. Спонтанно (самопроизвольно) возникающее молочнокислое брожение в продуктах (молоке, вине, пиве, безалкогольных напитках и др.) приводит к их порче (прокисанию, помутнению, ослизнению). Применение молочнокислых бактерий в домашнем хозяйстве, сельском хозяйстве и для приготовления пищевых продуктов. Если нестерильный раствор, содержащий наряду с сахарами также сложные источники азота и факторы роста, оставить без доступа воздуха или просто налить в сосуд достаточно большое количество такого раствора, то вскоре в нем появятся молочнокислые бактерии. Они снижают рН до значений < 5 и тем самым подавляют рост других анаэробных бактерий, которые не могут развиваться в столь кислой среде. Вот в чем секрет того, что продукты, содержащие молочнокислые бактерии долго не портятся. Благодаря своему стерилизующему и консервирующему действию, основанному на подкислении среды (образовании молочной кислоты) без доступа воздуха, молочнокислые бактерии используются в сельском и домашнем хозяйстве и в молочной промышленности. Силосование кормов является одним из биологических методов консервирования, в основе которого лежит подкисление корма органическими кислотами, образующимися при сбраживании Сахаров. При силосовании различных культур необходимая степень подкисления корма (рН 4,0-4,2), при которой устраняется развитие вредных микробиологических процессов, достигается при разном количестве органических кислот, а, следовательно, при различной величине сахарного минимума. Все зависит от буферного действия растений, определяемого концентрацией в них белков, аминокислот, щелочных солей, органических кислот и других веществ, обладающих свойствами буферов, регулирующих реакцию среды. Главным консервирующим веществом в силосе должна быть молочная кислота. Она обладает полезными диетическими качествами, является более сильной кислотой, чем уксусная, и для своего образования требует меньше сахара, недостаток которого в растениях отрицательно сказывается на качестве их консервирования. Накопление в значительных количествах уксусной кислоты в силосе — показатель активного развития в нем нежелательного брожения, и связано с большими потерями сахара. В хорошем силосе молочной кислоты содержится в 2-3 раза больше, чем уксусной, из-за этого он не имеет резкого запаха. При правильной технологии силосования наряду с молочнокислым имеет место спиртовое брожение, приводящее к непроизводительному расходованию сахара — примерно половина молекулы сахара превращается в этиловый спирт, а другая ее часть — в углекислый газ. В результате взаимодействия спирта с органическими кислотами в силосе образуются сложные эфиры, которые в сочетании с другими ароматными веществами — альдегидами — придают ему характерный приятный запах, сходный с запахом моченых яблок, соленых помидоров, сушеных фруктов. Цвет качественного силоса — желто-зеленый, структура растений сохранена. Включенный в рацион молочных коров силос приносит до 80% энергии, необходимой для поддержания жизни и выработки молока. При кормлении коров силосованными кормами в преджелудки поступает одновременно большое количество свободных органических кислот. Таким образом, кормление силосом сказывается на количестве и качестве молока у коровы. Задание №3 (до 25 баллов): В один из хороших погожих дней профессиональный водитель, абсолютно здоровый и допущенный медицинской комиссией к управлению автомобилем, перемещаясь по трассе Санкт–Петербург – Москва, увидел на дороге неожиданно возникшее препятствие и нажал на педаль тормоза только через 1,2 секунды. Вопросы: 1. Как Вы думаете, в чем причина такой «небыстрой» реакции? 2. Объясните, с чем связана такая задержка реакции профессионального водителя? Приведите аргументы и примеры, подтверждающие Ваш ответ. Примерное содержание ответа: Выдержки из лучших ответов участников: Расстояние от Москвы до Санкт Петербурга составляет 706 км., 10 часов езды, с 2-3 остановками на заправку. Реакция водителя на ситуацию в дороге должна быть 0,8 сек. В данном случае 1,2 сек. Значит, водитель устал или отвлекся. Научно доказано, что реакция и точность человека, не отдыхавшего в течение продолжительного времени, приравнивается к реакции и точности водителя, употреблявшего спиртное. Статистика дорожно-транспортных происшествий также показывает, что по вине водителей, заснувших за рулем, происходит примерно столько же аварий, сколько и по вине пьяных водителей. Чем дольше водитель сидит за рулем, без отдыха, тем медленнее реагирует на препятствие. Выдержки из лучших ответов участников: Реакция водителя представляет собой время, необходимое для передачи мозгу впечатления, полученного органами чувств водителя, с момента обнаружения им внешнего препятствия на дороге до начала воздействия на органы управления автомобилем. Процесс реакции водителя на внешнюю обстановку сложен, и время реакции зависит от индивидуальных особенностей, психофизиологического состояния водителя и др. Время реакции водителя должно быть по возможности малым. Время реакции водителя при появлении препятствия на дороге состоит из следующих слагаемых: 1. передача ощущения от органа чувств (глаза, уха) в мозг. Этот процесс у здорового человека занимает – 0,15 – 0,30 секунды; 2. преобразование ощущения во впечатление, сопровождающееся чаще всего растерянностью, удивлением, испугом. Эта часть времени реагирования составляет – 0,15 – 0,20 секунды; 3. осмысление опасности и принятие решения – 0,2–1,5 секунды; 4. передача мозгом «команды» двигаться рукам и ногам. Эта часть времени реагирования длится – 0,1–0,2 секунды. От времени реакции водителя во многом зависит остановочный путь автомобиля при экстренном торможении. Время обнаружения водителем объекта зависит от того, насколько вероятно его появление. Чем вероятнее появление объекта, тем внимательнее должен наблюдать водитель за ДТС, тем раньше он сможет обнаружить объект. При этом время обнаружения будет меньше, чем при небольшой вероятности возникновения объекта. Время, необходимое водителю для оценки создавшегося препятствия, в большой степени зависит от того, насколько эта ситуация опасна и сложна. Возможно препятствие, возникшее на дороге, было нестандартным, из ряда вон выходящим, водитель с такой ситуацией ещё не встречался и испугался, поэтому не смог быстро и адекватно среагировать. Время ушло на осмысление ситуации. Если ситуация, предшествовавшая появлению внезапного препятствия, свидетельствовала о минимальной вероятности возникновения опасности, и в поле зрения водителя не было объектов, создававших опасную ситуацию, время реакции максимальное примерно 1,4 с. Примером такой ситуации может быть внезапный выезд другого транспортного средства с придорожной полосы из-за объекта, ограничивающего обзорность (густого кустарника). При движении по прямым участкам дороги без поворотов, подъемов и спусков из-за монотонности ухудшается способность водителя к восприятию обстановки, увеличивается продолжительность обнаружения сигнала. Если прямые участки имеют протяженность 5-6 км и более, то человек ощущает сонливость, заторможенность. На участках, отличающихся монотонностью, интенсивность внимания и готовность к действию у водителя резко снижены, возникновение опасной обстановки для него всегда неожиданно. При увеличении скорости движения растет интенсивность внимания, в связи с чем, время восприятия сигнала уменьшается. В некоторых опытах наименьшее время обнаружения препятствия наблюдалось при скорости движения 80 км/ч и более, а при скорости 30-50 км/ч это время было больше в среднем на 25%. Увеличение скорости влечет за собой заметное сокращение поля концентрации внимания, что существенно ухудшает восприятие участков дороги, расположенных вне этого поля. Кроме того, транспортное средство за один и тот же промежуток времени при большой скорости перемещается на большее расстояние и оказывается ближе к опасному месту. Изменение времени реакции при утомлении связано с изменением устойчивости внимания и скорости переработки информации. В начале рабочей смены время обнаружения препятствия и время на формирование ответного действия невелики. В середине рабочей смены время реакции минимально, а ближе к концу смены оно может превышать это минимальное значение более чем в 2 раза. Особенно сильное увеличение времени реакции происходит у водителей к концу рабочей смены при движении по свободной от транспортных средств дороге. Выдержки из лучших ответов участников: Допустим, автомобиль едет по дороге. И вдруг перед ним возникает препятствие (выскакивает пешеход на дорогу, яма, впереди идущий автомобиль резко затормозил и т. д.). От внезапности водитель теряет способность действовать. Человеку необходимо какое-то время, чтобы осознать новые, неожиданные обстоятельства, оценить их, определить нужные действия. Для осуществления этого процесса в среднем потребуется около одной секунды. Это и принято называть реакцией водителя. В обыденной жизни и для многих профессий быстрота реагирования не имеет существенного значения. Реакция же водителя при управлении автомобилем является одним из важнейших качеств для обеспечения безопасности движения. Процесс реакции можно подразделить на три фазы: оценка обстановки, принятие решения и выполнение ответных действий. Временем реакции водителя при управлении автомобилем называется короткий промежуток от момента восприятия опасности до начала действий, направленных на ее устранение. Реакция может быть сложной или простой. Временем сложной реакции называется время, протекающее с момента появления перед водителем одного или нескольких препятствий до момента ответа действием, которое водитель заранее не определил и к выполнению которого не был подготовлен. При движении автомобиля перед водителем могут возникать самые различные обстоятельства. Чтобы предотвратить возникшую опасность, водитель должен правильно оценить ситуацию и выбрать наиболее эффективное действие. Он может либо остановить автомобиль, либо объехать объект опасности, либо проехать мимо него с увеличенной скоростью. Время сложной реакции водителя составляет примерно 0,8 секунд, а при испуге, усталости, болезненном состоянии, после многочасовой работы величина ее может быть более 1 секунды. Время реакции у всех водителей разное. Режим движения, вполне безопасный для одного, в тех же условиях может оказаться причиной дорожного происшествия для другого водителя. Обычно у неопытных водителей время реакции больше. С появлением опыта оно уменьшается. При этом время простой реакции может изменяться от 0,6 до 0,4 секунд. Возраст водителя, как показали наблюдения, незначительно влияет на время его реакции. Наименьшее время реакции у водителей в возрасте до 30 лет. Начиная с 40 лет, время реакции увеличивается. В то же время человек пожилого возраста обладает повышенной осторожностью, у него в результате продолжительной работы и профессиональный опыт больше. Это позволяет заблаговременно определить возможное место появления опасности, подготовиться к ней и, естественно, значительно сократить время реакции. Вот почему водитель пожилого возраста становится более надежным. Время реакции у одного и того же человека не всегда бывает одинаковым. Большое влияние оказывают недомогание, болезненное состояние, усталость, эмоциональное перенапряжение, изменение погоды, алкоголь, принятые лекарства. Под их воздействием время реакции водителя может как увеличиваться, так и сокращаться. Так, в связи с болезненным состоянием, у водителя время реакции может увеличиваться до 1,6 секунд. Продолжительность реакции зависит также от того, насколько человек натренирован физически. Например, у людей, занимающихся видами спорта, требующими быстрой реакции (бокс, ручной мяч, хоккей и т. д.), время реакции меньше. Утром, в начале рабочей смены, в так называемый «период врабатывания», когда организм еще не втянулся в дневной рабочий режим, время реакции несколько больше, чем днем. Увеличивается оно и в послеобеденное время, когда может наступить состояние сонливости. Обследования, проводимые в авто-предприятиях, показали, что время реакции водителей к концу рабочей смены увеличивалось в среднем на 0,1 секунд. Увеличение времени реакции прямо связано с нервным утомлением водителя. И чем больше усталость, тем больше время реакции. Особенно опасно переутомление. Выдержки из лучших ответов участников: Простуженный шофер – как пьяный, а сонливость увеличивает риск ДТП вдвое. О том, что пьяный за рулем – убийца, знают все. Правда, анализируя эти страшные цифры и причины аварийности, возникает мысль о том, что большая часть ДТП происходит все-таки из-за ошибок трезвых водителей. Заболел, устал, просто не в настроении – все это мелочи, но, если разобраться, они влияют на состояние водителя аналогично алкоголю или наркотикам. На основании мировых исследований были выяснены 5 главных причин, до устранения которых водителю нельзя садиться за руль: 1. Степень усталости Согласно законам, принятым в Европе, дальнобойщик не имеет права ехать без перерыва более чем 4,5 часа. После этого у него должен быть 45-минутный перерыв, а управлять машиной более 9 часов в сутки и вовсе запрещено. Хотя для водителей легковушек такого требования нет, устают они за рулем не меньше – такого режима им тоже нужно придерживаться из соображений безопасности. Многочисленные эксперименты доказали, что каждый час управления авто свыше упомянутых норм по степени влияния на водителя схож с серьезной дозой алкоголя: скорость реакции проехавшего 5–6 часов без перерыва водителя – как после выпитого стакана водки. А 10 часов езды без перерыва увеличивают риск аварии на 50%. 2. Действие стресса Ученые из Массачусетского технологического института опубликовали результаты исследования, доказывающие: стресс, который испытывает водитель, управляющий автомобилем в условиях большого города, полностью сопоставим со стрессом, который переживает парашютист, совершающий прыжок с самолета. Если добавить к этому состояние агрессии или, наоборот, апатии, тревожность, страх или еще какие-либо подобные факторы, то водитель начинает себя странно вести на дороге: без причины превышать скорость, совершать опасные маневры, проскакивать на красный свет или просто невнимательно следить за дорогой. Поэтому, если нет уверенности в собственной адекватности, лучше ехать на общественном транспорте. 3. Влияние лекарств Не все знают о том, как действуют на водителя привычные лекарства, ведь редко кто дочитывает до конца инструкции по их применению. А зря. СИРОПЫ ОТ КАШЛЯ. В них часто содержится кодеин – опиат, вызывающий сонливость, замедление реакции и искажение зрения при переменном освещении. Опасен и эфедрин (добавляют в лекарства против насморка): он вызывает возбуждение и путаность сознания. Также отдельные средства от простуды содержат добавки, которые приводят к сонливости. СЕРДЕЧНЫЕ И БОЛЕУТОЛЯЮЩИЕ СРЕДСТВА. Причиной заторможенной реакции могут быть и аспирин с анальгином, а также препараты, которые используются для снижения повышенного давления при ишемической болезни сердца и гипертонии. ЖЕЛУДОЧНЫЕ ЛЕКАРСТВА. Они тоже не так уж и невинны – вызывают расширение зрачков и делают изображение нерезким. Порой проблемы на дороге могут вызвать и средства от укачивания и болеутоляющие. Поэтому водителям перед приемом того или иного лекарства стоит как минимум тщательно прочитать инструкцию по его применению – особенно раздел, посвященный противопоказаниям. 4. Беременность и руль Ученые из специализированного норвежского научно-исследовательского института установили, что риск аварии для беременных, находящихся за рулем, в 15 раз выше, чем для остальных. Было доказано, что быстрота реакции беременной женщины ощутимо снижается, поэтому им лучше сразу перестроиться на спокойный стиль вождения. После четвертого месяца беременности нужно вообще отказаться от управления авто. Дело в том, что у будущих мам часто встречается проблема перепадов давления, а это может вызвать слабость и недомогание, а также возникают боли в спине, отечность ног, токсикоз и другие сопутствующие беременности явления. Сидя на пассажирском месте, беременным нужно обязательно пользоваться ремнем безопасности. 5. Озноб и температура Реакции простуженного водителя замедляются примерно так же, как и у подвыпившего. Об этом свидетельствуют данные Фонда исследования легочных заболеваний (Германия). На основе опроса более 100 автомобилистов и опроса 4000 человек врачи выяснили, что у пациентов с выраженными симптомами гриппа ухудшается способность концентрироваться, а время реакции увеличивается на 11% по сравнению со здоровым состоянием. Профессор Харальд Морр, возглавляющий фонд, говорит, что при гриппе состояние можно сравнить с опьянением при концентрации алкоголя в крови около 0,5 – 0,65 промилле (допустимая в Украине норма – до 0,2 промилле). Тем не менее 38% опрошенных водителей заявили, что водят авто с температурой. Исходя из данных этого исследования, можно сделать множество предположений по поводу «небыстрой» реакции водителя, так как дорога дальняя и возможно сыграла «степень усталости», так как, к примеру, водитель не сделал перерыва на отдых. Другой фактор «действие стресса» также нельзя отметать, так как медицинская комиссия могла не учесть этот фактор. Мне кажется, что необходимо учитывать и менталитет русского человека – вполне возможно, что водитель выпил лекарство, чтобы почувствовать себя лучше и пройти медицинскую комиссию, так что возможно повлияло действие лекарств. Фактор «озноб и температура» – температура могла подняться внезапно и повлиять на скорость реакции. Единственное, что можно отбросить, так это «беременность и руль», хотя в условиях задачи не сказано, что водитель мужского пола. Однако, проблему перепадов давления нельзя исключать, даже в хороший погожий день. Необходимо также учитывать, что ответные действия на раздражители называются сенсомоторными реакциями. В сенсомоторной реакции различают процессы восприятия, переработки восприятия и моторный момент, определяющий начало движения. В каждой реакции различают скрытый (или латентный) и моторный периоды. Латентный период – это время от момента появления раздражителя до начала движения. Моторный период – это время выполнения двигательного акта. Некоторые цифры: среднее время латентного периода простой реакции на световой сигнал составляет примерно 0,2 с, на звуковой – 0,14 с. Для восприятия и переработки информации оператор затрачивает в среднем: на обнаружение сигнала – 0,1 с, фиксацию глазами – 0,28 с; распознавание простого сигнала – 0,4 с; считывание показаний стрелочных приборов – 1 с; восприятие цифр, транспарантов – 0,2 с; восприятие семизначного числа – 1,2 с. Эти данные позволяют предположить, что водитель увидел что-то связанное с восприятием семизначного числа. При управлении автомобилем необходимо не только воспринимать различные объекты, но и оценивать место их расположения, расстояние до них и между ними, что обеспечивается пространственным восприятием. Водитель должен обладать совершенным восприятием пространства, без которого невозможно безопасное управление автомобилем. Пространственное восприятие позволяет водителю правильно оценивать положение пешеходов, автомобилей и других участников движения, что помогает ему определить свое поведение. К пространственному восприятию относятся острота зрения, поле зрения и глубинное зрение. В результате исследований установлено, что среднее время реакции при экстренном торможении составляет от 0,3 до 4 с. Однако этот показатель в зависимости от субъективных и объективных факторов может колебаться в довольно широких пределах. К субъективным факторам относятся уровень профессиональной и физической подготовленности, состояние здоровья, возраст, пол, темперамент, самообладание, устойчивость и интенсивность внимания, прием лекарств и другие личностные факторы. Объективными факторами являются видимость, сложность дорожной обстановки и неожиданное ее изменение, скорость движения, время суток, метеорологические факторы, геомагнитная солнечная активность и т.п. Мне сложно остановиться на одной конкретной версии, но наиболее вероятная, на мой взгляд, первая. Усталость, т.к. дорога по данному маршруту занимает от 8 до 9 часов в среднем. Задание №4 (до 25 баллов): В современном мире очень широкое распространение получили БАДы – биологически активные добавки, биологически активные вещества, добавляемые как в пищу человека, так и в корм домашним животным. И чем активнее развивается наука «биохимия», тем больше появляется различных видов биологически активных добавок. Вопросы: 1. Как Вы думаете, с какой целью в корм для сельскохозяйственных животных добавляют такие вещества как лизин и пролин? 2. Какими известными вам способами можно получать эти вещества? 3. Можно ли лизин и пролин добавлять в пищевые продукты, используемые человеком? Если да, то какой эффект можно будет ожидать? Если нет, то какие проблемы могут из-за этого возникнуть? Приведите аргументы и примеры, подтверждающие Ваш ответ. Выдержки из лучших ответов участников: 1. Я думаю, что в корм для сельскохозяйственных животных добавляют эти вещества с целью увеличения продуктивности животного. При недостатке лизина в кормах эффективность биосинтеза белка в организме животных снижается. Лизин, содержащийся в злаках, обычно усваивается на 7585%, лизин животного белка – на 85-95%. В организме животного лизин оказывает влияние на минеральный обмен (способствует усвоению кальция, фосфора, железа), участвует в процессе превращения каротина в ретинол, влияет на кроветворную функцию костного мозга и на активность ферментов. Недостаток лизина в организме животного (наиболее дефицитен в рационах свиней и птицы) вызывает резкое падение привесов, ухудшение общего состояния животного на фоне падения иммунитета, проявляются признаки анемии и общего истощения (особенно у поросят). Добавка лизина в рационы до нормы позволяет устранить вышеуказанные симптомы. 2.Принципиальная технологическая последовательность процесса получения лизина следующая: приготовление посевного материала; подготовка и стерилизация питательной среды, всей аппаратуры и коммуникаций; культивирование продуцента в промышленных ферментаторах; выделение целевого продукта (L – лизина). Пролин синтезируется клетками Е. Он вырабатывается в растениях. 3. Лизин и пролин можно употреблять человеку. Идеальное сочетание двух основных белковых компонентов – пролина и лизина. Из всех аминокислот эти две имеют особенное значение для миллиардов так называемых фибробластов – клеток соединительной ткани в нашем организме. Соединительная ткань кожи, суставов, сухожилий, костей и хрящей, в основном, состоит из белка коллагена. Для формирования коллагена, в свою очередь, пролин является важным соединительным элементом, который представляет собой «цемент», укрепляющий ткани. Лизин уменьшает деградацию соединительной ткани, предотвращая распад молекул коллагена. В то же время, лизин является строительным элементом молекул коллагена и обеспечивает формирование нового коллагена в достаточном количестве. Для оптимального питания соединительной ткани лизин и пролин должны попадать в организм в достаточном количестве. При регулярной добавке этих аминокислот в рацион человека будет наблюдаться рост мышечной массы (эффект анаболиков). Основные функции лизина: -увеличивает мышечную силу и выносливость; -способствует увеличению объёма мышц (анаболик); -улучшает краткосрочную память; -предотвращает развитие атеросклероза; -утолщает структуру волос; -предотвращает развитие остеопороза; Эта аминокислота оказывает противовирусное действие, особенно в отношении вирусов, вызывающих герпес и острые респираторные инфекции. Рекомендуется сочетать лизин с витамином С при вирусных заболеваниях. Это незаменимая аминокислота, поэтому должна постоянно поступать в наш организм. Согласно последним научным данным было выяснено, что лизин в организме не накапливается, выделяясь вместе с продуктами обмена. Аминокислота пролин, известная также как L-пролин, отвечает за формирование коллагена в организме человека. Без этой аминокислоты восстановление тканей было бы невозможно. Хорошая новость заключается в том, что аминокислота пролин синтезируется организмом человека посредством расщепления про-коллагеновых белков. При условии, что рацион богат белками, человек вряд ли столкнется с такими проблемами, как артериосклероз, высокое или низкое кровяное давление, восстановление тканей, ускоренный процесс старения. Аминокислота пролин сама вырабатывается организмом человека, а это значит, что дефицит пролина не грозит. Единственным условием, при котором человек может столкнуться с недостатком пролина в организме, является неправильное или нерегулярное питание. Для обеспечения организма про-коллагеновыми белками и аминокислотами любая правильная диета должна включать в себя такие продукты: молочные продукты, яйца, рыба, бобовые, мясо, орехи, морепродукты, зеленая капуста, соя, сыворотка. Организм человека использует пролин для формирования тканей сухожилий, связок и сердечной мышцы. Аминокислоты, несмотря на хорошую репутацию «незаменимых», могут нанести вред здоровью. В группе риска не только сердечники. Спортсмены, которые ускоряют формирование мышечного корсета, также могут испытать на себе все пагубные последствия переизбытка аминокислот в организме. Самое малое, к чему может привести неумеренное употребление препаратов с аминокислотами – отравление со всеми симптомами. Могут произойти и другие неприятности. В частности, после отказа от приема аминокислот выросшие мышцы так же быстро «сдуются».
