Международная олимпиада «Эрудит» XII Биология 9 класс

XII Международная олимпиада «Эрудит»
Биология
9 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):
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 автопредприятиях, 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 №3 (до 25 баллов):
Из курсов таких предметов, как география и биология Вам хорошо известно
такое понятие как «биотический круговорот веществ» (биогенный круговорот
веществ, биогеохимические циклы биогенных химических элементов). Каждый
живой организм на планете Земля вносит свою маленькую лепту в работу
биогенного круговорота веществ. Именно благодаря существованию биогенного
круговорота веществ на Земле уже несколько миллиардов лет существует жизнь и
имеет потенциальные возможности для дальнейшего существования.
Вопросы:
1. Какой биохимический процесс, осуществляемый только прокариотами, имеет
второе после фотосинтеза значение в биогенном круговороте веществ в
биосфере?
2. Почему этот процесс способны осуществлять только прокариоты?
3. К каким систематическим группам относятся прокариоты, способные
осуществлять этот процесс?
4. Какими способами можно усилить интенсивность протекания этого процесса в
агроценозах?
5. Существует ли возможность у человека создать эукариотов, способных
осуществлять этот процесс?
Приведите аргументы и примеры, подтверждающие Ваш ответ.
Примерное содержание ответа:
Выдержки из лучших ответов участников:
1. Этот биохимический процесс – азотфиксация (процесс фиксации атмосферного
азота микроорганизмами (свободноживущими и симбиотическими)).
2. Этот процесс осуществляется только прокариотами, потому что атомы и
молекулы азота связаны прочной тройной ковалентной связью, из-за чего азот
практически не вступает в окислительно-восстановительные реакции в нормальных
условиях без катализаторов. Поэтому не может использоваться растениями и
животными. Бактерии используют для восстановления азота целый ряд ферментов,
важнейший из которых – нитрогеназа. За ее синтез отвечают особые гены (nif-гены),
распространенные у прокариот, но отсутствующие у эукариот.
3. Империя Биота (Biota)
Подимперия Клеточные (Cellulata)
Надцарство Прокариоты (Procariota)
Царство Бактерии (Bacteria)
Тип Протеобактерии (Proteobacteria)
Класс Gamma Proteobacteria
Порядок Pseudomonadales
Семейство Pseudomonadaceae
Род Азотобактер (Azotobacter)
Класс Alphaproteobacteria
Порядок Rhizobiales
Семейство Rhizobiaceae
Род Клубеньковые бактерии (Rhizobium)
Тип Фирмикуты (Firmicutes)
Класс Clostridia
Порядок Clostridiales
Семейство Clostridiaceae
Род Клостридии (Clostridium)
Тип Цианобактерии (Cyanobacteria) (некоторые представители родов Nostoc и
Anabaena)
Царство Археи (Archaea)
4. Для усиления процессов азотфиксации в агроценозах можно использовать
препараты бактериальных культур, вносимых в почву, где произрастают растения
семейства «Бобовые», вступающие в симбиотические отношения с бактериями –
азотфиксаторами (клубеньковыми бактериями). Также такие препараты используют
для обработки семян перед посадкой. Для этой цели используют наиболее активные
штаммы микроорганизмов. Второй способ – активизация деятельности спонтанной
популяции азотфиксирующих микроорганизмов корневой системы бобовых. Этот
способ включает в себя оптимизацию факторов среды, благоприятно влияющих на
жизнедеятельность микроорганизмов, а также подбор видов и сортов растений,
которые наиболее эффективно используются бактериями для азотфиксации.
5. Для осуществления процесса азотфиксации в геноме организма должны
присутствовать упомянутые во 2-м пункте nif-гены, отсутствующие в настоящее
время у эукариот. Так как эти гены отвечают за синтез нитрогеназы, являющийся
важнейшим ферментом восстановления азота, при их наличии организм сможет
фиксировать молекулярный азот. Возможно, когда-нибудь ученые смогут при
помощи генной инженерии создать эукариотный организм, содержащий эти гены и,
соответственно, способный к азотфиксации. Большинство азотфиксаторов является
анаэробами, поэтому и созданный организм должен быть приспособлен к жизни в
бескислородной среде. Это тоже возможно, так как существуют эукариоты,
являющиеся анаэробами.
Задание №4 (до 25 баллов):
Известны последовательности нуклеотидов для двух участков смысловых
цепей молекул ДНК:
1. ...ААГАТААЦАГТАТТТАТАТТЦ….
Вопросы:
2. ...АЦАЦАГЦГГАГАЦГЦТЦТЦЦЦ….
1. Какой из этих участков будет быстрее денатурировать при повышении
температуры?
2. Какие фрагменты белковых молекул в них закодированы?
3. Определите количество вариантов кодирования, существующее для
фрагментов белковых молекул, закодированных в данных фрагментах
молекул ДНК?
Приведите аргументы и примеры, подтверждающие Ваш ответ.
Примерное содержание ответа:
Известны последовательности нуклеотидов для двух участков смысловых цепей молекул ДНК:
...ААГАТААЦАГТАТТТАТАТТЦ….
...АЦАЦАГЦГГАГАЦГЦТЦТЦЦЦ….
1. Работаем с первой цепью:
Смысловая цепь
Комплементарная цепь
Количество водородных
связей между
нуклеотидами
– ААГ-АТА-АЦА-ГТА-ТТТ-АТА-ТТЦ
– ТТЦ-ТАТ-ТГТ-ЦАТ-ААА-ТАТ-ААГ
– 223 -222- 232- 322 -222- 222- 223 сумма = 46 ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ
Между А и Т – 2 водородные связи, между Ц и Г – 3
Данный белок будет денатурировать быстрее так как 46< 56
–
Смысловая цепь
Комплементарная цепь
– ТТЦ-ТАТ-ТГТ-ЦАТ-ААА-ТАТ-ААГ
– ААГ-АUА-АЦА-ГUА-UUU-АUА-UUЦ
и Рнк
Белок
ААГ-АТА-АЦА-ГТА-ТТТ-АТА-ТТЦ
–
лизин-изолейцин-треонин-валин-фенилаланин-изолейцин-фенилаланин
Количество вариантов - 2
- 3
- 4
-4
- 2
-3
- 2
кодирования аминокислоты
с помощью нуклеотидов
Количество вариантов кодирования белка
=2
* 3 * 4 * 4 * 2 * 3 * 2 = 1152 варианта
2. Работаем со второй цепью:
Смысловая цепь
Комплементарная цепь
Количество водородных
связей между
нуклеотидами
Смысловая цепь
Комплементарная цепь
и Рнк
Белок
–
– АЦА-ЦАГ-ЦГГ-АГА-ЦГЦ-ТЦТ-ЦЦЦ
– ТГТ - ГТЦ-ГЦЦ-ТЦТ-ГЦГ-АГА - ГГГ
– 232 -323- 333- 232 -333- 232- 333 сумма = 56 ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ
– АЦА-ЦАГ-ЦГГ-АГА-ЦГЦ-ТЦТ-ЦЦЦ
– ТГТ-ГТЦ-ГЦЦ-ТЦТ-ГЦГ-АГА-ГГГ
– АЦА-ЦАГ-ЦГГ-АГА-ЦГЦ-UЦU-ЦЦЦ
треонин-глутамин-аргинин-аргинин-аргинин-серин-пролин
- 2
- 6
-6
- 6 - 6 - 4
Количество вариантов - 4
кодирования аминокислоты
с помощью нуклеотидов
Количество вариантов кодирования белка
=4
* 2 * 6 * 6 * 6 * 6 * 4 = 41472 варианта