Сборник задач по биологии Ситуативные задачи

Ситуативные задачи по биологии

Задача №1

Кошка, собака, кролик и другие наземные млекопитающие умирают через несколько минут после полного погружения в воду. Однако, утка может переносить 10-20 минутное погружение под воду, а тюлень - 20 минут и более. Некоторые виды китов уходят на глубину более чем на час. Дайте объяснение этим явлениям.

Решение. Все водные животные (утка, тюлень и др.)содержат большое количество миоглобина в мышцах(миоглобин - мышечный белок, способный присоединять кислород и запасать его в тканях). Кровь водных животных содержит также более высокие концентрации гемоглобина. Кроме того, у этих животных уменьшается частота сердечных сокращений, суживаются сосуды. Происходит замедление тока крови к органам и тканям, которые могут обходиться без кислорода. Это позволяет снабжать кислородом жизненно важные органы(головной мозг, спинной мозг, сердце). Кроме того ткани водных животных менее чувствительны к недостатку кислорода.

Задача №2

В романах Ф.Купера, индейцы, прячась от врагов в водоемах, дышали при помощи пустотелых стеблей камыша. Однако дышать таким способом, находясь под водой, можно лишь тогда, когда глубина погружения не превышает 1,5 метра. С какими особенностями дыхания связано такое ограничение?

Решение. Увеличение длины трубки и следовательно глубины погружения невозможно из-за того, что при этом увеличивается так называемое мертвое пространство(т.е. пространство дыхательных путей, где газообмен не происходит). При использовании соломинки оно включает объем дыхательных путей и объем соломинки. Увеличение мертвого пространства приводит к удушью, так как даже при самом глубоком вдохе его невозможно будет преодолеть, т.е. в легкие постоянно будет поступать один и тот же воздух.

Задача №3

Человек часто зевает без видимых причин утром после сна, днем во время работы. Однако в период интенсивной работы такого не наблюдается. Почему?

Решение. Зеваем, когда несколько заторможенное состояние клеток коры головного мозга сочетается с накоплением углекислого газа в крови. Зевота - безусловный рефлекс, непроизвольный дыхательный акт, состоящий из глубокого медленного вдоха и быстрого энергичного выдоха. Это позволяет обогатить кровь кислородом и освободиться от избыточного количества углекислоты. Напряжение мышц способствует увеличению скорости кровотока в сосудах человека, снабжение клеток мозга питательными веществами, кислородом и удаление отработанных продуктов, углекислого газа.

Задача №4

При погружении под воду обычно используют акваланг. К сожалению, опыт использования акваланга показал, что с его помощью погружаться можно только на глубину до 40метров. Объясните, почему дальнейшее погружение опасно для жизни аквалангиста?

Решение. Дальнейшее погружение не возможно из-за того, что при увеличении глубины на каждые 10 метров давление возрастает на одну атмосферу, соответственно возрастает давление вдыхаемых газов, т.е. на глубине 40 метров давление кислорода увеличивается до 4 атмосфер. А это вызывает судороги и гибель организма.

Задача №5

При глубоком и частом дыхании в ткани мозга попадает много кислорода. Это приводит к сужению, а то и спазмам кровеносных сосудов мозга. Почему организм борется не только против недостатка, но и против избытка кислорода?

Решение. При избытке кислорода падает концентрация углекислого газа, от которой зависит работа дыхательного центра. Низкая концентрация углекислого газа вызывает задержку дыхания. Кроме того, высокие концентрации кислорода вызывают разрушение жировой смазки альвеол, раздражают дыхательные пути , усиливают вредные процессы перекисного окисления в мембранах клеток.

Задача №6

Давно замечено, что охлаждение ног часто вызывает простудные заболевания, тогда как охлаждение рук не приводит к подобному явлению. Почему?

Решение. Частые простудные заболевания объясняются тем, что рецепторы нижних конечностей человека связаны с лимфатическими узлами гортани. При лимфатических узлов, те сжимаются - защитная функция их понижается и инфекция из ротовой полости проникает в дыхательные пути.

Задача №7

15 апреля 1875 года воздушный шар "Зенит", на борту которого находились три воздухоплавателя, достиг высоты 8 тыс. метров. Когда шар приземлился, то в живых остался только один человек. Предположите причины гибели людей.

Решение. Причиной гибели людей на воздушном шаре "Зенит" было резкое снижение величины парциального давления кислорода на большой высоте. Артериальная кровь при этом по газовому составу приближается к венозной; все ткани тела начинают испытывать острый недостаток кислорода, что приводит к тяжелым последствиям. При специальной тренировке организм в какой-то степени приспосабливается к пониженному содержанию кислорода в атмосферном воздухе.

Задача №8

Гормоны и ферменты имеют высокую биологическую активность. Однако по строению, воздействию и происхождению они значительно отличаются. Дайте объяснение этому явлению.

Решение. Общее между ферментами и гормонами заключается в том, что это- биологически активные вещества, необходимые для жизни организма. Различие: ферменты - это белковые вещества, которые катализируют химические реакции. Гормоны - вещества разного химического состава вырабатываются железами внутренней секреции, действуют через кровь, оказывают разное влияние на органы и ткани, называемые "мишенями".

Задача №9

Жажда, это чувство хорошо знакомое жителям пустынных районов. Чувство жажды связано с недостаточным поступлением воды в организм или избыточным выделением ее. Однако мы часто испытываем чувство жажды, когда воды в организме достаточно. Почему?

Решение. Появление чувство жажды связано с уменьшением образования слюны и возникающим вследствие этого ощущения сухости во рту и глотке. Сухость слизистой оболочки рта и глотки является раздражителем нервных окончаний центральной нервной системы, и мы осознаем чувство жажды.

Задача №10

Давно замечено, что жажду нельзя утолить слабоминерализированной талой или дистиллированной водой, а в горячих цехах при жажде рабочим дают пить подсоленную и минеральную воду. Почему?

Решение. В талой и дистиллированной воде нет солей, поэтому она не соответствует водно-солевым растворам внутренней среды - крови. Начинается движение воды из тканей в кровь, ткани обезвоживаются. Если рабочий горячего цеха , потерявший много солевого пота, хочет пить, то лучше дать ему чуть подсоленную воду. При этом восстанавливается водно-солевой обмен между тканями и внутренней средой организма.

Задача№11

Часто при недостатке питания говорят:"Белковый дефицит в рационе",а почему не говорят об углеводном или жировом дефиците в рационе?

Решение. Выражение «белковый дефицит» связано с тем, что белки в организме не могут образовываться из жиров и углеводов. Они незаменимы в питании, хотя в процессе усвоения в клетках из аминокислот образуются другие белки , характерные для данного организма . Углеводы и жиры могут образовываться из белков.

Задача№12 В Древней Индии для решения вопроса о виновности или невиновности

подсудимому предлагали съесть сухой рис. Если обвиняемый его съедал, считалось, что он не виновен, если нет, то виновен. На основании каких знаний применялось «испытание рисом»?

Решение. Испытание рисом основано на том, что при страхе прекращается слюноотделение, во рту пересыхает и сухой рис съесть невозможно. Безусловно, при этом мог пострадать и невиновный.

Задача№13

Больной жалуется на боли в желудке. Анализ показал, что у него нулевая кислотность. Переваривание каких веществ затруднено в желудке? Как можно помочь больному?

Решение. Фермент желудочного сока, расщепляющий белки , может действовать при температуре тела в кислой среде. Если у человека нулевая кислотность, то переваривание белков затруднено. Врач выписывает соляную кислоту, в концентрации соответствующей нормальной концентрации желудочного сока.

Задача№14

Печень играет важную роль в поддержании постоянства состава крови. Если ее исключить из большого круга кровообращения путем соединения «потока» крови от кишечника с нижней полой веной, то животное погибнет в течении первых суток после такой операции. Почему?

Решение. Животное погибнет, так как не происходит в организме регуляция содержания вредных веществ в крови, нарушается состав крови.

Задача№15

Вода жизненно необходима организму. При голодании человек может потерять весь свой жир, 50% белка, но потеря 10% воды смертельна. Каждые сутки взрослый человек потребляет 2л воды. Однако для нормальной работы организма ему требуется впятеро больше. Где же берут наши ткани столько воды? Решение. Вода образуется в процессе окисления (расщепление с поглощением кислорода) питательных веществ. Наибольшее количество воды образуется при расщеплении жиров.

Задача№16

В большом круге кровообращения часть плазмы из крови просачивается через стенки капилляров в межклеточное пространство тканей, пополняя тканевую жидкость. Это должно бы привести к постепенному уменьшению крови в сосудах, увеличению тканевой жидкости и «разбуханию» тканей. Но этого не происходит. Почему же количество крови не уменьшается, а количество тканевой жидкости не увеличивается?

Решение. Тканевая жидкость постоянно пополняется за счет плазмы крови, одновременно часть тканевой жидкости просачивается в мельчайшие лимфатические сосуды, по которым и возвращается в кровь.

Задача №17

Основной цвет кожи - розовый за счет густой сети капилляров. Кровеносные сосуды, которые мы видим (вены), имеют синеваты цвет, хотя кровь в капиллярах и венах красная. Как вы можете объяснить такое различие? С чем связана окраска сосудов?

Решение. Окраска сосудов связана с толщиной стенок сосудов. Капилляры имеют очень тонкие стенки и кровь через них хорошо просвечивает. Густая сеть капилляров, находящихся в коже, придает им розовый цвет. Стенки вен толще и имеют молочно- белую окраску, поэтому сквозь них венозная кровь, бедная кислородом, а гемоглобин, свободный от кислорода, имеет синеватый оттенок. Это вместе с молочно-белой окраской вен обуславливает их синеватую окраску.

Задача№18

Большая берцовая кость в вертикальном положении может выдержать груз массой 1500кг, хотя ее масса только 0,5кг. Объясните, почему кость , несмотря на свою легкость, столь прочна, тверда и упруга.

Решение. Прочность кости определяется расположением костных перекладин (пластинок), противодействующих линии максимальной нагрузки, наличием большого количества трубчатых структур - остеонов. Твердость и упругость определяется составом межклеточного костного вещества: минеральные соли придают твердость, а органические - упругость.

Задача№19

Объясните, почему ткани, пересаженные от одного организма к другому, часто отторгаются, а белки пищи усваиваются и служат строительным материалом в клетке любого человека.

Решение. Отторжение инородных тканей связано с деятельностью иммунной системы - несовместимость тканей. А питательные вещества не отторгаются, потому что проходят через пищеварительную систему и разрушаются до аминокислот, из которых синтезируются белки, характерные для этого организма.

Задача№20

Один слон весит столько, сколько 200тыс. мышей. Однако известно, что 200тыс. мышей съедают столько, сколько 10 слонов. Дайте объяснение этому явлению.

Решение. Повышенное потребление пищи необходимо для поддержания постоянной температуры тела у мышей, так как размеры тела связаны с теплоотдачей. Чем меньше размеры тела, тем большая поверхность теплоотдачи приходится на единицу массы , а следовательно при прочих равных условиях маленькие животные на единицу массы отдают больше тепла. Поэтому маленьким животным необходимо потреблять больше пищи, чтобы компенсировать повышенную теплоотдачу усиленным образованием его за счет расщепления пищевых веществ.

Задача №21

Известно, что когда человеку холодно, он начинает непроизвольно дрожать. Дайте объяснение этому явлению.

Решение. Мелкие непроизвольные сокращения мышц на холоде вызывают дрожь - таким образом организм увеличивает образование тепла, так как при работе мышц часть энергии превращается в тепло.

Задача№22

Почки выполняют огромную работу и снабжаются большим количеством питательных веществ и кислорода. В них обильно поступает кровь, примерно 1,2 л в мин. Подсчитайте, сколько литров крови проходит через почки за сутки в вашем организме. В чем заключается важнейшая работа почек в?

Решение. 1728 л крови проходит в сутки через почки. Почки играют огромную роль в поддержании внутренней среды организма, многократно пропуская кровь и очищая ее от веществ, подлежащих удалению из организма с мочой.

Задача № 23

В ХІХ в. Западной Европе было проведено широкое обследование людей, страдающих туберкулезом. В результате выяснилось, что люди, носившие кепки, заболевали чаще тех, кто ходил в цилиндрах. Как можно объяснить такую закономерность?

Решение. Как правило люди, носившие цилиндры, были более состоятельные, а следовательно имели меньше шансов заболеть.

Задача № 24

У человека обнаружены больные почки. А врач рекомендует ему лечить гнилые зубы и воспаление лимфатических узлов в глотке - ангину. Объясните, почему врач дает такую рекомендацию больному.

Решение. Потому, что у больного очаги инфекции находятся в больных зубах и пораженной ангиной глотке, откуда микробы и попадают в почки.

Задача № 25

Деятельность организма обеспечивает нервная система, однако, кожу без преувеличений называют зеркалом организма. Так ли это?

Решение. Кожа человека отражает «как зеркало» деятельность внутренних органов. Различные язвы, сыпи, покраснения являются показателями состояния организма в целом. Нормальный цвет кожи служит оценкой здоровья.