Този метод за производство на електроенергия се основава на слънчева светлина, наречени в учебниците като – Фотони. За нас това е интересно, защото, както движещ се въздушен поток, светлинният поток има енергия! На разстояние една астрономическа единица (149 597 870,66 km) от Слънцето, където се намира нашата Земя, плътността на потока на слънчевата радиация е 1360 W/m2. И преминавайки през земната атмосфера, потокът губи своята интензивност поради отражение и поглъщане и на земната повърхност вече е ~ 1000 W/m2. Тук започва нашата работа: да използваме енергията на светлинния поток и да я преобразуваме в необходимата ни в ежедневието енергия – електрическа.

Мистерията на тази трансформация се случва върху малък псевдоквадрат със скосени ъгли, който е изрязан от силиконов цилиндър (фиг. 2), с диаметър 125 мм и името му е . как?

Отговорът на този въпрос беше получен от физици, които откриха такова явление като фотоелектричния ефект. Фотоелектричният ефект е явлението на изхвърляне на електрони от атоми на вещество под въздействието на светлина.

През 1900г Германският физик Макс Планк предложи хипотеза: светлината се излъчва и поглъща на отделни части - кванти(или фотони). Енергията на всеки фотон се определя по формулата: E =ч∙ ν (пепел гол) където ч- Константата на Планк, равна на 6,626 × 10 -34 J∙s, ν - честота на фотона. Хипотезата на Планк обяснява феномена на фотоелектричния ефект, открит през 1887 г. от немския учен Хайнрих Херц и изследван експериментално от руския учен Александър Григориевич Столетов, който, обобщавайки получените резултати, установява следното три закона на фотоелектричния ефект:

1. При постоянен спектрален състав на светлината силата на тока на насищане е право пропорционална на светлинния поток, падащ върху катода.
2. Първоначалната кинетична енергия на електроните, изхвърлени от светлината, нараства линейно с увеличаване на честотата на светлината и не зависи от нейния интензитет.
3. Фотоелектричният ефект не възниква, ако честотата на светлината е по-малка от определена стойност, характерна за всяко вещество, наречена червена граница.

Теорията за фотоелектричния ефект, която изяснява мистерията, която цари във FEP, е разработена от немския учен Алберт Айнщайн през 1905 г., обяснявайки законите фотоелектричен ефект с помощта на квантовата теория на светлината. Въз основа на закона за запазване и трансформация на енергията, Айнщайн записва уравнението за енергийния баланс по време на фотоелектричния ефект:

Където: ч∙ ν – фотонна енергия, А– работа на работа – минималната работа, която трябва да се извърши, за да напусне електрон от атом на дадено вещество. Така се оказва, че частица светлина - фотон - се абсорбира от електрон, който придобива допълнителна кинетична енергия ½m∙v 2 и извършва работата по напускане на атома, което му дава възможност да се движи свободно. А насоченото движение на електрическите заряди е възникването на електрически ток, или по-правилно казано, електродвижеща сила - ЕМП.

Айнщайн е удостоен с Нобелова награда за своето уравнение за фотоелектричния ефект през 1921 г.

Връщайки се от миналото към наши дни, виждаме, че „сърцето” на слънчевата батерия е FEP (полупроводникова фотоклетка), в която е реализирано невероятно чудо на природата - Valve PhotoEffect (VPE). Състои се в появата на електродвижеща сила в p-n преход под въздействието на светлина. VFE, или фотоелектричен ефект в бариерния слой, е явление, при което електроните напускат тялото, преминавайки през интерфейса в друго твърдо тяло (полупроводник).

полупроводници- това са материали, които по отношение на тяхната специфична проводимост заемат междинно положение между проводници и диелектрици и се различават от проводниците по силната зависимост на специфичната проводимост от концентрацията на примеси, температура и различни видове радиация. Полупроводниците са вещества, чиято забранена зона е от порядъка на няколко електронволта [eV]. Забранената зона е разликата в енергиите на електроните в полупроводников кристал между долното ниво на проводящата лента и горното ниво на валентната лента на полупроводника.

Полупроводниците включват много химични елементи: германий, силиций, селен, телур, арсен и други, огромен брой сплави и химични съединения (галиев арсенид и др.) Най-разпространеният полупроводник в природата е силиций, съставляващи около 30% от земната кора.

Силицият е предназначен да се превърне в материал, поради широкото му разпространение в природата, неговата лекота и подходяща ширина на лентата от 1,12 eV за абсорбиране на енергия от слънчева светлина. Днес кристалният силиций (около 90% от световния пазар) и тънкослойните слънчеви клетки (около 10% от пазара) са най-известните на пазара за търговски наземни системи.

Ключовият елемент при проектирането на кристални силициеви фотоволтаични преобразуватели (PVC) е p-n преходът. В опростена форма слънчевата клетка може да бъде представена като „сандвич“: тя се състои от слоеве силиций, легирани за образуване на p-n преход.

Едно от основните свойства на pn прехода е способността му да бъде енергийна бариера за токоносителите, тоест да им позволява да преминават само в една посока. Именно на този ефект се основава генерирането на електрически ток в слънчевите клетки. Излъчването, падащо върху повърхността на елемента, генерира носители на заряд с различни знаци в обема на полупроводника - електрони (n) и дупки (p). Благодарение на вашите p-n свойствапреходът ги "разделя", позволявайки на всеки тип да премине само през "своята" половина, а носителите на заряд, движещи се хаотично в обема на елемента, се озовават от противоположните страни на бариерата, след което могат да бъдат прехвърлени към външна верига за създаване на напрежение в товара и електрически ток в затворена верига, свързана към слънчева клетка.

Общоизвестен факт е, че Слънцето е небесно тяло (звезда), а слънчевата енергия по същество е резултат от неговата жизнена дейност. Процесите, протичащи върху него, отделят огромно количество енергия, хвърляйки я с невероятна скорост към нашата планета. Използване на слънчева енергиясе случва на хората съзнателно и несъзнателно. Къпейки се в лъчите на Слънцето, ние не се замисляме за факта, че енергията на тази звезда задейства редица важни процеси в тялото ни (например витамин D се произвежда в кожата ни); благодарение на него се извършва фотосинтеза в растенията; Водният цикъл в природата също е „нейна работа“. Приемаме го за даденост. Но това е само част от ролята на слънчевата енергия в живота ни.

Практическо използване на слънчевата енергия

Най-простият и познат на всички видове използване на слънчева енергия- използването му в съвременни калкулатори (на много компактни слънчеви панели) и за битови нужди (сушени плодове, загряване на вода в резервоара на външен душ в страната). Движението на въздуха, загрят от топлината на слънцето, осигурява работата на вентилационната система и комините. Слънчевите лъчи се използват като изпарител за обезсоляване на морската вода. Слънцето е един от основните източници на енергия за дългосрочната работа на сателитите, както и на устройствата, използвани за изследване на космоса. Вървящи автомобили електрическа енергия, все повече навлизат в живота ни.

Получаване и преобразуване на слънчева енергия

Слънчевата енергия удря нашата планета под формата на три вида радиационни вълни: ултравиолетови, светлинни и инфрачервени.

Използване на слънчева енергиянасочени основно към генериране на топлина или електричество. Именно инфрачервените вълни, които попадат върху специална повърхност, разработена от учени, се превръщат в това, от което се нуждаем.

Така за извличане на топлина се използва колектор, който абсорбира инфрачервените вълни, устройство за съхранение, което го акумулира, и топлообменник, в който се получава нагряване.

При генериране на електрическа енергия се използват специални фотоклетки. Те поглъщат светлинните лъчи, а съответните инсталации преобразуват тези лъчи в електричество.

Начини за използване на слънчевата енергияможе да се раздели в зависимост от вида на електроцентралата за нейната обработка. Те са общо шест.

Първите три:кула (дизайн под формата на черна кула с вода вътре и огледала наоколо), параболичен (наподобяват сателитни антени с огледала вътре), блюдообразен (изглежда като метално дърво с листа, направени от огледала). Те могат да се комбинират, тъй като имат един и същ принцип на действие: улавят определено количество светлина, насочват я към резервоар с течност, който се нагрява и отделя пара, която от своя страна се използва за производство на електричество.

Четвърто- оборудване с фотоклетки. Най-известният тип, тъй като размерите му могат да варират в зависимост от нуждите. Малките слънчеви панели се използват за нуждите на частните домакинства, а по-големите за промишлени нужди. Принципът на действие е генериране на електричество от слънчевите лъчи, погълнати от фотоклетка поради потенциалната разлика в нея.

Пето- вакуум. В структурно отношение това е парче земя, покрито с кръгъл стъклен покрив, вътре в който има кула с турбини в основата. Принципът на действие е да се затопли земята под този покрив и да се създаде въздушна тяга поради температурната разлика. Турбинните лопатки се въртят и произвеждат енергия.

Учебник за 10-11 клас

Глава III. Осигуряване на клетките с енергия

Всеки жив организъм, подобно на отделна клетка, е отворена система, т.е заобикаляща средаматерия и енергия. Целият набор от ензимни метаболитни реакции, протичащи в тялото, се нарича метаболизъм (от гръцки „metabole“ - трансформация). Метаболизмът се състои от взаимосвързани реакции на асимилация - синтез на високомолекулни съединения (протеини, нуклеинови киселини, полизахариди, липиди) и дисимилация - разграждане и окисление на органични вещества, които се случват с преобразуването на енергия. Асимилацията, наричана още пластична обмяна, е невъзможна без енергията, освободена в резултат на дисимилацията (енергиен обмен). Дисимилацията от своя страна не се извършва без ензими, образувани в резултат на пластичния метаболизъм.

Всяка проява на жизнена активност (поглъщане на вода и разтворени в нея неорганични съединения, синтез на органични вещества, разделяне на полимери на мономери, генериране на топлина, движение и др.) Изисква разход на енергия.

Основният източник на енергия за всички живи същества, които обитават нашата планета, е енергията на слънчевата светлина. Той обаче се използва директно само от клетките на зелени растения, едноклетъчни водорасли, зелени и лилави бактерии. Тези клетки, използвайки енергията на слънчевата светлина, са в състояние да синтезират органични вещества - въглехидрати, мазнини, протеини, нуклеинови киселини. Биосинтезата, която възниква при използване на светлинна енергия, се нарича фотосинтеза. Организмите, способни на фотосинтеза, се наричат ​​фотоавтотрофни.

Изходните материали за фотосинтезата са вода, въглероден диоксид от земната атмосфера, както и неорганични соли на азот, фосфор и сяра от водни тела и почва. Източник на азот са и молекулите на атмосферния азот (N 2), които се абсорбират от бактериите, живеещи в почвата и в кореновите възли, главно на бобовите растения. В този случай азотният газ става част от молекулата на амоняка - NH3, който впоследствие се използва за синтеза на аминокиселини, протеини, нуклеинови киселини и други азотсъдържащи съединения. Нодулните бактерии и бобовите растения се нуждаят едни от други. Съвместно взаимноизгодно съществуване различни видовеорганизмите се наричат ​​симбиоза.

В допълнение към фотоавтотрофите, някои бактерии (водородни, нитрифициращи, серни бактерии и др.) Също така са способни да синтезират органични вещества от неорганични. Те осъществяват този синтез благодарение на енергията, освободена при окисляването на неорганичните вещества. Те се наричат ​​хемоавтотрофи. Процесът на хемосинтеза е открит през 1887 г. от руския микробиолог С. Н. Виноградски.

Всички живи същества на нашата планета, които не могат да синтезират органични вещества от неорганични съединения, се наричат ​​хетеротрофи. Всички животни и хора живеят от енергията на Слънцето, съхранявана от растенията, преобразувана в енергията на химичните връзки на новосинтезирани органични съединения.

Трябва да се отбележи, че както фотосинтезиращите, така и хемосинтезиращите организми също са способни да получават енергия чрез окисляване на органични вещества. Хетеротрофите обаче получават тези вещества готови отвън, докато автотрофите ги синтезират от неорганични съединения.

Фотосинтетичните клетки абсорбират въглероден диоксид от атмосферата и отделят кислород в нея. Преди фотосинтезиращите клетки да се появят на нашата планета, атмосферата на Земята е била лишена от кислород. С появата на фотосинтезиращите организми постепенното изпълване на атмосферата с кислород доведе до появата на клетки с нов тип енергиен апарат. Това са клетки, които произвеждат енергия чрез окисляване на готови органични съединения, главно въглехидрати и мазнини, с участието на атмосферния кислород като окислител. Когато органичните съединения се окисляват, се освобождава енергия.

В резултат на насищането на атмосферата с кислород се появяват аеробни клетки, които могат да използват кислорода за производство на енергия.

§ 11. Фотосинтеза. Преобразуване на светлинна енергия в енергия на химична връзка

Първите клетки, способни да използват енергията на слънчевата светлина, са се появили на Земята преди около 4 милиарда години по време на архейската ера. Това бяха цианобактерии (от гръцки "цианос" - синьо). Техните вкаменени останки са открити в шистови пластове, датиращи от този период от историята на Земята. Отне още 1,5 милиарда години, за да се насити земната атмосфера с кислород и да се появят аеробни клетки.

Очевидно е, че ролята на растенията и другите фотосинтезиращи организми в развитието и поддържането на живота на нашата планета е изключително голяма: те преобразуват енергията на слънчевата светлина в енергията на химичните връзки на органичните съединения, която след това се използва от всички останали живи същества; те насищат земната атмосфера с кислород, който служи за окисляване на органичните вещества и по този начин извлича химическата енергия, съхранявана в тях от аеробните клетки; накрая, някои видове растения в симбиоза с азотфиксиращи бактерии въвеждат атмосферен азотен газ в състава на молекулите на амоняка, неговите соли и органични азотсъдържащи съединения.

Ролята на зелените растения в живота на планетата е трудно да се надценява. Запазването и разширяването на зелената покривка на Земята е от решаващо значение за всички живи същества, които обитават нашата планета.

Съхраняване на светлинна енергия в биологични „акумулатори“.Потокът от слънчева светлина носи вълни от светлина различни дължини. Растенията използват светлинни „антени“ (главно хлорофилни молекули), за да абсорбират светлинни вълни в червените и сините части на спектъра. Хлорофилът пропуска светлинните вълни в зелената част на спектъра, без да ги блокира, поради което растенията имат зелен цвят.

С помощта на светлинна енергия един електрон в молекулата на хлорофила се прехвърля към по-висша енергийно ниво. След това този високоенергиен електрон, като стъпки, скача по веригата от електронни носители, губейки енергия. Енергията на електроните се изразходва за „зареждане“ на своеобразни биологични „батерии“. Без да навлизаме в химичните особености на тяхната структура, нека кажем, че една от тях е аденозинтрифосфорната киселина, която се нарича още аденозинтрифосфат (съкратено АТФ). Както вече беше споменато в § 6, АТФ съдържа три свързани помежду си остатъка от фосфорна киселина, които са прикрепени към аденозин. Схематично АТФ може да се опише с формулата: аденозин-Р-Р~Р, където Р е остатък от фосфорна киселина. Химическата връзка между втория и третия краен фосфат съхранява енергията, която електронът отдава (тази специална химична връзка е изобразена с вълнообразна линия). Това се случва в резултат на факта, че когато един електрон прехвърли енергията си на аденозин дифосфат (аденозин-P-P, ADP), се добавя друг фосфат: ADP+P+E → ATP, където E е енергията на електрона, която е съхранявани в ATP. Когато АТФ се разгражда от ензима аденозин трифосфатаза (АТФаза), крайният фосфат се отделя и се освобождава енергия:

В растителната клетка енергията на АТФ се използва за транспортиране на вода и соли, за делене, растеж и движение на клетките (спомнете си как главата на слънчогледа се върти след Слънцето).

АТФ енергията е необходима за синтеза на молекули на глюкоза, нишесте, целулоза и други органични съединения в растенията. Но за синтеза на органични вещества в растенията е необходима друга биологична „батерия“, която съхранява светлинна енергия. Тази батерия има непроизносимо дълго име: никотин амид аденин динуклеотид фосфат (съкратено като NADP, произнася се „nad-eff“). Това съединение съществува в редуцирана, високоенергийна форма: NADP-H (произнася се над-ех-аш).

Окислената форма на това съединение, което е загубило енергия, е NADP+ (произнася се над-еф-плюс). Губейки един водороден атом и един електрон, NADP-H се превръща в NADP + и редуцира въглеродния диоксид (с участието на водни молекули) до глюкоза C 6 H 12 0 6; липсващите протони (Н+) се вземат от водната среда. В опростена форма този процес може да бъде написан като химическо уравнение:

Въпреки това, когато въглероден диоксид и вода се смесят, глюкоза не се образува. Това изисква не само редуциращата сила на NADP-H, но и енергията на АТФ и съединение, което свързва CO 2, което се използва в междинните етапи на синтеза на глюкоза, както и редица ензими - биологични катализатори за този процес. .

Фотолиза на вода.Как се произвежда кислород по време на фотосинтеза? Факт е, че светлинната енергия се изразходва и за разделяне на водни молекули - фотолиза. В този случай се образуват протони (Н +), електрони (О и свободен кислород):

Електроните, произведени по време на фотолиза, попълват загубите си от хлорофил (както се казва, те запълват „дупката“, която се появява в хлорофила). Някои електрони, с участието на протони, редуцират NADP + до NADP-H. Кислородът е страничен продукт от тази реакция (фиг. 19). Както може да се види от общото уравнение за синтеза на глюкоза, се отделя кислород.

Когато растенията използват енергия от слънчева светлина, те не се нуждаят от кислород. Въпреки това, при липса на слънчева светлина, растенията стават аероби. В тъмнината на нощта те консумират кислород и окисляват глюкозата, фруктозата, нишестето и други съединения, складирани през деня, подобно на животните.

Светли и тъмни фази на фотосинтезата.По време на процеса на фотосинтеза има светли и тъмни фази. Когато растенията са осветени, светлинната енергия се преобразува в енергията на химичните връзки на ATP и NADP-H. Енергията на тези съединения лесно се освобождава и използва вътре в растителната клетка за различни цели, предимно за синтеза на глюкоза и други органични съединения. Следователно този начален етап на фотосинтезата се нарича светлинна фаза. Без слънчева или изкуствена светлина, чийто спектър съдържа червени и сини лъчи, синтезът на АТФ и NADP-H не се осъществява в растителната клетка. Въпреки това, когато ATP и NADP-H молекулите вече са натрупани в растителната клетка, синтезът на глюкоза може да се случи на тъмно, без участието на светлина. Тези биохимични реакции не изискват осветление, тъй като те вече са снабдени със светлинна енергия, съхранявана в биологични „акумулатори“. Този етап от фотосинтезата се нарича темпова фаза.

Ориз. 19. Схема на фотосинтезата

Всички фотосинтетични реакции протичат в хлоропластите - удебелени овални или кръгли образувания, разположени в цитоплазмата на растителната клетка (хлоропластите вече бяха обсъдени накратко в § 9). Всяка клетка съдържа 40-50 хлоропласта. Хлоропластите отвън са ограничени от двойна мембрана, а отвътре са разположени тънки плоски торбички - тилакоиди, също ограничени от мембрани. Тилакоидите съдържат хлорофил, преносители на електрони и всички ензими, участващи в светлинната фаза на фотосинтезата, както и ADP, ATP, NADP + и NADP-H. Десетки тилакоиди са плътно опаковани в купчини, наречени грана. Във вътрешното пространство между граната - в стромата на хлоропластите - има ензими, участващи в редуцирането на CO 2 до глюкоза, използвайки енергията на продуктите от светлинната фаза на фотосинтезата - ATP и NADP-H. Следователно реакциите на тъмната фаза на фотосинтезата се появяват в стромата, тясно свързана със светлата фаза, която се разгръща в тилакоидите. Светлата и тъмната фаза на фотосинтезата са показани схематично на фигура 19.

Хлоропластите имат собствен генетичен апарат - ДНК молекули и се възпроизвеждат автономно вътре в клетките. Смята се, че преди повече от 1,5 милиарда години те са били свободни микроорганизми, които са станали симбионти на растителни клетки.

1. Обяснете защо казваме, че енергията за живот на Земята първоначално се доставя от Слънцето.
2. Обяснете защо фотосинтезата използва въглероден диоксид и вода и какъв е източникът на страничния продукт на фотосинтезата, кислород.
3. Как са свързани проблемите на фотосинтезата и снабдяването с храна на световното население?
4. Защо по време на фотосинтезата енергията на слънчевата светлина, падаща върху листа, се преобразува в енергия, съхранявана в органични съединения с ефективност от само около 1%? Каква е съдбата на останалата енергия?
5. Попълнете таблицата.

Задачи от части C1-C4 Въпрос:Какъв хромозомен набор е характерен за клетките на пулпата на борови иглички и сперматозоидите? Обяснете от какви изходни клетки и в резултат на какво делене се образуват тези клетки.

Отговор:В клетките на борови игли наборът от хромозоми е 2n; в борови семенници – n. Възрастно борово растение се развива от зигота (2n). Боровата сперма се развива от хаплоидни спори (n) чрез
митоза

Въпрос:Проследете пътя на водорода в светлия и тъмен етап на фотосинтезата от момента на образуването му до синтеза на глюкоза.

Отговор: БПо време на светлинната фаза на фотосинтезата под въздействието на слънчевата светлина настъпва фотолиза на водата и се образуват водородни йони. В светлата фаза водородът се комбинира с NADP + носителя и произвежда NADP 2H. В тъмната фаза водородът от NADP 2H се използва в реакцията на редукция на междинните съединения, от които се синтезира глюкозата.

Въпрос:Как енергията на слънчевата светлина се преобразува в светлата и тъмната фаза на фотосинтезата в енергията на химичните връзки на глюкозата? Обяснете отговора си.

Отговор:В светлинната фаза на фотосинтезата енергията от слънчевата светлина се преобразува в енергията на възбудените електрони, а след това енергията на възбудените електрони се преобразува в енергията на ATP и NADP-H. В тъмната фаза на фотосинтезата енергията на АТФ и НАДФ-Н се преобразува в енергията на химичните връзки на глюкозата.

Въпрос:Каква роля играят електроните на хлорофилните молекули във фотосинтезата?

Отговор:Електроните на хлорофила, възбудени от слънчевата светлина, преминават през вериги за транспортиране на електрони и предават енергията си за образуването на АТФ и NADP-H.

Въпрос:Скоростта на фотосинтезата зависи от ограничаващи фактори, включително светлина, концентрация на въглероден диоксид и температура. Защо тези фактори са ограничаващи реакциите на фотосинтезата?

Отговор:Светлината е необходима за възбуждане на хлорофила, тя доставя енергия за процеса на фотосинтеза. Въглеродният диоксид е необходим в тъмната фаза на фотосинтезата; от него се синтезира глюкоза. Температурните промени водят до денатурация на ензимите и фотосинтетичните реакции се забавят.

Въпрос:Част от една от двете вериги на молекулата на ДНК съдържа 300 нуклеотида с аденин (А), 100 нуклеотида с тимин (Т), 150 нуклеотида с гуанин (G) и 200 нуклеотида с цитозин (С). Колко нуклеотида с A, T, G и C се съдържат в двуверижна ДНК молекула? Колко аминокиселини трябва да съдържа протеинът, кодиран от тази част на молекулата на ДНК? Обяснете отговора си.

Отговор:Ако една ДНК верига има 300 A, 100 T, 150 G и 200 C, тогава комплементарната верига има съответно 300 T, 100 A, 150 C и 200 G. Следователно, двойноверижната ДНК има 400 A, 400 T, 350 G и 350 C. Ако в една верига на ДНК има 300 + 100 +150 + 200 = 750 нуклеотида, тогава има 750 / 3 = 250 триплета. Следователно този участък от ДНК кодира 250 аминокиселини.

Въпрос:В една ДНК молекула нуклеодидите с тимин (Т) представляват 24% от общ бройнуклеотиди. Определете броя (в%) на нуклеотидите с гуанин (G), аденин (A), цитозин (C) в молекулата на ДНК и обяснете резултатите.

Отговор:Ако 24% T, тогава, според принципа на допълване, 24% A. Общо A и T представляват 48%, следователно G и C общо представляват 100% -48% = 52%. Количеството G е равно на количеството C, 52% / 2 = 26%.

1. Какви фактори на околната среда допринасят за регулирането на числеността на вълците в екосистемата?

Отговор:
1) антропогенни: намаляване на горската площ, прекомерен лов;
2) биотични: липса на храна, конкуренция, разпространение на болести.

2. Определете вида и фазата на делене на клетката, показана на фигурата. Какви процеси протичат в тази фаза?

Отговор:
1) фигурата показва метафаза на митозата;
2) нишките на вретеното са прикрепени към центромерите на хромозомите;
3) в тази фаза бихроматидните хромозоми се подреждат в екваториалната равнина.

3.Защо разораването на почвата подобрява условията на живот на култивираните растения?

Отговор:
1) насърчава унищожаването на плевелите и намалява конкуренцията с култивираните растения;
2) насърчава снабдяването на растенията с вода и минерали;
3) увеличава снабдяването на корените с кислород.

4. Как се различава естествената екосистема от агроекосистемата?

Отговор:
1) голямо биоразнообразие и разнообразие от хранителни връзки и хранителни вериги;
2) балансирана циркулация на веществата;
3) дълги периоди на съществуване.

5. Разкрийте механизмите, които осигуряват постоянството на броя и формата на хромозомите във всички клетки на организмите от поколение на поколение?

Отговор:
1) благодарение на мейозата се образуват гамети с хаплоиден набор от хромозоми;
2) по време на оплождането диплоидният набор от хромозоми се възстановява в зиготата, което осигурява постоянството на хромозомния набор;
3) растежът на организма се дължи на митоза, която осигурява постоянството на броя на хромозомите в соматичните клетки.

6.Каква е ролята на бактериите в кръговрата на веществата?

Отговор:
1) хетеротрофни бактерии - разлагащите вещества разграждат органичните вещества до минерали, които се абсорбират от растенията;
2) автотрофни бактерии (фото, хемотрофи) - производителите синтезират органични вещества от неорганични, осигурявайки циркулацията на кислород, въглерод, азот и др.

7.Какви характеристики са характерни за мъхестите растения?

Отговор:
2) мъховете се размножават както сексуално, така и безполово с редуващи се поколения: сексуално (гаметофит) и безполово (спорофит);
3) възрастно растение мъх е сексуално поколение (гаметофит), а капсулата със спори е безполова (спорофит);
4) оплождането става в присъствието на вода.

8. Катериците, като правило, живеят в иглолистни гори и се хранят главно със семена от смърч. Какви биотични фактори могат да доведат до намаляване на популацията на катерици?

9. Известно е, че апаратът на Голджи е особено добре развит в жлезистите клетки на панкреаса. Обясни защо.

Отговор:
1) клетките на панкреаса синтезират ензими, които се натрупват в кухините на апарата на Голджи;
2) в апарата на Голджи ензимите са опаковани под формата на везикули;
3) от апарата на Голджи ензимите се пренасят в панкреатичния канал.

10. Рибозомите от различни клетки, целият набор от аминокиселини и идентични молекули на иРНК и тРНК бяха поставени в епруветка и бяха създадени всички условия за синтез на протеини. Защо един вид протеин ще се синтезира върху различни рибозоми в епруветка?

Отговор:
1) първичната структура на протеина се определя от последователността на аминокиселините;
2) шаблоните за синтез на протеини са идентични молекули на иРНК, в които е кодирана същата първична протеинова структура.

11.Какви структурни особености са характерни за представителите на типа Chordata?

Отговор:
1) вътрешен аксиален скелет;
2) нервната система под формата на тръба от гръбната страна на тялото;
3) пукнатини в храносмилателната тръба.

12. Детелината расте на поляна и се опрашва от земни пчели. Какви биотични фактори могат да доведат до намаляване на популациите на детелина?

Отговор:
1) намаляване на броя на земните пчели;
2)увеличаване на броя на тревопасните животни;
3) размножаване на конкурентни растения (зърнени култури и др.).

13. Общата маса на митохондриите по отношение на масата на клетките на различни органи на плъхове е: в панкреаса - 7,9%, в черния дроб - 18,4%, в сърцето - 35,8%. Защо клетките на тези органи имат различно митохондриално съдържание?

Отговор:
1) митохондриите са енергийните станции на клетката; в тях се синтезират и натрупват АТФ молекули;
2) интензивната работа на сърдечния мускул изисква много енергия, поради което съдържанието на митохондрии в клетките му е най-високо;
3) в черния дроб броят на митохондриите е по-висок в сравнение с панкреаса, тъй като има по-интензивен метаболизъм.

14. Обяснете защо говеждо месо, което не е преминало санитарен контрол, е опасно да се яде недостатъчно или слабо обработено.

Отговор:
1) говеждото месо може да съдържа говежди тения;
2) възрастен червей се развива от перката в храносмилателния канал и човекът става краен гостоприемник.

15. Назовете органелата на растителната клетка, показана на фигурата, нейните структури, обозначени с номера 1-3, и техните функции.

Отговор:
1) изобразеният органел е хлоропласт;
2)1 – зърнести тилакоиди, участващи във фотосинтезата;
3) 2 – ДНК, 3 – рибозоми, участват в синтеза на собствените протеини на хлоропласта.

16. Защо бактериите не могат да бъдат класифицирани като еукариоти?

Отговор:
1) в техните клетки ядреното вещество е представено от една кръгова ДНК молекула и не е отделено от цитоплазмата;
2) нямат митохондрии, комплекс Голджи или ER;
3) нямат специализирани зародишни клетки, няма мейоза и оплождане.

17.Какви промени в биотичните фактори могат да доведат до увеличаване на популацията на голи охлюви, които живеят в гората и се хранят предимно с растения?

18. Процесът на фотосинтеза протича интензивно в листата на растенията. Среща ли се в зрели и неузрели плодове? Обяснете отговора си.

Отговор:
1) фотосинтезата се извършва в незрели плодове (докато са зелени), тъй като те съдържат хлоропласти;
2) докато узряват, хлоропластите се превръщат в хромопласти, в които не се извършва фотосинтеза.

19.Какви етапи на гаметогенезата са обозначени на фигурата с буквите A, B и C? Какъв набор от хромозоми имат клетките на всеки от тези етапи? До какви специализирани клетки води този процес?

Отговор:
1)А – етап (зона) на размножаване (деление), диплоидни клетки;
2)B – етап (зона) на растеж, диплоидна клетка;
3) B - етап (зона) на узряване, клетките са хаплоидни, развиват се сперматозоиди.

20. Как бактериалните клетки се различават по структура от клетките на организмите в други царства на живата природа? Избройте поне три разлики.

Отговор:
1) няма образувано ядро, ядрена обвивка;
2) липсват редица органели: митохондрии, EPS, комплекс на Голджи и др.;
3) имат една пръстенна хромозома.

21. Защо растенията (производители) се считат за първоначалната връзка в цикъла на веществата и преобразуването на енергия в екосистемата?

Отговор:
1) създават органични вещества от неорганични;
2) акумулират слънчева енергия;
3) осигуряват органични вещества и енергия на организмите в други части на екосистемата.

22.Какви процеси осигуряват движението на вода и минерали в растението?

Отговор:
1) от корена към листата водата и минералите се движат през съдовете поради транспирация, в резултат на което възниква смукателна сила;
2) възходящият поток в растението се улеснява от кореновото налягане, което възниква в резултат на постоянния поток на вода в корена поради разликата в концентрацията на вещества в клетките и околната среда.

23. Погледнете клетките, показани на фигурата. Определете кои букви представляват прокариотни и еукариотни клетки. Предоставете доказателства за вашата гледна точка.

Отговор:
1) A – прокариотна клетка, B – еукариотна клетка;
2) клетката на фигура А няма оформено ядро, нейният наследствен материал е представен от пръстенна хромозома;
3) клетката на фигура Б има оформено ядро ​​и органели.

24. Каква е сложността на кръвоносната система на земноводните в сравнение с рибите?

Отговор:
1) сърцето става трикамерно;
2) появява се втори кръг на кръвообращението;
3) сърцето съдържа венозна и смесена кръв.

25. Защо една смесена горска екосистема се счита за по-стабилна от екосистемата на смърчовата гора?

Отговор:
1) в смесената гора има повече видове, отколкото в смърчовата гора;
2) в смесена гора хранителните вериги са по-дълги и по-разклонени, отколкото в смърчовата гора;
3) в смесената гора има повече нива, отколкото в смърчовата гора.

26. Част от ДНК молекула има следния състав: GATGAATAGTGCTTC. Избройте поне три последствия, които могат да възникнат от случайно заместване на седмия нуклеотид на тимина с цитозин (C).

Отговор:
1) ще настъпи генна мутация - кодонът на третата аминокиселина ще се промени;
2) в протеин една аминокиселина може да бъде заменена с друга, в резултат на което първичната структура на протеина ще се промени;
3) всички други протеинови структури могат да се променят, което ще доведе до появата на нова черта в тялото.

27.Червените водорасли (пурпурни водорасли) живеят на големи дълбочини. Въпреки това в клетките им протича фотосинтеза. Обяснете защо се получава фотосинтеза, ако водният стълб поглъща лъчи от червено-оранжевата част на спектъра.

Отговор:
1) фотосинтезата изисква лъчи не само от червената, но и от синята част на спектъра;
2) клетките на алените гъби съдържат червен пигмент, който абсорбира лъчите от синята част на спектъра, тяхната енергия се използва в процеса на фотосинтеза.

28.Открийте грешки в дадения текст. Посочете номерата на изреченията, в които са допуснати грешки и ги коригирайте.
1. Коелентерните са трислойни многоклетъчни животни. 2.Имат стомашна или чревна кухина. 3. Чревната кухина включва жилещи клетки. 4. Коелентерните имат ретикуларна (дифузна) нервна система. 5. Всички кишечнополостни са свободно плуващи организми.

1)1 – coelenterates – двуслойни животни;
2)3 – жилещите клетки се съдържат в ектодермата, а не в чревната кухина;
3)5 – сред кишечнополостните има прикрепени форми.

29. Как протича газообменът в белите дробове и тъканите на бозайниците? Какво причинява този процес?

Отговор:
1) обменът на газ се основава на дифузия, която се причинява от разликата в концентрацията на газ (парциално налягане) във въздуха на алвеолите и в кръвта;
2) кислород от района високо наляганев алвеоларния въздух навлиза в кръвта, а въглеродният диоксид от зоната на високо налягане в кръвта навлиза в алвеолите;
3) в тъканите кислородът от зоната на високо налягане в капилярите навлиза в междуклетъчното вещество и след това в клетките на органите. Въглеродният диоксид от зоната на високо налягане в междуклетъчното вещество навлиза в кръвта.

30.Какво е участието на функционалните групи организми в кръговрата на веществата в биосферата? Помислете за ролята на всеки от тях в цикъла на веществата в биосферата.

Отговор:
1) производителите синтезират органични вещества от неорганични вещества (въглероден диоксид, вода, азот, фосфор и други минерали), отделят кислород (с изключение на хемотрофите);
2) потребителите (и други функционални групи) на организмите използват и трансформират органични вещества, окисляват ги по време на дишане, абсорбират кислород и отделят въглероден диоксид и вода;
3) декомпозитори разграждат органичните вещества до неорганични съединения на азот, фосфор и др., връщайки ги в околната среда.

31. Участъкът от ДНК молекулата, кодиращ последователността от аминокиселини в протеина, има следния състав: G-A-T-G-A-A-T-A-G-TT-C-T-T-C. Обяснете последствията от случайно добавяне на гуанинов нуклеотид (G) между седмия и осмия нуклеотид.

Отговор:
1) ще настъпи генна мутация - кодовете на третата и следващите аминокиселини могат да се променят;
2) първичната структура на протеина може да се промени;
3) мутацията може да доведе до появата на нова черта в организма.

32. Кои растителни органи са повредени от лудницата на различни етапи от индивидуалното развитие?

Отговор:
1) корените на растенията са повредени от ларви;
2) листата на дърветата са повредени от възрастни бръмбари.

33. Открийте грешки в дадения текст. Посочете номерата на изреченията, в които са допуснати грешки и ги коригирайте.
1. Плоските червеи са трислойни животни. 2. Типът плоски червеи включва бяла планария, човешки кръгъл червей и чернодробен метил. 3. Плоските червеи имат удължено, сплескано тяло. 4. Имат добре развита нервна система. 5. Плоските червеи са двудомни животни, които снасят яйца.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)2 - човешкият кръгъл червей не е класифициран като плосък червей; той е кръгъл червей;
2)4 - при плоските червеи нервната система е слабо развита;
3)5 - Плоските червеи са хермафродити.

34. Какво е плод? Какво е значението му в живота на растенията и животните?

Отговор:
1) плод - генеративният орган на покритосеменните растения;
2) съдържа семена, с помощта на които растенията се размножават и разпространяват;
3) плодовете на растенията са храна за животните.

35. Повечето видове птици отлитат от северните райони за зимата, въпреки тяхната топлокръвна природа. Посочете поне три фактора, които карат тези животни да летят.

Отговор:
1) хранителните продукти на насекомоядните птици стават недостъпни за получаване;
2) ледената покривка на резервоарите и снежната покривка на земята лишават растителноядните птици от храна;
3) промяна на дневните часове.

36. Кое мляко, стерилизирано или прясно издоено, ще вкисне по-бързо при еднакви условия? Обяснете отговора си.

Отговор:
1) прясно издоеното мляко ще се вкисне по-бързо, тъй като съдържа бактерии, които причиняват ферментация на продукта;
2) когато млякото се стерилизира, клетките и спорите на млечнокисели бактерии умират и млякото продължава по-дълго.

37. Открийте грешки в дадения текст. Посочете номерата на изреченията, в които са допуснати грешки и ги обяснете.
1. Основните класове на типа членестоноги са ракообразни, паякообразни и насекоми. 2. Тялото на ракообразните и паякообразните е разделено на глава, гръден кош и корем. 3. Тялото на насекомите се състои от цефалоторакс и коремче. 4. Паякообразните нямат антени. 5. Насекомите имат два чифта антени, а ракообразните имат един чифт.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)2 – тялото на ракообразните и паякообразните се състои от цефалоторакс и корем;
2)3 – тялото на насекомите се състои от глава, гърди и корем;
3)5 – насекомите имат един чифт антени, а ракообразните имат два чифта.

38.Докажете, че коренището на растението е видоизменен издънка.

Отговор:
1) коренището има възли, в които са разположени рудиментарни листа и пъпки;
2) на върха на коренището има апикална пъпка, която определя растежа на издънката;
3) допълнителни корени се простират от коренището;
4) вътрешната анатомична структура на коренището е подобна на стъблото.

39. За борба с насекомите вредители хората използват химически вещества. Посочете поне три промени в живота на дъбовата гора, ако тя химическивсички тревопасни насекоми ще бъдат унищожени. Обяснете защо ще се случат.

Отговор:
1) броят на растенията, опрашвани от насекоми, рязко ще намалее, тъй като тревопасните насекоми са опрашители на растения;
2) броят на насекомоядните организми (консументи от 2-ри ред) рязко ще намалее или ще изчезнат поради нарушаване на хранителните вериги;
3) някои от химикалите, използвани за унищожаване на насекоми, ще попаднат в почвата, което ще доведе до нарушаване на живота на растенията, смърт на почвената флора и фауна, всички нарушения могат да доведат до смъртта на дъбовата гора.

40. Защо лечението с антибиотици може да доведе до чревна дисфункция? Посочете поне две причини.

Отговор:
1) антибиотиците убиват полезните бактерии, живеещи в човешките черва;
2) разграждането на фибрите, абсорбцията на вода и други процеси са нарушени.

41. Коя част от листа е означена на фигурата с буквата А и от какви структури се състои? Какви функции изпълняват тези структури?

1) буквата А означава съдово-фиброзен сноп (вена), снопът включва съдове, ситовидни тръби и механична тъкан;
2) съдовете осигуряват транспорт на вода до листата;
3) ситовидните тръби осигуряват транспорт на органични вещества от листата до други органи;
4) механичните тъканни клетки осигуряват здравина и служат като рамка на листа.

42.Какви са характерни особеностицарството на гъбите?

Отговор:
1) тялото на гъбите се състои от нишки - хифи, образуващи мицел;
2) размножават се полово и безполово (спори, мицел, пъпкуване);
3) растат през целия живот;
4) в клетката: мембраната съдържа хитиноподобно вещество, резервно хранително вещество - гликоген.

43. В малък резервоар, образуван след наводнение на река, те откриха следните организми: ресничести чехли, дафния, бяла планария, голям блатен охлюв, циклоп, хидра. Обяснете дали това водно тяло може да се счита за екосистема. Представете поне три доказателства.

Отговор:
Посоченият временен резервоар не може да се нарече екосистема, тъй като съдържа:
1) няма производители;
2) няма декомпозитори;
3) няма затворена циркулация на веществата и хранителните вериги са нарушени.

44.Защо под турникета, който се прилага за спиране на кървене от големи кръвоносни съдове, се поставя бележка с посочване на времето, когато е поставен?

Отговор:
1) след като прочетете бележката, можете да определите колко време е изминало от прилагането на турникета;
2) ако след 1-2 часа не е било възможно пациентът да бъде доставен на лекаря, тогава турникетът трябва да се разхлаби за известно време. Това ще предотврати смъртта на тъканите.

45. Назовете структурите на гръбначния мозък, посочени на фигурата с номера 1 и 2, и опишете характеристиките на тяхната структура и функции.

Отговор:
1)1 – сиво вещество, образувано от телата на невроните;
2) 2 – бяло вещество, образувано от дълги процеси на неврони;
3) сивото вещество изпълнява рефлексна функция, бялото вещество - проводима функция.

46. ​​Каква роля играят слюнчените жлези в храносмилането при бозайниците? Избройте поне три функции.

Отговор:
1) секрецията на слюнчените жлези овлажнява и дезинфекцира храната;
2) слюнката участва в образуването на хранителния болус;
3) слюнчените ензими насърчават разграждането на нишестето.

47. В резултат на вулканична дейност в океана се е образувал остров. Опишете последователността на формиране на екосистема върху новообразувана земна маса. Моля, предоставете поне три елемента.

Отговор:
1) първите, които се заселват, са микроорганизмите и лишеите, които осигуряват образуването на почвата;
2) растенията се установяват върху почвата, чиито спори или семена се пренасят от вятъра или водата;
3) с развитието на растителността в екосистемата се появяват животни, предимно членестоноги и птици.

48. Опитните градинари прилагат торове в жлебовете, разположени по ръбовете на стволовите кръгове на овощните дървета, вместо да ги разпределят равномерно. Обясни защо.

Отговор:
1) кореновата система расте, зоната на засмукване се премества зад върха на корена;
2) корени с развита абсорбционна зона - коренови косми - са разположени по краищата на кръговете на багажника.

49.Каква модифицирана издънка е показана на фигурата? Наименувайте структурните елементи, посочени на фигурата с номера 1, 2, 3, и функциите, които изпълняват.

Отговор:
1) лук;
2)1 – сочен люсковиден лист, в който се съхраняват хранителни вещества и вода;
3)2 – допълнителни корени, осигуряващи усвояването на вода и минерали;
4)3 – пъпка, осигурява растеж на издънките.

50. Какви са особеностите на структурата и жизнените функции на мъховете? Моля, предоставете поне три елемента.

Отговор:
1) повечето мъхове са листни растения, някои от тях имат ризоиди;
2) мъховете имат слабо развита проводяща система;
3) мъховете се размножават както сексуално, така и безполово, с редуващи се поколения: сексуално (гаметофит) и безполово (спорофит); Възрастното растение мъх е полово поколение, а споровата капсула е безполова.

51. В резултат на горски пожар изгоря част от смърчовата гора. Обяснете как ще настъпи самовъзстановяването му. Избройте поне три стъпки.

Отговор:
1) първо се развиват тревисти, светлолюбиви растения;
2) след това се появяват издънки на бреза, трепетлика и бор, чиито семена паднаха с помощта на вятъра и се образува дребнолистна или борова гора.
3) под навеса на светлолюбивите видове се развиват устойчиви на сянка смърчови дървета, които впоследствие напълно изместват други дървета.

52. За да се установи причината за наследствено заболяване, клетките на пациента са изследвани и е открита промяна в дължината на една от хромозомите. Какъв метод на изследване ни позволи да установим причината за това заболяване? С какъв тип мутация се свързва?

Отговор:
1) причината за заболяването е установена с помощта на цитогенетичен метод;
2) заболяването се причинява от хромозомна мутация - загуба или добавяне на хромозомен фрагмент.

53. С коя буква на фигурата е означена бластулата в цикъла на развитие на ланцетника. Какви са особеностите на образуването на бластула?

Отговор:
1) бластулата се обозначава с буквата G;
2) бластулата се образува по време на фрагментирането на зиготата;
3) размерът на бластулата не надвишава размера на зиготата.

54. Защо гъбите се класифицират като специално царство на органичния свят?

Отговор:
1) тялото на гъбите се състои от тънки разклонени нишки - хифи, образуващи мицел или мицел;
2) мицелните клетки съхраняват въглехидрати под формата на гликоген;
3) гъбите не могат да бъдат класифицирани като растения, тъй като техните клетки нямат хлорофил и хлоропласти; стената съдържа хитин;
4) гъбите не могат да бъдат класифицирани като животни, тъй като те абсорбират хранителни вещества по цялата повърхност на тялото, а не ги поглъщат под формата на хранителни бучки.

55. В някои горски биоценози, за защита на кокошите птици, е извършен масов отстрел на дневни грабливи птици. Обяснете как това събитие се отрази на броя на пилетата.

Отговор:
1) отначало броят на пилетата се увеличава, тъй като техните врагове са унищожени (естествено регулиране на броя);
2) след това броят на пилетата намаля поради липса на храна;
3) броят на болните и отслабени индивиди се увеличи поради разпространението на болести и липсата на хищници, което също се отрази на намаляването на броя на пилетата.

56. Цветът на козината на белия заек се променя през годината: през зимата заекът е бял, а през лятото е сив. Обяснете какъв тип изменчивост се наблюдава при животното и какво определя проявата на този признак.

Отговор:
1) заекът проявява модификационна (фенотипна, ненаследствена) променливост;
2) проявлението на тази черта се определя от промените в условията на околната среда (температура, продължителност на деня).

57. Назовете етапите на ембрионалното развитие на ланцета, обозначени на фигурата с букви А и Б. Разкрийте характеристиките на формирането на всеки от тези етапи.
А Б

Отговор:
1) А - гаструла - стадий на двуслоен ембрион;
2) B - неврула, има зачатъци на бъдеща ларва или възрастен организъм;
3) гаструлата се образува чрез инвагинация на стената на бластулата, а в неврулата първо се образува невралната пластина, която служи като регулатор за образуването на други системи от органи.

58. Посочете основните характеристики на структурата и дейността на бактериите. Избройте поне четири характеристики.

Отговор:
1) бактериите са предядрени организми, които нямат оформено ядро ​​и много органели;
2) според начина на хранене бактериите са хетеротрофи и автотрофи;
3) висока скорост на размножаване чрез разделяне;
4) анаероби и аероби;
5) неблагоприятни условия се преживяват в състояние на спор.

59. По какво се различава земно-въздушната среда от водната?

Отговор:
1) съдържание на кислород;
2) разлики в температурните колебания (широка амплитуда на колебанията в земно-въздушната среда);
3) степен на осветеност;
4) плътност.

Отговор:
1) морските водорасли имат свойството да натрупват химичния елемент йод;
2) йодът е необходим за нормалната функция на щитовидната жлеза.

61.Защо клетката на ресничеста пантофка се счита за цялостен организъм? Какви органели на ресничестия чехъл са обозначени на фигурата с номера 1 и 2 и какви функции изпълняват?

Отговор:
1) ресничестата клетка изпълнява всички функции на независим организъм: метаболизъм, възпроизводство, раздразнителност, адаптация;
2) 1 - малко ядро, участва в половия процес;
3) 2 - голямо ядро, регулира жизнените процеси.

61. Какви са структурните особености и жизнените функции на гъбите? Моля, посочете поне три характеристики.

62. Обяснете как киселинният дъжд вреди на растенията. Посочете поне три причини.

Отговор:
1) директно увреждане на органите и тъканите на растенията;
2) замърсяват почвата, намаляват плодородието;
3) намаляване на продуктивността на растенията.

63.Защо на пътниците се препоръчва да смучат близалки при излитане или кацане на самолет?

Отговор:
1) бърза промяна в налягането по време на излитане или кацане на самолет причинява дискомфортв средното ухо, където първоначалният натиск върху тъпанчето продължава по-дълго;
2) преглъщащите движения подобряват достъпа на въздух до слуховата (евстахиевата) тръба, чрез която налягането в кухината на средното ухо се изравнява с налягането в околната среда.

64. Как се различава кръвоносната система на членестоногите от кръвоносната система на пръстеновидните? Посочете поне три признака, които доказват тези различия.

Отговор:
1) членестоногите имат отворена кръвоносна система, докато анелидите имат затворена кръвоносна система;
2) членестоногите имат сърце от гръбната страна;
3) анелидите нямат сърце, неговата функция се изпълнява от пръстеновиден съд.

65. Какъв вид животно е показаното на снимката? Какво се обозначава с числата 1 и 2? Назовете други представители на този тип.

Отговор:
1) към типа Coelenterates;
2)1 – ектодерма, 2 – чревна кухина;
3) коралови полипи, медузи.

66. Как се проявяват морфологичните, физиологичните и поведенческите адаптации към температурата на околната среда при топлокръвните животни?

Отговор:
1) морфологични: топлоизолационни покрития, подкожен слой мазнини, промени в повърхността на тялото;
2) физиологични: повишена интензивност на изпаряване на пот и влага по време на дишане; стесняване или разширяване на кръвоносните съдове, промени в метаболитните нива;
3) поведенчески: изграждане на гнезда, дупки, промени в ежедневната и сезонна активност в зависимост от температурата на околната среда.

67. Как се прехвърля генетичната информация от ядрото към рибозомата?

Отговор:
1) синтезът на иРНК се извършва в ядрото в съответствие с принципа на комплементарност;
2) иРНК - копие на ДНК секция, съдържаща информация за първичната структура на протеина, се движи от ядрото към рибозомата.

68. Каква е сложността на папратите в сравнение с мъховете? Дайте поне три знака.

Отговор:
1) папратите имат корени;
2) папратите, за разлика от мъховете, имат развита проводяща тъкан;
3) в цикъла на развитие на папратите безполовото поколение (спорофит) преобладава над сексуалното поколение (гаметофит), което е представено от проталуса.

69. Назовете зародишния лист на гръбначно животно, означен на фигурата с номер 3. Какъв вид тъкан и какви органи се образуват от нея.

Отговор:
1) зародишен слой - ендодерма;
2 епителна тъкан (епител на червата и дихателните органи);
3) органи: черва, храносмилателни жлези, дихателни органи, някои ендокринни жлези.

70. Каква роля играят птиците в горската биоценоза? Дайте поне три примера.

Отговор:
1) регулирайте броя на растенията (разпределете плодове и семена);
2) регулират числеността на насекомите и дребните гризачи;
3) служат за храна на хищници;
4) наторяване на почвата.

71. Каква е защитната роля на левкоцитите в човешкия организъм?

Отговор:
1) левкоцитите са способни на фагоцитоза - поглъщат и усвояват протеини, микроорганизми, мъртви клетки;
2) левкоцитите участват в производството на антитела, които неутрализират определени антигени.

72. Открийте грешки в дадения текст. Посочете номерата на изреченията, в които са направени, коригирайте ги.
Според хромозомната теория на наследствеността:
1. Гените са разположени върху хромозомите в линеен ред. 2. Всеки заема определено място – алел. 3. Гените на една хромозома образуват група на свързване. 4. Броят на групите на свързване се определя от диплоидния брой хромозоми. 5. Разрушаването на генната кохезия възниква по време на процеса на хромозомна конюгация в профазата на мейозата.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)2 - местоположение на гена - локус;
2)4 - броят на групите на свързване е равен на хаплоидния набор от хромозоми;
3)5 - прекъсване на генното свързване възниква по време на кръстосването.

73. Защо някои учени класифицират зелената еуглена като растение, а други като животно? Посочете поне три причини.

Отговор:
1) способни на хетеротрофно хранене, като всички животни;
2) способни на активно движение в търсене на храна, като всички животни;
3) съдържа хлорофил в клетката и е способен на автотрофно хранене, подобно на растенията.

74.Какви процеси протичат на етапите на енергийния метаболизъм?

Отговор:
1) на подготвителния етап сложните органични вещества се разграждат на по-малко сложни (биополимерите - на мономери), енергията се разсейва под формата на топлина;
2) в процеса на гликолиза глюкозата се разгражда до пирогроздена киселина (или млечна киселина, или алкохол) и се синтезират 2 молекули АТФ;
3) на етапа на кислорода пирогроздената киселина (пируват) се разгражда до въглероден диоксид и вода и се синтезират 36 ATP молекули.

75. В рана, образувана върху човешкото тяло, кървенето спира с времето, но може да се появи нагнояване. Обяснете на какви свойства на кръвта се дължи това.

Отговор:
1) кървенето спира поради съсирването на кръвта и образуването на кръвен съсирек;
2) нагнояването се причинява от натрупването на мъртви левкоцити, които са извършили фагоцитоза.

76. Открийте грешки в дадения текст и ги коригирайте. Посочете номерата на изреченията, в които са допуснати грешки и ги обяснете.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)2 - мономерите на протеините са аминокиселини;
3) 6-рибозомите съдържат rRNA молекули, а не tRNA.

77.Какво е късогледство? В коя част на окото се фокусира изображението при късоглед човек? Каква е разликата между вродена и придобита форма на миопия?

Отговор:
1) миопията е заболяване на органите на зрението, при което човек трудно различава отдалечени обекти;
2) при миопичен човек изображението на предметите се появява пред ретината;
3) с вродена миопия, формата на очната ябълка се променя (удължава);
4) придобитата миопия е свързана с промяна (увеличаване) на кривината на лещата.

78. Как се различава скелетът на човешката глава от скелета на главата на човекоподобните маймуни? Избройте поне четири разлики.

Отговор:
1) преобладаване на церебралната част на черепа над лицевата част;
2) намаляване на челюстния апарат;
3) наличието на изпъкналост на брадичката на долната челюст;
4)намаляване на бръчките на веждите.

79. Защо обемът на урината, отделена от човешкото тяло на ден, не е равен на обема на течността, изпита през същото време?

Отговор:
1) част от водата се използва от тялото или се образува в метаболитни процеси;
2) част от водата се изпарява през дихателните органи и потните жлези.

80. Намерете грешки в дадения текст, коригирайте ги, посочете номерата на изреченията, в които са направени, запишете тези изречения без грешки.
1. Животните са хетеротрофни организми, те се хранят с готови органични вещества. 2. Има едноклетъчни и многоклетъчни животни. 3. Всички многоклетъчни животни имат двустранна симетрия на тялото. 4. Повечето от тях са развили различни органи за движение. 5. Кръвоносна система имат само членестоноги и хордови. 6. Постембрионалното развитие при всички многоклетъчни животни е директно.

Допуснати са грешки в изреченията:
1) 3 - не всички многоклетъчни животни имат двустранна симетрия на тялото; например при коелентерните е радиален (радиален);
2) 5 - кръвоносната система също присъства в анелидите и мекотелите;
3) 6 - директното постембрионално развитие не е присъщо на всички многоклетъчни животни.

81.Какво е значението на кръвта в човешкия живот?

Отговор:
1) изпълнява транспортна функция: доставка на кислород и хранителни вещества до тъканите и клетките, отстраняване на въглероден диоксид и метаболитни продукти;
2) изпълнява защитна функция поради активността на левкоцитите и антителата;
3) участва в хуморалната регулация на жизнените функции на тялото.

82. Използвайте информация за ранните етапи на ембриогенезата (зигота, бластула, гаструла), за да потвърдите последователността на развитие на животинския свят.

Отговор:
1) етапът на зигота съответства на едноклетъчен организъм;
2) етапът на бластула, където клетките не са диференцирани, е подобен на колониалните форми;
3) ембрионът на етап гаструла съответства на структурата на коелентерата (хидра).

83. Въвеждане във вена големи дози лекарствапридружено от разреждането им с физиологичен разтвор (0,9% разтвор на NaCl). Обясни защо.

Отговор:
1) прилагането на големи дози лекарства без разреждане може да причини внезапна промянакръвен състав и необратими явления;
2) концентрацията на физиологичен разтвор (0,9% разтвор на NaCl) съответства на концентрацията на соли в кръвната плазма и не причинява смъртта на кръвните клетки.

84. Намерете грешки в дадения текст, коригирайте ги, посочете номерата на изреченията, в които са направени, запишете тези изречения без грешки.
1. Животните от вида членестоноги имат външно хитиново покритие и съчленени крайници. 2. Тялото на повечето от тях се състои от три части: глава, гърди и корем. 3. Всички членестоноги имат една двойка антени. 4. Очите им са сложни (фасетни). 5. Кръвоносната система на насекомите е затворена.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)3 - не всички членестоноги имат един чифт антени (паякообразните ги нямат, а ракообразните имат два чифта);
2)4 - не всички членестоноги имат сложни (сложни) очи: при паякообразните те са прости или отсъстват, при насекомите могат да имат прости очи заедно със сложни очи;
3)5 - кръвоносната система на членестоногите не е затворена.

85.Какви са функциите храносмилателната системачовек?

Отговор:
1)механична обработка на храни;
2) химическа обработка на храната;
3) движение на храната и отстраняване на несмлени остатъци;
4) усвояване на хранителни вещества, минерални соли и вода в кръвта и лимфата.

86. Как се характеризира биологичният прогрес при цъфтящите растения? Посочете поне три знака.

Отговор:
1) голямо разнообразие от популации и видове;
2) широко разпространение в глобус;
3) адаптивност към живот в различни условия на околната среда.

87.Защо храната трябва да се дъвче старателно?

Отговор:
1) добре сдъвканата храна бързо се насища със слюнка в устната кухина и започва да се смила;
2) добре сдъвканата храна бързо се насища с храносмилателни сокове в стомаха и червата и следователно е по-лесно смилаема.

88. Открийте грешки в дадения текст. Посочете номерата на изреченията, в които са направени, коригирайте ги.
1. Популацията е съвкупност от свободно кръстосващи се индивиди от един и същи вид, които обитават дълго време обща територия 2. Различните популации от един и същи вид са относително изолирани една от друга и техните индивиди не се кръстосват. 3. Генофондът на всички популации на един вид е еднакъв. 4. Населението е елементарна единица на еволюцията. 5. Група жаби от един и същи вид, живеещи в дълбок басейн за едно лято, представлява популация.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)2 - популациите на един вид са частично изолирани, но индивиди от различни популации могат да се кръстосват;
2)3 - генофондовете на различни популации от един и същи вид са различни;
3)5 - група жаби не е популация, тъй като група от индивиди от един и същи вид се счита за популация, ако заема едно и също пространство за голям брой поколения.

Отговор:
1) през лятото човек се поти повече;
2) минералните соли се отстраняват от тялото чрез потта;
3) подсолената вода възстановява нормалния водно-солев баланс между тъканите и вътрешната среда на тялото.

90. Как се доказва принадлежността на човек към класа на бозайниците?

Отговор:
1) сходство в структурата на системите от органи;
2) наличие на коса;
3) развитие на ембриона в матката;
4) хранене на потомството с мляко, грижа за потомството.

91. Какви процеси поддържат постоянството на химичния състав на човешката кръвна плазма?

Отговор:
1) процесите в буферните системи поддържат реакцията на средата (pH) на постоянно ниво;
2) извършва се неврохуморална регулация на химичния състав на плазмата.

92. Открийте грешки в дадения текст. Посочете номерата на изреченията, в които са направени, и ги обяснете.
1. Популацията е съвкупност от свободно кръстосващи се индивиди от различни видове, които обитават дълго време обща територия 2. Основните групови характеристики на популацията са размер, плътност, възраст, пол и пространствена структура. 3. Съвкупността от всички гени в една популация се нарича генофонд. 4. Популацията е структурна единица на живата природа. 5. Броят на населението винаги е стабилен.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)1 - популация е колекция от свободно кръстосващи се индивиди от един и същи вид, които обитават общата територия на популацията за дълго време;
2)4 - популацията е структурна единица на вида;
3)5 - числеността на населението може да се променя през различните сезони и години.

93.Какви структури на телесната покривка предпазват човешкото тяло от въздействието на температурните фактори на околната среда? Обяснете тяхната роля.

Отговор:
1) подкожната мастна тъкан предпазва тялото от охлаждане;
2) потните жлези произвеждат пот, която при изпаряване предпазва от прегряване;
3) косата на главата предпазва тялото от охлаждане и прегряване;
4) промените в лумена на кожните капиляри регулират преноса на топлина.

94. Дайте най-малко три прогресивни биологични характеристики на човек, които той е придобил в процеса на дълга еволюция.

Отговор:
1) уголемяване на мозъка и церебралната част на черепа;
2) изправена стойка и съответните промени в скелета;
3) освобождаване и развитие на ръката, противопоставяне на палеца.

95. Кое деление на мейозата е подобно на митозата? Обяснете как се изразява и до какъв набор от хромозоми в клетката води.

Отговор:
1) приликите с митозата се наблюдават при второто разделение на мейозата;
2) всички фази са подобни, сестринските хромозоми (хроматиди) се разминават към полюсите на клетката;
3) получените клетки имат хаплоиден набор от хромозоми.

96. Каква е разликата между артериално кървене и венозно кървене?

Отговор:
1) при артериално кървене кръвта е алена;
2) изстрелва от раната със силна струя, фонтан.

97. Какъв процес, протичащ в човешкото тяло, е показан на фигурата? Какво стои в основата на този процес и как се променя съставът на кръвта в резултат на това? Обяснете отговора си.
капилярна

Отговор:
1) фигурата показва диаграма на обмен на газ в белите дробове (между белодробния везикул и кръвния капиляр);
2) газообменът се основава на дифузия - проникване на газове от място с високо налягане към място с по-ниско налягане;
3) в резултат на газообмен кръвта се насища с кислород и се превръща от венозна (А) в артериална (В).

98. Какво е въздействието на физическата липса на активност (ниско физическа дейност) върху човешкото тяло?

Отговор:
липсата на физическа активност води до:
1) до намаляване на нивото на метаболизма, увеличаване на мастната тъкан, наднормено телесно тегло;
2) отслабване на скелетните и сърдечните мускули, повишено натоварване на сърцето и намалена издръжливост на тялото;
3) застой на венозна кръв в долните крайници, вазодилатация, нарушения на кръвообращението.

(Допуска се друга формулировка на отговора, без да се изкривява смисълът му.)

99.Какви характеристики имат растенията, живеещи в сухи условия?

Отговор:
1) кореновата система на растенията прониква дълбоко в почвата, достига подпочвените води или се намира в повърхностния слой на почвата;
2) при някои растения водата се съхранява в листата, стъблата и други органи по време на суша;
3) листата са покрити с восъчно покритие, космат или модифицирани в бодли или игли.

100. Каква е причината за необходимостта от навлизане на железни йони в човешката кръв? Обяснете отговора си.

Отговор:
2) червените кръвни клетки осигуряват транспорт на кислород и въглероден диоксид.

101. Чрез какви съдове и какъв вид кръв преминават камерите на сърцето, означени на фигурата с номера 3 и 5? С коя кръвоносна система е свързана всяка от тези сърдечни структури?

Отговор:
1) камерата, отбелязана с номер 3, получава венозна кръв от горната и долната празна вена;
2) камерата, обозначена с числото 5, получава артериална кръв от белодробните вени;
3) сърдечната камера, означена с цифрата 3, е свързана със системното кръвообращение;
4) сърдечната камера, означена с числото 5, е свързана с белодробната циркулация.

102. Какво представляват витамините, каква е тяхната роля в живота на човешкия организъм?

Отговор:
1) витамини - биологично активни органични вещества, необходими в малки количества;
2) влизат в състава на ензими, участващи в метаболизма;
3) повишава устойчивостта на организма към неблагоприятни влияния на околната среда, стимулира растежа, развитието на тялото, възстановяването на тъканите и клетките.

103. Формата на тялото на пеперудата Калима наподобява лист. Как пеперудата е развила такава форма на тялото?

Отговор:
1) появата на различни наследствени промени при индивидите;
2) запазване чрез естествен подбор на индивиди с променена форма на тялото;
3) размножаване и разпространение на индивиди с форма на тялото, наподобяваща лист.

104. Каква е природата на повечето ензими и защо те губят своята активност, когато нивото на радиация се увеличи?

Отговор:
1) повечето ензими са протеини;
2) под въздействието на радиация настъпва денатурация, структурата на протеиновия ензим се променя.

105. Открийте грешки в дадения текст. Посочете номерата на предложенията, в които са направени, коригирайте ги.
1. Растенията, като всички живи организми, се хранят, дишат, растат и се размножават. 2. Според начина на хранене растенията се класифицират като автотрофни организми. 3. Когато растенията дишат, те абсорбират въглероден диоксид и отделят кислород. 4. Всички растения се размножават чрез семена. 5. Растенията, както и животните, растат само през първите години от живота си.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)3 - когато растенията дишат, те абсорбират кислород и отделят въглероден диоксид;
2)4 - само цъфтящите и голосеменните се размножават чрез семена, а водораслите, мъховете и папратите се размножават чрез спори;
3)5 - растенията растат през целия си живот, имат неограничен растеж.

106. Каква е причината за необходимостта от навлизане на железни йони в човешката кръв? Обяснете отговора си.

Отговор:
1) железните йони са част от хемоглобина на еритроцитите;
2) хемоглобинът на еритроцитите осигурява транспортирането на кислород и въглероден диоксид, тъй като е в състояние да се свързва с тези газове;
3) доставката на кислород е необходима за енергийния метаболизъм на клетката, а въглеродният диоксид е нейният краен продукт, който трябва да бъде отстранен.

107. Обяснете защо хората от различни раси се класифицират като един и същи вид. Представете поне три доказателства.

Отговор:
1) сходство в структурата, жизнените процеси, поведението;
2) генетично единство - един и същ набор от хромозоми, тяхната структура;
3) междурасовите бракове създават потомство, способно да се възпроизвежда.

108. В древна Индия на човек, заподозрян в престъпление, предлагали да погълне шепа сух ориз. Ако не успееше, вината се считаше за доказана. Дайте физиологична основа за този процес.

Отговор:
1) преглъщането е сложен рефлексен акт, който е придружен от слюноотделяне и дразнене на корена на езика;
2) при силно вълнение, слюноотделянето е рязко инхибирано, устата става суха и рефлексът за преглъщане не се появява.

109. Открийте грешки в дадения текст. Посочете номерата на изреченията, в които са направени, и ги обяснете.
1. Хранителната верига на биогеоценозата включва производители, консументи и разлагащи. 2. Първото звено в хранителната верига са потребителите. 3. Консуматорите на светлина акумулират енергия, погълната в процеса на фотосинтеза. 4. В тъмната фаза на фотосинтезата се отделя кислород. 5. Разлагащите вещества допринасят за освобождаването на енергия, натрупана от потребителите и производителите.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)2 - първата връзка са производителите;
2)3 - консуматорите не са способни на фотосинтеза;
3)4 - кислородът се отделя в светлинната фаза на фотосинтезата.

110.Какви са причините за анемията при хората? Избройте поне три възможни причини.

Отговор:
1) голяма загуба на кръв;
2) недохранване (липса на желязо и витамини и др.);
3) нарушаване на образуването на червени кръвни клетки в хемопоетичните органи.

111. Мухата оса е подобна по цвят и форма на тялото на осата. Назовете вида на защитното му устройство, обяснете значението му и относителния характер на адаптацията.

Отговор:
1) тип адаптация - мимикрия, имитация на цвета и формата на тялото на незащитено животно към защитено;
2) приликата с оса предупреждава евентуален хищник за опасността от ужилване;
3) мухата става плячка за млади птици, които все още не са развили рефлекс към осата.

112. Направете хранителна верига, като използвате всички изброени по-долу обекти: хумус, кръстосан паяк, ястреб, голям синигер, домашна муха. Идентифицирайте потребители от трети ред в изградената верига.

Отговор:
1) хумус -> домашна муха -> кръстосан паяк -> голям синигер -> ястреб;
2) консуматор от трети разред - големият синигер.

113. Открийте грешки в дадения текст. Посочете номерата на изреченията, в които са допуснати грешки, коригирайте ги.
1. Анелидите са най-добре организираната животинска част от другите видове червеи. 2. Анелидите имат отворена кръвоносна система. 3. Тялото на пръстеновидния червей се състои от еднакви сегменти. 4. Анелидите нямат телесна кухина. 5. Нервна системаанелидите са представени от перифарингеалния пръстен и дорзалната нервна връв.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)2 - Анелидите имат затворена кръвоносна система;
2)4 - Анелидите имат телесна кухина;
3)5 - нервната верига е разположена от вентралната страна на тялото.

114. Посочете поне три ароморфози в сухоземните растения, които са им позволили да бъдат първите, които са разработили земя. Обосновете отговора си.

Отговор:
1) появата на покривна тъкан - епидермиса с устицата - улесняваща защитата от изпаряване;
2) появата на проводяща система, която осигурява транспортирането на вещества;
3) развитие на механична тъкан, която изпълнява поддържаща функция.

115. Обяснете защо има голямо разнообразие от торбести бозайници в Австралия и липсата им на други континенти.

Отговор:
1) Австралия, отделена от другите континенти по време на разцвета на торбестите преди появата на плацентните животни (географска изолация);
2) природните условия на Австралия допринесоха за разминаването на характерите на торбестите и активното видообразуване;
3) на други континенти торбестите са заменени от плацентарни бозайници.

116. В какви случаи промяната в последователността на ДНК нуклеотидите не засяга структурата и функциите на съответния протеин?

Отговор:
1) ако в резултат на нуклеотидна замяна се появи друг кодон, кодиращ същата аминокиселина;
2) ако кодонът, образуван в резултат на нуклеотидна замяна, кодира различна аминокиселина, но с подобни химични свойства, която не променя структурата на протеина;
3) ако настъпят нуклеотидни промени в междугенни или нефункциониращи ДНК региони.

117. Защо връзката между щука и костур в речната екосистема се счита за конкурентна?

Отговор:
1) са хищници, хранят се с подобна храна;
2) живеят в едно и също водно тяло, се нуждаят от подобни условия на живот, взаимно се потискат.

118. Открийте грешки в дадения текст. Посочете номерата на изреченията, в които са допуснати грешки, коригирайте ги.
1. Основните класове на типа членестоноги са ракообразни, паякообразни и насекоми. 2. Насекомите имат четири чифта крака, а паякообразните имат три чифта. 3. Раците имат прости очи, а паякът кръст е сложен. 4. Паякообразните имат арахноидни брадавици на корема си. 5. Кръстосаният паяк и лебедката дишат с помощта на белодробни торбички и трахеи.

Допуснати са грешки в изреченията:
1)2 - насекомите имат три чифта крака, а паякообразните имат четири чифта;
2)3 - ракът има сложни очи, а паякът кръстосан има прости очи;
3)5 - лебедката няма белодробни торбички, а само трахея.

119. Какви са особеностите на структурата и жизнените функции на манатарките? Назовете поне четири характеристики.

Отговор:
1) имат мицел и плодно тяло;
2) размножават се чрез спори и мицел;
3) според начина на хранене - хетеротрофи;
4) повечето образуват микориза.

120.Какви ароморфози са позволили на древните земноводни да развият земя.

Отговор:
1) появата на белодробно дишане;
2) образуване на разчленени крайници;
3) появата на трикамерно сърце и два кръга на кръвообращението.

121. Защо броят на търговските тревопасни риби може рязко да намалее, когато хищните риби са унищожени в резервоар?

Отговор:
1) унищожаването на хищници води до рязко увеличаване на броя на тревопасните риби и засилване на конкуренцията между тях;
2) голям брой тревопасни риби допринася за намаляване на хранителните запаси, разпространението на различни заболявания сред тях, което ще доведе до масова смърт на риба.

122. Открийте грешки в дадения текст и ги поправете. Посочете номерата на изреченията, в които са допуснати грешки и ги обяснете.
1. Белтъците са от голямо значение за структурата и функционирането на организмите. 2. Това са биополимери, чиито мономери са азотни основи. 3. Протеините са част от плазмената мембрана. 4. Много протеини изпълняват ензимни функции в клетката. 5. Наследствената информация за характеристиките на организма е зашифрована в белтъчните молекули. 6. Протеинови и тРНК молекули са част от рибозомите.

допуснати са грешки в изреченията:
1) 2 - аминокиселините са мономерите на протеините;
2)5 - наследствената информация за характеристиките на даден организъм е криптирана в ДНК молекули;
3)6 - рибозомите съдържат rRNA молекули, а не tRNA.

123. По какво царството на гъбите се различава от царството на растенията? Назовете поне три знака.

Отговор:
1) гъбите са хетеротрофи, неспособни на фотосинтеза;
2) гъбите се различават по структурата и химичния състав на клетката: те нямат хлоропласти, клетъчната стена съдържа хитин, а резервното хранително вещество е гликоген;
3) тялото на гъбите се образува от хифи.

124. В индустриалните райони на Англия през 19-20 век броят на пеперудите от брезов молец с тъмно оцветени крила се е увеличил в сравнение със светло оцветените. Обяснете това явление от гледна точка на еволюционната теория и определете формата на подбор.

Отговор:
1) както светлите, така и тъмните форми се раждат в потомството на популация от пеперуди;
2) в промишлени зони, замърсени със сажди, птиците елиминират светлооцветени индивиди от потъмнели стволове, така че след няколко поколения тъмните пеперуди са станали преобладаваща форма в популациите;
3) промените в цвета на популациите на пеперудите са проява на движещата форма на естествения подбор.

125.Какви характеристики на хромозомите осигуряват предаването на наследствена информация?

Отговор:
1) съдържат ДНК, в която е кодирана наследствена информация;
2) способен на самоудвояване поради репликация на ДНК;
3) могат да бъдат равномерно разпределени в клетките по време на деленето, осигурявайки непрекъснатост на характеристиките.

126. Защо човек отглежда малки насекоми от разред Hymenoptera - яйцеяди и ихневмониди - в специални лаборатории?

Отговор:
1) тези хищни насекоми снасят яйцата си в яйцата и ларвите на насекоми вредители;
2) по този начин те намаляват броя на насекомите - селскостопански вредители.

127. Защо човек яде протеини под формата на месо, риба, яйца без опасни последици, но при никакви обстоятелства протеините не трябва да се инжектират директно в кръвния поток за хранене на пациенти?

Отговор:
1) протеини в храносмилателен тракт, в стомаха, в кисела среда, те се разграждат до аминокиселини от ензими пептидаза;
2) аминокиселините навлизат в кръвния поток и се пренасят в тъканните клетки;
3) въвеждането на чужди протеини в кръвта ще предизвика имунна реакция, отхвърляне и дори е възможна смърт на пациента.

Днес ще говорим за организми, които използват слънчевата енергия в живота си. За целта трябва да се докоснем до наука като биоенергията. Тя изучава начините за преобразуване на енергия от живите организми и използването й в процеса на живот. Биоенергетиката се основава на термодинамиката. Тази наука описва механизмите за преобразуване на различни видове енергия една в друга. Включително използването и преобразуването на слънчевата енергия от различни организми. С помощта на термодинамиката е възможно напълно да се опише енергийният механизъм на процесите, протичащи около нас. Но с помощта на термодинамиката е невъзможно да се разбере природата на определен процес. В тази статия ще се опитаме да обясним механизма за използване на слънчевата енергия от живите организми.

За да опишем трансформацията на енергията в живите организми или други обекти на нашата планета, трябва да ги разгледаме от гледна точка на термодинамиката. Тоест система, която обменя енергия с околната среда и обекти. Те могат да бъдат разделени на следните системи:

• Затворен;
• Изолиран;
• Отворете.

Живите организми, обсъдени в тази статия, са отворени системи. Те провеждат непрекъснат обмен на енергия с операционната система и околните обекти.Заедно с водата, въздуха, храната в тялото влизат всякакви химични вещества, които се различават от него химичен състав. Веднъж попаднали в тялото, те се подлагат на дълбока обработка. Те преминават през поредица от промени и стават подобни на химическия състав на тялото. След това те временно стават част от тялото.

След известно време тези вещества се разрушават и осигуряват на тялото енергия. Продуктите от тяхното разграждане се отстраняват от тялото. Тяхното място в тялото се заема от други молекули. В този случай целостта на структурата на тялото не е нарушена. Такава асимилация и обработка на енергията в тялото осигурява обновяване на тялото. Енергийният метаболизъм е необходим за съществуването на всички живи организми. Когато процесите на преобразуване на енергията в тялото спрат, то умира.

Слънчевата светлина е източникът на биологична енергия на Земята. Ядрената енергия от Слънцето произвежда лъчиста енергия. Водородните атоми в нашата звезда се превръщат в He атоми в резултат на реакцията. Освободената по време на реакцията енергия се освобождава под формата на гама лъчение. Самата реакция изглежда така:

4H? He4 + 2e + hv, където

v е дължината на вълната на гама лъчите;

h е константата на Планк.

Впоследствие, след взаимодействието на гама лъчение и електрони, се освобождава енергия под формата на фотони. Тази светлинна енергия се излъчва от небесното тяло.

Когато слънчевата енергия достигне повърхността на нашата планета, тя се улавя и преобразува от растенията. В тях слънчевата енергия се преобразува в химична енергия, която се съхранява под формата на химични връзки.Това са връзките, които свързват атомите в молекулите. Пример за това е синтезът на глюкоза в растенията. Първият етап от това преобразуване на енергия е фотосинтезата. Растенията го доставят с хлорофил. Този пигмент осигурява преобразуването на лъчистата енергия в химическа енергия. Въглехидратите се синтезират от H 2 O и CO 2. Това осигурява растеж на растенията и пренос на енергия към следващия етап.

Следващият етап на пренос на енергия се осъществява от растения към животни или бактерии. На този етап енергията на въглехидратите в растенията се превръща в биологична енергия. Това се случва по време на окисляването на растителните молекули. Количеството получена енергия съответства на количеството, изразходвано за синтез. Част от тази енергия се превръща в топлина. В резултат на това енергията се съхранява във високоенергийни връзки на аденозин трифосфат. Така че слънчевата енергия, преминавайки през поредица от трансформации, се появява в живите организми в различна форма.

Тук си струва да отговорите на често задавания въпрос: „Коя органела използва енергията на слънчевата светлина?“ Това са хлоропласти, участващи в процеса на фотосинтеза. Те го използват, за да синтезират органични вещества от неорганични вещества.

Непрекъснатият поток от енергия е същността на всички живи същества. Постоянно се движи между клетките и организмите. На клетъчно ниво има ефективни механизми за преобразуване на енергията. Има 2 основни структури, в които се извършва преобразуване на енергия:

• хлоропласти;
• Митохондриите.

Хората, както и другите живи организми на планетата, попълват енергийните си запаси от храни. При това част от консумираните продукти са от растителен произход (ябълки, картофи, краставици, домати), а част от животински (месо, риба и други морски дарове). Животните, които ядем, също получават енергия от растенията. Следователно цялата енергия, която тялото ни получава, се преобразува от растенията. И за тях се появява в резултат на преобразуването на слънчевата енергия.

Според вида на производството на енергия всички организми могат да бъдат разделени на две групи:

• Фототрофи. Черпете енергия от слънчевата светлина;
• Хемотрофи. Те получават енергия по време на редокс реакция.

Тоест слънчевата енергия се използва от растенията, а животните получават енергия, която е в органични молекули, когато ядат растения.

Как се преобразува енергията в живите организми?

Има 3 основни вида енергия, преобразувана от организмите:

• Преобразуване на лъчиста енергия. Този вид енергия носи слънчева светлина. В растенията лъчистата енергия се улавя от пигмента хлорофил. В резултат на фотосинтезата тя се превръща в химическа енергия. Това от своя страна се използва в процеса на синтез на кислород и други реакции. Слънчевата светлина носи кинетична енергия, а при растенията се превръща в потенциална енергия. Полученият енергиен резерв се съхранява в хранителни вещества.Например във въглехидратите;
• Преобразуване на химична енергия. От въглехидрати и други молекули се превръща в енергия на високоенергийни фосфатни връзки. Тези трансформации се извършват в митохондриите.
• Преобразуване на енергията на високоенергийни фосфатни връзки. Той се консумира от клетките на живия организъм за извършване на различни видове работа (механична, електрическа, осмотична и др.).

По време на тези трансформации част от енергийния резерв се губи и се разсейва под формата на топлина.

Използване на съхранената енергия от организмите

В процеса на метаболизма тялото получава енергиен резерв, който се изразходва за извършване на биологична работа. Това може да бъде лека, механична, електрическа, химическа работа. И тялото изразходва много голяма част от енергията си под формата на топлина.

Основните видове енергия в тялото са описани накратко по-долу:

• Механични. Характеризира движението на макротелата, както и механичната работа на тяхното движение. Тя може да бъде разделена на кинетична и потенциална. Първият се определя от скоростта на движение на макротелата, а вторият от тяхното разположение едно спрямо друго;
• химически. Определя се от взаимодействието на атомите в молекулата. Това е енергията на електроните, които се движат в орбитите на молекулите и атомите;
• Електрически. Това е взаимодействието на заредените частици, което ги кара да се движат в електрическо поле;
• Осмотичен. Консумира се при движение срещу концентрационния градиент на молекулите на веществото;
• Регулаторна енергия.
• Термичен. Определя се от хаотичното движение на атомите и молекулите. Основната характеристика на това движение е температурата. Този вид енергия е най-девалвирана от всички изброени по-горе.

Връзката между температурата и кинетичната енергия на атома може да се опише със следната формула:

E h = 3/2rT, където

r е константата на Болцман (1,380*10 -16 erg/deg).

Как се освобождава енергия от хранителни вещества?

Има 3 конвенционални стъпки в процеса на извличане на енергия от хранителни вещества;

• Подготвителен. Тази стъпка е необходима за превръщане на биополимерите в хранителни клетки в мономери. Тази форма е най-добра за извличане на енергия. Този процес (хидролиза) се случва в червата или вътрешно. Хидролизата протича с участието на лизозоми и цитоплазмени ензими. Енергийната стойност на този етап е нула. На този етап се освобождава 1 процент от енергийната стойност на субстратите и цялата се губи като топлина;
• На втория етап мономерите се разлагат частично, за да образуват междинни продукти. Образуват се киселини от цикъла на Кребс и ацетил-КоА. Броят на първоначалните субстрати на този етап се намалява до три и се освобождава до 20 процента от енергийния резерв на субстратите. Процесът протича анаеробно, тоест без достъп на кислород. Енергията се съхранява частично във фосфатните връзки на АТФ, а останалата част се изразходва под формата на топлина. Разграждането на мономерите се извършва в хиалоплазмата, а останалите процеси се случват в митохондриите;
• На финален етапмономерите се разлагат до H 2 O и CO 2 в реакция, включваща кислород. Биологичното окисление протича с пълно освобождаване на енергийните резерви. От трите три метаболита, които са присъствали на предишния етап, остава само Н2. Той е универсално гориво в дихателната верига. На този етап се освобождават останалите 80 процента от енергийния резерв. Част от енергията излиза като топлина, а останалата част се съхранява във фосфатни връзки. Всички реакции на този етап протичат в митохондриите.

Освобождаването на енергия в живите клетки става постепенно.На всички етапи на екскреция може да се натрупва в химична форма, удобна за клетките на веществото. Енергийната структура на клетката включва 3 различни функционални блока, в които протичат различни процеси:

• I-процеси (образуване на окислителни субстрати, които съответстват на окислителния ензим в клетките);
• Блок S-H 2 (оксидиращ субстрат);
• Процеси на генериране на водород. Изходът е KH 2 (водород с коензим).

Тези сложни многоетапни процеси протичат по време на трансформацията на слънчевата енергия в растенията и живите организми.
Ако сте намерили тази статия за полезна, моля, споделете връзката към нея в социалните мрежи. Това ще помогне за развитието на сайта. Гласувайте в анкетата по-долу и оценете материала! Моля, оставете корекции и допълнения към статията в коментарите.

Публикувано в