Подробное решение параграф § 5 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов A.M. Углубленный уровень 2019
Вопрос 1. Что означают понятия «вещество» и «физическое тело»?
Вещество — это то, из чего состоят все физические тела в мире. Простые вещества состоят из атомов: соединений электронов, протонов и нейтронов. Атомами, в свою очередь, представлены элементы. Одни вещества имеют лишь один протон в ядре (водород), а другие сотню и больше. На сегодняшний день известно более 20 млн. веществ. Многие из них представлены в природе. В сотни раз больше веществ применяют и извлекают ученые.
Физическое тело — материальный объект, имеющий постоянные: массу, форму (причём, как правило, простую), а также соответствующий ей объём; и отделенный от других тел внешней границей раздела.
Вопрос 2. Что такое система? Чем открытые системы отличаются от закрытых?
Система — совокупность функционально связанных элементов или процессов, объединенных в целое для достижения результата и обособленная от окружающей среды.
Закрытая система не зависит от окружающей среды, отделена от нее и не взаимодействует с ней — это самодостаточное целое.
Открытая система находится в постоянном взаимодействии и обмене с внешней средой, от которой зависит ее функционирование. Она способна приспосабливаться к изменившимся внешним условиям своего существования, изменяя свою структуру.
Вопрос 3. О чём говорят законы сохранения массы вещества и превращения энергии, открытые в результате естественнонаучных исследований?
Из закона сохранения массы вещества следует, что вещества не могут возникать из ниоткуда и из ничего или превращаться в ничто. Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе продуктов реакции.
Закон сохранения и превращения энергии — это общий закон природы, согласно которому энергия любой замкнутой системы, при всех процессах, происходящих в системе, остаётся постоянной. Энергия может только превращаться из одной формы в другую и перераспределяться между частями системы. Для незамкнутой системы увеличение /уменьшение её энергии равно убыли /возрастанию энергии взаимодействующих с ней тел и физических полей.
Вопрос 4. Какие уровни организации живого выделяют в биологии?
Учёные выделяют несколько уровней организации биологических систем, в частности: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно — видовой, экосистемный и биосферный. Однако следует заметить, что часто выделяют и другие уровни организации, такие, как уровень сообщества (консорции), органов и тканей (его вы подробно изучали в 8 классе), клеточных органоидов и т. п., — это переходные уровни между шестью основными.
Вопрос 5. Что является материальной основой существования биологических систем?
Фундаментальной характеристикой биологических систем является их материальная природа, а также использование энергии для осуществления своей жизнедеятельности.
Вопрос 6. Что такое генетическая информация и какое значение она имеет для биологической системы любого уровня организации? Приведите примеры.
Генетическая информация — это такая наследственная информация, которая состоит из набора генов, каждый из которых отвечает за определенные особенности строения и функционирования организма, носителем которой является ДНК (у некоторых вирусов — РНК).
Генетическая информация обусловливает особенности строения биологической системы, а точнее, её элементарного структурного и функционального компонента, т. е. клетки.
Генетическая информация определяет морфологическое строение, рост, развитие, обмен веществ, психический склад, предрасположенность к заболеваниям и генетические пороки организма.
Вопрос 7. Что позволяет компонентам биологической системы взаимодействовать как единое целое? Какие механизмы лежат в основе этих процессов?
Взаимодействие между компонентами системы позволяет компонентам биологической системы взаимодействовать как единое целое.
В основе взаимодействия лежат различные процессы саморегуляции, основанные на механизме обратной связи.
Вопрос 8. Какая фундаментальная идея лежит в основе научного объяснения единства и многообразия жизни?
Фундаментальная идея, которая лежит в основе научного объяснения единства и многообразия жизни, заключается в том, что все организмы, жившие и живущие в настоящее время на Земле, являются модифицированными потомками их общих предков.
Вопрос 9. Используя рисунок 9, опишите последовательность, изображающую восходящую иерархию биологических систем, начиная с молекулярного уровня. Например, «молекула состоит из атомов, соединённых друг с другом».
Я думаю, что имеется ввиду рис.10.
1. Из атомов, соединённых друг с другом состоит молекула.
1.1. Из молекул состоят биополимеры, из которых состоят органоиды клеток.
2. Из определенного набора органоидов, состоит клетка.
3. Ткани состоят из совокупности клеток и межклеточного вещества, объединённых общим происхождением, строением и выполняемыми функциями.
4. Орган состоит из обособленной совокупности различных типов клеток и тканей, выполняющих определённую функцию в живом организме.
5. Из органов и систем органов образуется организм (особь) определенного вида, который представляет собой целостную и самовоспроизводящуюся систему. У микроорганизмов организменный уровень совпадает с клеточным.
6. Популяция состоит из особей одного вида, относительно изолированных от групп этого же вида.
7. Популяции объединяются в совокупности — сообщества (биоценозы).
8. Экосистемы состоят из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.
9. Биосферный уровень охватывает все явления жизни на Земле, которые объединяет биотический обмен веществ и энергии.
Вопрос 10. Какое значение имеет изучение свойств биологических систем на различных уровнях организации?
Различные уровни организации формируют сложное иерархическое строение, когда нижележащие более простые уровни определяют свойства вышележащих. Но каждый из уровней организации имеет особенности, которые лишь частично можно объяснить, исходя из особенностей низшего уровня. Другими словами, свойства целого не равны сумме свойств его частей. Эта закономерность известна как принцип эмерджентности систем: при объединении компонентов в более крупные функциональные единицы, возникают качественно новые (эмерджентные) свойства, которые невозможно предсказать, исходя из свойств компонентов. Итак, свойства системы определенного уровня организации является суммой совокупных свойств ее компонентов и эмерджентных свойств, возникающих в результате взаимодействия этих компонентов.
Проще говоря, на каждом уровне возникают новые свойства живого, отсутствующие на нижележащем уровне, выделяются свои элементарные явления и элементарные единицы, поэтому стоит изучать свойства биологических систем на различных уровнях организации.
Вопрос 11. Почему владение фундаментальными положениями (понятиями) биологической науки, как правило, позволяет оценить достоверность биологической информации, получаемой из различных информационных источников?
Владение Вами фундаментальными положениями (понятиями) биологической науки позволят Вам в любых источниках информации заметить искажённые или ложные данные, факты, ошибочное употребление единиц информации (цифры, буквы, символа). Владение понятиями позволит также выявить недостоверность информации, её неадекватность; рассмотреть некомпетентность источника. Поэтому владение понятиями биологической науки очень важно для получения качественной информации.
Вопрос 12. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 «Механизмы саморегуляции».
Цель: провести исследование функций своего организма и объяснить полученные результаты с позиции понимания сущности механизмов саморегуляции.
Ход работы:
1. Измерьте собственный пульс, находясь в состоянии покоя. Запишите результат в тетрадь.
2. Сделайте десять интенсивных и глубоких приседаний. Повторно измерьте пульс. Запишите полученные данные в тетрадь.
3. Сравните полученные результаты и сделайте вывод.
Например, мой пульс в покое — 55 ударов в минуту. После нагрузки — 95 уд. в мин. При сравнении двух показателей, мы видим, что после нагрузки пульс участился.
Вывод: здесь срабатывает один из механизмов саморегуляции, который позволяет сохранять доставку достаточного количества кислорода к органам, тканям и клеткам при любых физических нагрузках.
Кислород переносит эритроциты по кровеносным сосудам. Когда человек испытывает нагрузки, количество кислорода требуется в организм больше, значит, и количество эритроцитов будет увеличиваться, вместе с током крови. Отсюда усиливается частота сердцебиения, увеличивается пульс.