2. Прогноз результатов эксперимента: Животные и человек
Испытуемый пробежал 3 километра в быстром темпе. Как после этого изменились объем крови в сосудах скелетных мышц и объем крови в сосудах стенок желудка испытуемого. Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Объем крови в сосудах скелетных мышц | Объем крови в сосудах стенок желудка |
|---|---|
При физической нагрузке мышцы работают интенсивно и требуют больше кислорода и питательных веществ. Происходит расширение просвета сосудов мышц → туда перераспределяется кровоток.
При беге пищеварение неактивно, желудок не в приоритете. Сосуды органов пищеварения сужаются (вазоконстрикция), чтобы перераспределить кровь к мышцам.
При исследовании крови пациента ему был поставлен диагноз — воспаление мочевыводящих путей. Как изменилось количество эритроцитов и лейкоцитов в анализе крови? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Эритроциты | Лейкоциты |
|---|---|
При воспалении активируется иммунная система, что приводит к повышению уровня лейкоцитов. Эритроциты же не связаны напрямую с воспалительным процессом, поэтому их уровень обычно остаётся стабильным.
В исследовании учёный проводил наблюдение за внешними изменениями личинки травяной лягушки в процессе онтогенеза. Как в процессе наблюдения изменились размеры передних конечностей и хвоста у головастика? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Размер передних конечностей | Размер хвоста |
|---|---|
Головастик в начале не имеет конечностей. В процессе метаморфоза у него появляются и растут конечности — сначала задние, затем передние. Следовательно, размер передних конечностей увеличивается.
У головастика хвост — основной орган движения. По мере превращения в лягушку хвост редуцируется и исчезает, значит, что размер хвоста уменьшается.
Экспериментатор наблюдал за биологическими процессами в организме лошади при её переходе с ходьбы на галоп. Как при этом переходе у лошади изменяются показатели объёма сердечного выброса и скорость проведения нервного импульса? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Объем сердечного выброса | Скорость проведения нервного импульса |
|---|---|
Объём сердечного выброса увеличивается, так как усиливается кровообращение при нагрузке. Скорость проведения нервного импульса не меняется, поскольку это биофизическое свойство нервной ткани.
В исследовании учёный измерял параметры кожи человека при различной освещённости. Как при увеличении времени пребывания на солнце изменится толщина эпидермиса и количество меланина в нём? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Толщина эпидермиса | Количество меланина |
|---|---|
Меланоциты активируются, но структурная толщина эпидермиса остаётся примерно прежней при умеренном режиме пребывания на солнце. При активном солнечном свете усиливается синтез меланина в меланоцитах (вот почему кожа темнеет — загар) как защитная реакция кожи на УФ-излучение.
В эксперименте исследователь определял содержание газов в крови человека по мере её движения по сосудам большого круга кровообращения. Как изменяется содержание кислорода и углекислого газа в венозной крови относительно артериальной? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Содержание кислорода | Содержание углекислого газа |
|---|---|
Артериальная кровь (после лёгких) богата кислородом, который по мере движения по большому кругу отдаётся тканям Следовательно, в венозной крови его становится меньше.
В тканях образуется углекислый газ как продукт обмена. Он накапливается в крови, переходя из тканей в капилляры, поэтому в венозной крови углекислого газа больше, чем в артериальной.
Экспериментатор поместил куриную кость на несколько дней в 3%-ный раствор соляной кислоты. Как изменилось количество белков и солей кальция в кости за это время? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Количество белков | Количество солей кальция |
|---|---|
Основной белковый компонент кости — коллаген, входящий в органическую матрицу. Соляная кислота растворяет минеральные соли, но не разрушает белки. Поэтому количество белков не изменяется.
Соляная кислота активно вытесняет ионы кальция из костной ткани, разрушая минеральный компонент (гидроксиапатит). Это делает кость мягкой и гибкой, следовательно, количество солей кальция уменьшается.
Экспериментатор исследовал воздействие медикаментов, основанное на эффекте плацебо (убеждённости человека, что он принимает настоящее лекарство), на работу сердца. Как изменится частота сердцебиения у собаки при приёме животным одной разовой дозы медикамента и после его многократных приёмов? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Частота сердечных сокращений после разового приёма | Частота сердечных сокращений после многократного приёма |
|---|---|
Плацебо действует через психику и убеждение, а у собак нет осознанного ожидания эффекта. Следовательно, ни однократный, ни многократный приём не оказывает реального физиологического действия. Физиология сердца (в частности ЧСС) не изменяется, т. к. отсутствует фармакологический эффект и психологическая установка, как у человека.
В эксперименте исследователь определял важнейшие физические параметры крови, движущейся по сосудам большого круга кровообращения у человека. Как изменились давление крови и её линейная скорость при движении от капилляров скелетных мышц до правого предсердия? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Давление крови | Линейная скорость крови |
|---|---|
В капиллярах давление ещё относительно высокое. По мере продвижения к венулам, венам и, наконец, к правому предсердию давление постепенно снижается, достигая минимума в месте впадения в сердце.
В капиллярах кровь течёт медленно — это обеспечивает время для обмена веществ. В венулах и венах включаются мышечный насос и клапанный аппарат вен. Суммарный диаметр сосудов уменьшается, и скорость возрастает.
Экспериментатор исследовал биологические процессы в организме спортсмена при его переходе от интенсивной тренировки к периоду восстановления. Как при этом переходе у спортсмена изменились артериальное давление и скорость проведения нервного импульса по миелиновым волокнам? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Артериальное давление | Скорость проведения нервного импульса |
|---|---|
Во время тренировки давление повышается (увеличивается ЧСС и сила сокращения сердца). При переходе к восстановлению симпатическая активность снижается, наступает расслабление сосудов, ЧСС снижается.
Скорость проведения импульса — это анатомо-физиологическое свойство, зависящее от толщины миелиновой оболочки и диаметра аксона. Она не зависит от фазы нагрузки или восстановления у здорового человека.
В эксперименте исследователь поместил кусочек печени крысы в дистиллированную воду. Как при этом изменились объём клеток печени и концентрация в них минеральных солей через некоторое время после начала эксперимента? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Объем клеток печени | Концентрация минеральных солей в клетках |
|---|---|
Дистиллированная вода — это гипотонический раствор (почти нулевая концентрация солей). Вода по осмосу поступает в клетки, где концентрация веществ выше. В результате клетки набухают, объём увеличивается.
Вода заходит в клетки, разбавляя находящиеся там минеральные соли. Следовательно, концентрация солей уменьшается (хотя абсолютное количество солей не меняется).
Экспериментатор наблюдал за изменением кислотности в желудке у пациента, который съел куриную котлету. Как при этом изменилось количество кислоты и пептидов в желудке пациента? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Количество кислоты | Количество пептидов |
|---|---|
Куриная котлета содержит белки. При поступлении белков в желудок активируется секреция соляной кислоты, так как это нужно для создания кислой среды → активация пепсина.
Под действием пепсина белки начинают расщепляться на пептиды. Куриная котлета содержит много белка → активное пищеварение → пептидов становится больше.
В эксперименте исследователь определял изменения химического состава в бедренной кости курицы до и после помещения кости на несколько дней в 3%-ный раствор соляной кислоты. Как при этом изменится количество органических и неорганических веществ в этой кости до и после её нахождения в растворе соляной кислоты? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Количество органических веществ | Количество неорганических веществ |
|---|---|
Основные органические компоненты кости — коллагеновые волокна и другие белки. Соляная кислота их не разрушает, поэтому органическая часть кости сохраняется.
Основные минеральные компоненты кости: соли кальция и фосфаты. При погружении в раствор HCl они реагируют с кислотой и растворяются, уходят из кости → кость становится гибкой, но мягкой.
При возбуждении клеточной мембраны происходит её деполяризация. Это связано с потоком ионов калия и натрия в противоположном направлении и изменением их количества внутри клетки и снаружи. Как изменится количество ионов натрия и калия при деполяризации мембраны внутри клетки? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Количество ионов натрия | Количество ионов калия |
|---|---|
При возбуждении (деполяризации) открываются натриевые каналы. Ионы Na входят в клетку по градиенту концентрации. Значит, внутриклеточное количество ионов Na увеличивается.
Ионы K при возбуждении выходят из клетки (их больше внутри, чем снаружи). Значит, внутриклеточное количество ионов K уменьшается.
Экспериментатор исследовал условия, в которых активны определённые ферменты пищеварительного тракта. Он сравнивал значения $рН$, при которых исследуемые ферменты были наиболее активны. Как изменится активность хемотрипсина и пепсина при значении $рН = 2,5$? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Активность хемотрипсина | Активность пепсина |
|---|---|
$pH = 2,5$ — это кислая среда, не характерная для кишечника. Хемотрипсин теряет активность — структура нарушается. Пепсин активен именно при таких значениях.
Экспериментатор выяснял функции гормонов, выделяемых поджелудочной железой. Как изменится уровень глюкагона и глюкозы в крови у спортсмена-марафонца к середине его дистанции (21 км)? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Глюкагон | Глюкоза |
|---|---|
Глюкагон — гормон, повышающий уровень глюкозы в крови. Он стимулирует гликогенолиз (расщепление гликогена в печени) и глюконеогенез (синтез глюкозы из аминокислот, жиров). При длительной нагрузке (марафон) уровень глюкагона повышается, чтобы поддерживать концентрацию глюкозы.
Во время длительного бега глюкоза активно расходуется мышцами. Несмотря на действие глюкагона, её уровень снижается, особенно если запасы гликогена истощаются.
При возбуждении нейрона концентрация ионов натрия по обеим сторонам меняется.
Как изменяется в это время концентрация ионов калия снаружи мембраны и в клетке? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Концентрация снаружи | Концентрация внутри |
|---|---|
Во время возбуждения происходит деполяризация мембраны. Натриевые каналы открываются, ионы Na идут внутрь клетки, это значит, что снаружи натрия становится меньше. Затем открываются калиевые каналы, и К выходит наружу.
Получаем, что внутри концентрация калия (K⁺) уменьшается, так как они покидают клетку. Снаружи концентрация калия (K⁺) увеличивается, так как ионы выходят из клетки.
Учёный провёл наблюдение за состоянием крови у человека после сильной кровопотери. Как изменились содержание эритроцитов и уровень гемоглобина в крови? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Эритроциты | Гемоглобин |
|---|---|
После кровопотери теряется значительное количество форменных элементов крови, включая эритроциты. Это приводит к снижению уровня гемоглобина, так как он содержится в эритроцитах.
Пациент в течение суток страдал от сильной диареи и обезвоживания. Как изменилось содержание воды и концентрация солей в плазме крови? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Содержание воды | Концентрация солей |
|---|---|
При диарее теряется большое количество жидкости, что приводит к обезвоживанию. Объём воды в плазме уменьшается, а концентрация солей увеличивается из-за уменьшения объёма растворителя.
У пациента вирусная инфекция. Через 3 дня от начала заболевания ему сделали анализ крови. Как изменилось количество лимфоцитов и температура тела? Для каждой величины определите характер ее изменения:
- увеличилась,
- уменьшилась,
- не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Лимфоциты | Температура |
|---|---|
Лимфоциты активируются в ответ на вирусные инфекции, и их число возрастает. Температура тела также повышается как часть защитной реакции организма (жар).