→ Физиология животных, бактерий и вирусов

Экспериментатор провел эксперимент с дафниями в целях изучения работы сердца. Для этого он взял культуру дафний (Daphnia pulex) из пруда и поместил их в растворы с восходящей концентрацией хлорида кальция. Результаты эксперимента показаны в таблице.

Как зависит частота сердечных сокращений дафний от концентрации ионов кальция в растворе? Какой эффект можно наблюдать, если в культуру дафний, взятых из пруда, добавить ацетилхолин? (Считать реакцию сердца дафнии на химические вещества аналогичной реакции человека.) Ответ поясните.

Экспериментатор решил изучить работу сердца амфибии. Для этого он выделил сердце травяной лягушки (Rana temporaria), поместил его в физиологический раствор и измерил нормальную силу сокращения, а затем добавил в раствор адреналин и измерил силу сокращения еще раз. Результаты опыта представлены на графике.

Как действует адреналин на сердце лягушки в этом эксперименте? Приведите два примера действия адреналина. Действию какого иона аналогично действие адреналина? В каких железах в норме происходит выделение адреналина?

Экспериментатор решила установить влияние пребиотика на рост бактерий кишечной палочки (Escherichia coli). Для этого она добавляла разные количества пребиотика в жидкую питательную среду и вносила туда одинаковое количество бактерий. Бактерии выращивались в течение ночи в термостате, после чего измерялась оптическая плотность (мутность) среды с бактериями. Результаты эксперимента представлены на графике.

Объясните, для чего служат пребиотики. В каких ситуациях врачи назначают их прием? Приведите не менее двух ситуаций.

Экспериментатор изучал скорость размножения молочнокислых бактерий при различной фиксированной температуре. Для этого он вносил некоторое количество бактерий в молоко и подсчитывал количество микроорганизмов в разных пробах каждые 4 часа. Результаты эксперимента показаны на графике.

За счет какого метаболического процесса молочнокислые бактерии получают энергию? Какие продукты реакции при этом образуются? Какова положительная роль молочнокислых бактерий в жизни человека? Приведите два примера.

Экспериментатор изучал особенности физиологии собак. Для этого он помещал группу собак в камеру с влажностью 50% и создавал в камере отличные от оптимума (18°C) температурные условия. Полученные результаты представлены в таблице.

При значительном учащении дыхания развивается респираторный алкалоз (увеличение свыше 7,45 значения рН крови). За счет чего происходит увеличение значения pH крови? К каким последствиям может привести алкалоз? Какой защитный механизм существует в организме млекопитающих (в том числе человека) для поддержания постоянства рН внутренней среды?

Экспериментатор изучал особенности физиологии птиц тауи из семейства Овсянковых, измеряя температуру тела в течение суток. Для этого он помещал птиц в камеру, где поддерживалась постоянная температура 23℃. В 6:00 он включал свет, а в 18:00 выключал. Результаты эксперимента представлены на графике.

На какие экологические группы делятся птицы по отношению к свету? К какой группе, согласно графику, можно отнести птицу тауи? Ответ поясните. Почему температура тела является важнейшим показателем активности птиц?

Экспериментатор решил изучить процессы жизнедеятельности золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus). Для этого он поместил в питательную среду определенное количество живых бактерий и добавил антибиотик ципрофлоксацин, в последующие дни он измерял количество живых клеток. Результаты эксперимента представлены на графике.

Как изменится количество живых клеток бактерий, если продолжить эксперимент: через 500 циклов деления в одну половину бактериальной популяции снова добавить ципрофлоксацин, а в другую добавить такое же количество пенициллина (антибиотик другого типа)? Ответ поясните.

Ученый изучал влияние поверхностного антисептика мирамистина на динамику роста колоний одного штамма бактерий на чашках Петри. На готовую питательную среду высевалось определенное количество бактерий, а затем через небольшое время наносился антисептик. Оценивалось количество колоний на чашках Петри через 1, 2, 24 и 48 часов после нанесения антисептика. Результаты исследователь представил в виде графика.

Почему даже через 48 часов после обработки мирамистином на чашке Петри сохранялись жизнеспособные бактерии? Какие бактерии будут получать преимущество в результате естественного отбора на данной чашке Петри? Могла ли повторная обработка такой же концентрацией антисептика привести к полному исчезновению бактерий с чашки? Ответ поясните.

В жидкую питательную среду помещались бактерии, после чего в восемь одинаковых пробирок разливалась среда с бактериями одинакового объема. В пробирки добавлялся пребиотик в различных концентрациях. Пробирки инкубировались в течение 6 часов, после чего измерялась оптическая плотность среды с бактериями (предполагается, что чем больше в среде бактерий, тем мутнее будет среда и, соответственно, тем выше будет ее оптическая плотность). Результаты исследователь нанес на график. Каждая точка соответствует значению оптической плотности в одной из восьми пробирок.

Пребиотики часто рекомендуют принимать вместе с курсом антибиотиков. Объясните, в чем смысл такой рекомендации.

Ученый изучал динамику роста бактерий. Для этого он внес небольшое количество бактерий в колбу с питательной средой и с равными интервалами отбирал небольшое количество среды, оценивая численность бактерий в ней по повышению оптической плотности питательной среды. По результатам исследования ученый построил график.

Объясните, чем обусловлена динамика изменений количества жизнеспособных бактерий на каждой из фаз, представленных на графике.

Ученый провел эксперимент с эвгленой зеленой. Для этого он приготовил жидкую среду для их культивирования, в состав которой входили глюкоза, аминокислоты и другие необходимые для жизнедеятельности организмов вещества. В две пробирки он поместил одинаковое количество эвглен из одной материнской культуры. Одна пробирка круглосуточно освещалась. Другую пробирку он поместил в условия полного отсутствия света. Обе культуры находились в стерильных условиях и с доступом атмосферного воздуха. Затем в течение нескольких месяцев ученый измерял биомассу эвглен в двух пробирках. Результаты измерений приведены на графике.

Каким номером обозначена кривая, отражающая рост биомассы эвглены зеленой при круглосуточном освещении? Ответ поясните. Почему при культивировании эвглен в условиях полного отсутствия света происходит увеличение их биомассы?

Экспериментатор исследовал влияние физической нагрузки на умственные способности мышей. Самцы мышей одного возраста были поделены на две группы по 20 особей в каждой. Мышам из группы 1 дали возможность бегать в колесе, а у мышей из группы 2 такой возможности не было. Через месяц мыши из обоих групп проходили тест на когнитивные (умственные) способности. Для этого их запускали в лабиринт и оценивали скорость его прохождения.

Ученые предположили, что при физической нагрузке в организме мышей вырабатывается вещество кластрин, которое влияет на развитие гиппокампа − отдела мозга, ответственного за перевод кратковременной памяти в долговременную. Исследуя экспрессию генов в клетках гиппокампа, ученым также удалось выявить, каким именно геном кодируется кластрин. Предположите, какая группа мышей быстрее справилась с прохождением лабиринта. Ответ поясните. К какой группе органических веществ относится кластрин? Ответ поясните.

Учёный изучал пищевые предпочтения плодовых мушек дрозофил. Для этого он добавлял различные вкусовые добавки в мушиный корм и сажал в каждую пробирку двух самцов и три самки. Через 5 дней подсчитывалось количество куколок на стенках пробирок. Результаты исследователь занёс в таблицу.

Сделайте вывод о вкусовых предпочтениях исследованных мух дрозофил. Можно ли утверждать, что домовая муха будет предпочитать такой же корм? Объясните свой ответ.

Исследователь изучал влияние мутагена K12, зачастую вызывающего летальные мутации, на количество бактерий разных штаммов Escherichia coli. Для э того в чашку Петри с бактериями и добавлялся мутаген. Первый штамм (csd+) Escherichia coli — дикого типа (встречающийся в живой природе), второй — искусственный штамм (csd-), не имеющий систем репарации* ДНК. Результаты эксперимента представлены на графике.

*Система репарации ДНК — система, способная восстанавливать ДНК после повреждения (мутации, например).

Почему штамм csd– оказался более неустойчивым к воздействию K12, чем штамм дикого типа бактерии? Объясните, почему K12 преимущественно нарушал связь между Т (тимином) и А (аденином). Объясните, почему даже при правильной постановке отрицательного контроля с соблюдением всех условий у бактерий возникают мутации.

Экспериментатор исследовал эффективность двух вакцин против туберкулеза — заболевания, вызываемого спорообразующими туберкулезными палочками. Одной группе мышей вводили вакцину 1, другой — вакцину 2. Затем обе группы мышей заражали туберкулезными палочками и через несколько недель подсчитывали их количество в легких. Результаты представлены на диаграмме.

По результатам эксперимента оцените и сравните эффективность исследованных вакцин против туберкулеза. Ответ поясните. Туберкулезные палочки проникают в легочные макрофаги и приводят к их гибели с образованием очагов распадающейся ткани. Затем эти участки превращаются в гранулемы - капсулы с макрофагами и соединительной тканью, в которых продолжают жить бактерии. Как эти процессы должны отразиться на физиологии здорового легкого?