Предпросмотр материала:
Электронные органы чувств
Вариант 1
Один средневековый король боялся быть отравленным и стать жертвой своих врагов, поэтому он пользовался услугами придворного дегустатора. Еда могла быть испорченной, зараженной или просто невкусной. Сейчас же эту опасную работу мог бы взять на себя «электронный язык».
Такой прибор изготовили ученые из Санкт-Петербургского университета Юрий Власов и Андрей Легин совместно с итальянскими коллегами из римского университета «Tor Vergata». Этот прибор для анализа многокомпонентных жидкостей работает на тех же принципах, что и природный аналог, и способен различать вещества по вкусу, поэтому его можно использовать при дегустации.
Задание 1
Вкусовые ощущения мы получаем потому, что растворенное (в воде, слюне) вещество раздражает рецепторы в соответствующих областях языка, которые передают информацию о вкусе веществ посредством нейронов в мозг, где сигнал анализируется.
Выберите утверждения, лучше всего описывающее функции вкусовых рецепторов.
1) Обнаружение вещества (есть или нет).
2) Определение концентрации вещества (много или мало).
3) Проведение нервного импульса от вещества в мозг.
4) Определение цвета вещества.
Задание 2
Работа «электронного языка» сходна с природным аналогом. Человек различает четыре основных вкуса: кислый, сладкий, соленый и горький. Ученые установили, что вкусовые ощущения связаны с характерными сигналами – «отпечатками», порождаемыми разными сочетаниями импульсов от вкусовых рецепторов языка. На этих же принципах строится и работа «электронного языка». Он состоит из четырех разных химических сенсоров, каждый из которых реагирует на тот или иной вкус. Комбинация сигналов сенсоров составляет электронный «отпечаток» вкуса, который предоставляется исследователю в форме графика, таблицы.
Выберите план эксперимента, который помог бы определить изменение количества вредных для организма человека примесей в течение определенного времени в двух пробах воды, взятых в разных участках водоема с помощью «электронного языка».
Вариант А: Первую пробу воды поместить на один сенсор; вторую пробу – на другой, сравнить полученные вкусовые «отпечатки».
Вариант В: Первую пробу воды поместить на все четыре сенсора, повторить эксперимент со второй пробой воды; сравнить полученные вкусовые «отпечатки»; повторить эксперимент с этими же пробами через определенный промежуток времени.
Вариант С: Первую пробу воды поместить на все четыре сенсора, повторить эксперимент со второй пробой воды, сравнить полученные вкусовые «отпечатки», через определенный промежуток взять новые пробы в тех же местах и повторить эксперимент.
Задание 3
Объясните, почему для «электронного языка» и его
природного аналога пластмасса не дает вкусовых ощущений.
Электронные органы чувств
Вариант 2
В жизни животных обоняние играет чрезвычайно важную роль. Функции обоняния в их жизни очень разнообразны. Обоняние помогает животным в поиске и выборе пищи, сигнализирует о присутствии врагов. Специально натренированные собаки способны определять по запаху определенные виды наркотических и взрывоопасных веществ.
Несмотря на то что животные обладают более тонким обонянием, чем человек, диапазон запахов, воспринимаемых человеком, значительно шире. Известно, что чувствительность носа у людей сильно различается. Например, профессиональные дегустаторы парфюмерии обладают уникальным даром и превосходят в этом обладателей обычных носов.
Однако на остроту обоняния даже самого первоклассного дегустатора сильно влияют такие факторы, как усталость, различные инфекции, токсические вещества, общее физическое состояние, субъективность в оценках восприятия. С целью избавления от этих и других неудобств в настоящее время разрабатываются различные варианты так называемого «электронного носа».
Задание 1
Практически любое вещество выделяет специфический запах. Попадая в нос при вдохе, молекулы этого вещества, присутствующие в воздухе в небольших концентрациях, раздражают соответствующие рецепторы, передающие в мозг посредством сети нейронов информацию о наличии в воздухе определенных веществ.
Представьте, что вы после продолжительной вечерней прогулки заходите в дом, где печется яблочный пирог. С первой же секунды ваш нос, почуяв и распознав аппетитный аромат, сообщит от этом вашему мозгу.
Выберите утверждение, лучше всего объясняющее, почему через некоторое время запах пирога ощущаться будет меньше, хотя источник аппетитного запаха никуда не делся.
1) Молекулы пахучего вещества со временем соединяются в большие молекулы, и рецепторы их не улавливают.
2) Пахучее вещество разрушает рецепторы.
3) Постепенно наступает невосприимчивость к пахучему веществу.
Задание 2
При использовании прибора «электронный нос» осуществляется несколько действий:
Объясните, для чего в камеру прибора подается другое вещество на последнем этапе эксперимента.
Задание 3
Разработчики прибора «электронный нос» утверждают, что он найдет применение не только в промышленности, медицине, научных исследованиях, но и в быту. Вот некоторые примеры использования прибора «электронный нос»:
1) Выявление контрабандного товара на границе.
2) Распознавание марки понравившегося парфюма.
3) Установление изменения состава воды для определения экологического состояния водоема.
4) Использование для отличия съедобных природных объектов от несъедобных во время туристических походов.
5) Обнаружение в воздухе возбудителей туберкулеза и других инфекционных заболеваний.
6) Установление специфического запаха возбудителей острых респираторных заболеваний для последующего использования этих данных в диагностике больных.
Выберите, какие из примеров использования
«электронного носа» относятся к научным исследованиям.
Ответы
Вариант 1
1) 1, 2 (1 балл).
2) вариант С (2 балла).
3) В ответе дано указание на то, что вкусовые ощущения на рецепторах (язык) и сенсорах («электронный язык») вызывают только растворимые в воде вещества (2 балла). Пластмасса не растворяется в воде (1 балл).
Вариант 2
1) 3 (1 балл).
2) Ответ принимается полностью – 2 балла. В ответе дано указание на необходимость очистки сенсоров для повышения точности последующих исследований. Например:
- Промывочным газом промывают сенсоры, чтобы удалить оставшиеся молекуля вещества.
- Для промывки сенсоров.
- Спирт удалит пахучее вещество с сенсоров.
Ответ принимается частично – 1 балл. Для того, чтобы подготовить прибор для дальнейших исследований. Чтобы данные этого эксперимента не повлияли на последующие.
3) 3, 6 (2 балла), один верный ответ (1 балл).
Профессия: Преподаватель биологии и химии
Профессия: Преподаватель анатомии и физиологии
Профессия: Учитель химии и биологии
В каталоге 7 585 курсов по разным направлениям
Учебник: «Биология. Человек», Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н.
Тема: § 41. Терморегуляция организма. Закаливание
Учебник: «Биология», Пасечник В.В., Суматохин С.В., Калинова Г.С. и др. / Под ред. Пасечника В.В.
Учебник: «Биология», Пономарёва И.Н., Корнилова О.А., Кучменко В.С. / Под ред. Пономарёвой И.Н.
Тема: § 58. Многообразие природных сообществ
Учебник: «Биология. Человек», Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н.
Тема: § 38. Энерготраты человека и пищевой рацион
Учебник: «Биология. Человек», Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н.
Тема: § 39. Покровы тела. Строение и функции кожи