Что проверяет: Анализ результатов эксперимента
Задание 23 ЕГЭ по биологии проверяет тему «анализ результатов эксперимента». Ниже вы найдёте 4 варианта с условием, ответом и разбором, а под ними теория и алгоритм решения этого номера.
Предположите, кривая под каким номером соответствует результатам добровольцев до перехода на дробное питание. Ответ поясните. Как происходит метаболизм глюкозы в мышцах млекопитающих при нормальном количестве и недостатке кислорода? Какое количество АТФ при этом выделяется из расчёта на одну молекулу глюкозы?
Текст распознан с изображения задания. Формулы, таблицы и рисунки смотрите на картинке ниже.
В опыте измеряли содержание глюкозы в крови здорового человека и человека, больного сахарным диабетом, натощак и через час после приёма 75 г глюкозы.
| Испытуемый | Натощак, ммоль/л | Через 1 ч, ммоль/л |
|---|---|---|
| здоровый | 4,8 | 7,2 |
| больной | 8,6 | 14,5 |
Различия. У здорового человека уровень глюкозы натощак укладывается в норму (3,3-5,5 ммоль/л), после нагрузки он повышается до 7,2 ммоль/л, но затем снижается. У больного уровень повышен уже натощак (8,6) и после нагрузки достигает 14,5 ммоль/л.
Гормон и железа. Снижает уровень глюкозы инсулин, который вырабатывают бета-клетки островков Лангерганса поджелудочной железы. Инсулин повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и стимулирует её превращение в гликоген в печени и мышцах.
Почему показатели не нормализуются. При сахарном диабете первого типа бета-клетки разрушены и инсулина не хватает; при втором типе инсулин вырабатывается, но клетки-мишени теряют к нему чувствительность. В обоих случаях глюкоза не уходит из крови в клетки, и гипергликемия сохраняется.
Следствие. Когда концентрация глюкозы превышает почечный порог, она начинает выводиться с мочой, увлекая за собой воду: отсюда характерные жажда и обильное мочеотделение.
В опыте две группы растений выращивали при одинаковом освещении и поливе, но первую группу содержали при 25 °C, а вторую при 5 °C. Через две недели измерили прирост биомассы.
| Группа | Температура | Прирост биомассы, г |
|---|---|---|
| 1 | 25 °C | 8,4 |
| 2 | 5 °C | 1,1 |
Независимая переменная. Температура воздуха: именно она различалась между группами, тогда как освещение и полив поддерживались одинаковыми. Зависимая переменная — прирост биомассы.
Объяснение результата. Прирост биомассы создаётся фотосинтезом, а все его реакции темновой фазы катализируются ферментами. Скорость ферментативных реакций сильно зависит от температуры.
Почему при 5 °C прирост мал. При низкой температуре кинетическая энергия молекул невелика, столкновения фермента с субстратом происходят реже, и скорость реакций падает. Фермент при этом не разрушен: он лишь малоактивен, и при возвращении к оптимальной температуре работа восстановится.
Дополнительно замедляются поглощение воды и минеральных веществ корнями, а также транспорт веществ по растению.
Вывод. Температура выступает ограничивающим фактором: даже при достаточном свете и воде продуктивность растения при 5 °C остаётся низкой.
Исследователи сравнили содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе человека.
| Газ | Вдыхаемый воздух, % | Выдыхаемый воздух, % |
|---|---|---|
| кислород | 21 | 16 |
| углекислый газ | 0,03 | 4 |
| азот | 79 | 79 |
Различия. Доля кислорода снижается с 21 до 16 %, а доля углекислого газа возрастает с 0,03 до 4 %. Это прямое следствие газообмена в лёгких и клеточного дыхания в тканях.
Где происходит газообмен. В альвеолах лёгких, стенки которых образованы однослойным эпителием и густо оплетены капиллярами. Общая поверхность альвеол огромна, а расстояние между воздухом и кровью минимально.
Механизм. Диффузия по градиенту парциального давления. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода выше, чем в венозной крови, поэтому кислород переходит в кровь; для углекислого газа градиент направлен противоположно, и он выходит в альвеолы. Никакой затраты энергии это не требует.
Почему доля азота не изменилась. Азот не участвует в обмене веществ человека: он химически инертен в этих условиях, не связывается гемоглобином и не потребляется клетками, поэтому его процентное содержание остаётся прежним.
Задание второй части по тому же описанию опыта: определить, какая кривая к чему относится, и объяснить биологический механизм.
Почему при повышении температуры выше 40 °C активность фермента резко падает?
Ответденатурация фермента разрушает активный центр
Задание 23 входит в ЕГЭ по биологии. Это единственная страница сайта, где собраны все варианты этого номера: текст условия, картинка задания, правильный ответ, разбор решения и теория с алгоритмом. Остальные номера открываются в списке выше, а их перечень с темами есть в списке заданий ЕГЭ по биологии.