МИНИСТЕРСТВО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ И ЗАНЯТОСТИ НАСЕЛЕНИЯ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

 «ПРОМЫШЛЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

г. ВЛАДИВОСТОК

 

 

 

 

 

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

Биология

программы подготовки специалистов среднего звена (ППССЗ)

по специальностям/профессиям СПО:

08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений;

09.02.01 Компьютерные системы и комплексы;

11.02.12 Почтовая связь;

11.02.18 Системы радиосвязи, мобильной связи и телерадиовещания;

13.02.01 Тепловые электрические станции, сети и системы;

13.02.07 Электроснабжение (по отраслям);

13.02.12 Электрические станции, сети их релейная защита и автоматизация;

15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки);

26.01.01 Судостроитель-судоремонтник металлических судов;

26.01.05 Электрорадиомонтажник судовой.

 

 

 

2025

Методические указания по выполнению практических/лабораторных работ учебной дисциплины Биология разработаны на основании рабочей программы учебной дисциплины по специальностям/профессиям СПО: 08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений; 09.02.01 Компьютерные системы и комплексы; 11.02.12 Почтовая связь; 11.02.18 Системы радиосвязи, мобильной связи и телерадиовещания; 13.02.01 Тепловые электрические станции, сети и системы; 13.02.07 Электроснабжение (по отраслям); 13.02.12 Электрические станции, сети их релейная защита и автоматизация; 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки); 26.01.01 Судостроитель-судоремонтник металлических судов; 26.01.05 Электрорадиомонтажник судовой. Методические указания определяют перечень и содержание практических работ, правила их выполнения, формы организации и виды контроля, критерии оценивания, список литературы.

Методические указания предназначены для студентов КГА ПОУ «Энергетический колледж».

 

Организация-разработчик: краевое государственное автономное профессиональное образовательное учреждение «Промышленный колледж энергетики и связи» г. Владивостока (КГА ПОУ «Энергетический колледж»).

 

Разработчик: Корнюшина Анна Александровна, преподаватель биологии ________

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.. 8

2 ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ. 11

3 ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ. 12

3.1 Практическая работа № 1. 13

3.2 Практическая работа № 2. 16

3.3 Практическая работа № 3. 18

3.4 Практическая работа № 4. 23

3.5 Практическая работа № 5. 29

3.6 Практическая работа № 6. 33

3.7 Практическая работа № 7. 37

3.8 Практическая работа № 8. 41

3.9 Практическая работа № 9. 43

3.10 Практическая работа № 10. 46

3.11 Практическая работа № 11. 52

3.12 Практическая работа № 12. 55

3.13 Практическая работа № 13. 57

3.14 Практическая работа № 14. 59

3.15 Практическая работа № 15. 62

3.16 Практическая работа № 16. 65

№ 16.1 (для 15.01.05). 65

№ 16.2 (для 26.01.01). 71

№ 16.3 (для 26.01.05 и 11.02.18). 74

№ 16.4 (для 08.02.01). 78

№ 16.5 (для 09.02.01). 81

№ 16.6 (для 11.02.12). 85

№ 16.7 (для 13.02.01, 13.02.07, 13.02.12). 91

3.17 Практическая работа № 17. 95

3.18 Практическая работа № 18. 99

№18.1. 99

№18.2 (для 08.02.01) 105

3.19        Практическая работа № 19. 110

3.20 Практическая работа № 20. 116

№20.1. (для 08.02.01, 13.02.01, 13.02.07, 13.02.12). 116

№20.2. (для 09.02.01, 11.02.12, 11.02.18). 121

4 КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ. 124

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 128

 

 

                                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

         Методические указания по выполнению практических работ учебной дисциплины Биология разработаны на основании рабочей программы учебной дисциплины по специальностям/профессиям СПО: 08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений; 09.02.01 Компьютерные системы и комплексы; 11.02.12 Почтовая связь; 11.02.18 Системы радиосвязи, мобильной связи и телерадиовещания; 13.02.01 Тепловые электрические станции, сети и системы; 13.02.07 Электроснабжение (по отраслям); 13.02.12 Электрические станции, сети их релейная защита и автоматизация; 15.01.05 Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки); 26.01.01 Судостроитель-судоремонтник металлических судов; 26.01.05 Электрорадиомонтажник судовой, предназначены для закрепления теоретических знаний, приобретения необходимых практических навыков   по учебной дисциплине Биология.

    Целью практических занятий является формирование практических умений и навыков. Наряду с формированием умений и навыков в процессе практических занятий обобщаются, систематизируются, углубляются и конкретизируются теоретические знания, формируются общекультурные и профессиональные компетенции. У студентов   вырабатывается способность и готовность использовать теоретические знания на практике, развиваются интеллектуальные умения.

При выполнении практических работ обучающийся должен:

уметь:

• решать типичные биологические задачи;
• составлять элементарные схемы скрещивания и схемы переноса веществ и передачи энергии в экосистемах (цепи питания);
• описывать особенности видов по морфологическому критерию;
• выявлять приспособления организмов к среде обитания, источники и наличие мутагенов в окружающей среде, антропогенные изменения в экосистемах своей местности;
• сравнивать биологические объекты: химический состав тел живой и неживой природы, природные экосистемы и агроэкосистемы своей местности;
• анализировать и оценивать различные гипотезы о сущности, происхождении жизни и человека, глобальные экологические проблемы и их решения, последствия собственной деятельности в окружающей среде;
• изучать изменения в экосистемах на биологических моделях;
• владеть способами поиска информации о биологических объектах в различных источниках (учебниках, справочниках, научно-популярных изданиях, компьютерных базах, ресурсах сети Интернет) и критически её оценивать.

знать:

• место и роль биологии в системе научного знания; 
• основные положения биологических теорий и закономерностей: клеточной теории, эволюционного учения, учения В. И. Вернадского о биосфере, законы Г. Менделя, закономерности изменчивости и наследственности; 
• влияние экологических факторов на живые организмы, влияние мутагенов на растения, животных и человека; 
• взаимосвязи и взаимодействие организмов и окружающей среды;
• причины и факторы эволюции, изменяемость видов;
• нарушения в развитии организмов, мутации и их значение в возникновении наследственных заболеваний; 
• устойчивость, развитие и смены экосистем; 
• необходимость сохранения многообразия видов. 

В процессе выполнения практических заданий работ по учебной дисциплине Биология у студентов должны сформироваться общие компетенции (ОК):  

ОК 01. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам

ОК 02. Использовать современные средства поиска, анализа и интерпретации информации и информационные технологии для выполнения задач профессиональной деятельности

        ОК 04. Эффективно взаимодействовать и работать в коллективе и команде

        ОК 07. Содействовать сохранению окружающей среды, ресурсосбережению,   

применять знания об изменении климата, принципы бережливого производства, эффективно действовать в чрезвычайных ситуациях

Методические указания по выполнению практических работ состоят из перечня   практических заданий, правил выполнения практических, критериев оценивания и списка литературы.

Для выполнения практической работы необходимо пользоваться рекомендованной литературой.

Практическая выполняется в тетради для практических работ.

 

2 ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

 

№ п/п	Наименование разделов и тем УД, МДК (ПМ)	Количество часов	№ пз	Вид работы
1	Раздел 2. Химический состав и строение клетки	4
	Тема 2.1. Химический состав клетки. Вода и минеральные вещества	2	1	Практическая работа
	Тема 2.3. Структурно-функциональная организация клеток	2	2	Практическая работа
2	Раздел 3. Жизнедеятельность клетки	3
	Тема 3.2. Биосинтез белка	2	3	Практическая работа
	Тема 3.3. Вирусы	1	4	Практическая работа
3	Раздел 4. Размножение и индивидуальное развитие организмов	2
	Тема 4.2. Формы размножения организмов	2	5	Практическая работа
4	Раздел 5. Наследственность и изменчивость организмов	9
	Тема 5.1. Закономерности наследования	2	6	Практическая работа
	Тема 5.2. Сцепленное наследование признаков	2	7	Практическая работа
	Тема 5.3. Закономерности изменчивости	2	8	Практическая работа
		2	9	Практическая работа
	Тема 5.4. Генетика человека	1	10	Практическая работа
5	Раздел 6. Эволюционная биология	2
	Тема 6.2. Макроэволюция	2	11	Практическая работа
6	Раздел 7. Возникновение и развитие жизни на Земле	4
	Тема 7.1. Зарождение и развитие жизни	2	12	Практическая работа
	Тема 7.3. Основные стадии эволюции человека	2	13	Практическая работа
7	Раздел 8. Организмы и окружающая среда	1
	Тема 8.2. Экологические характеристики популяции	1	14	Практическая работа
8	Раздел 9. Сообщества и экологические системы	5
	Тема 9.1. Сообщества организмов, экосистемы	1	15	Практическая работа
	Тема 9.4. Влияние антропогенных факторов на биосферу	2	16	Практическая работа
	Тема 9.5. Влияние социально-экологических факторов на здоровье человека	1	17	Практическая работа
		1	18	Практическая работа
9	Раздел 10. Селекция организмов, основы биотехнологии	2
	Тема 10.2. Биотехнологии в жизни и профессии	2	19	Практическая работа
10	Раздел 11. Решение кейсов в области биотехнологий	4
	Тема 11.1. Биотехнологии в промышленности (для специальностей 08.02.01, 13.02.01, 13.02.07, 13.02.12). Тема 11.1. Биотехнологии и технические системы (для специальностей 09.02.01, 11.02.12, 11.02.18)	4	20	Практическая работа
Всего		36

 

3 ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

 

1     Перед выполнением практической работы необходимо повторить теоретический материал, используя рекомендованную литературу, конспект лекций и теоретическую часть работы.

2     Студенты обязаны иметь при себе линейку, карандаш, калькулятор, тетрадь для выполнения (или для оформления отчетов) практических работ.

3     Отчеты по лабораторным/практическим работам оформляются аккуратно и должны включать в себя следующие пункты:

-     название работы или занятия;

-     цель работы или занятия;

-     ответа на контрольные вопросы (при наличии);

-     номер и название опыта;

-     краткое описание хода работы или занятия с указанием условий проведения опыта;

-     рисунки и схемы;

-     расчеты, таблицы, графики (при наличии);

-     вывод.

4     При подготовке к сдаче практической работы, необходимо ответить на предложенные контрольные вопросы.

5     Если отчет по работе не сдан до выполнения следующей работы по неуважительной причине, оценка за работу снижается.

 

3.1 Практическая работа № 1

Тема: Биологическая роль минеральных веществ в обеспечении жизнедеятельности организмов, проявления дисбаланса минеральных элементов.  

Цель: изучить и подготовить устное сообщение и презентацию о биологической значимости основных минеральных веществ, необходимых организму для нормального функционирования, выявить проявления дефицита или избытка важнейших макро- и микроэлементов, а также оценить влияние минерального баланса на здоровье и общее состояние организма из перечня предложенных тем.

Задачи: рассмотреть классификацию минералов и определить различия между микро-, макроэлементами и ультрамикроэлементами; изучить механизмы всасывания, распределения и утилизации различных минералов организмом; проанализировать физиологическую потребность организма в минералах, включая суточные нормы потребления каждого элемента; определить основные симптомы нарушений минерального обмена — гипо- и гиперминерализаций; исследовать последствия хронического недостатка и избыточности отдельных минеральных компонентов для здоровья; оценить профилактические меры и методы коррекции дисбалансов минеральных веществ.

Оснащение рабочего места: компьютер, проектор, комплект учебных принадлежностей, тетрадь для практических работ, презентации, видеоматериалы.

Темы докладов

1.     Минеральные вещества и основы здорового питания.

o    Микро- и макроминералы: определение и классификация.

o    Основные минералы, необходимые человеку и животным.

2.     Железо: структура гемоглобина и анемия.

o    Роль железа в кроветворении и переносе кислорода.

o    Причины железодефицитной анемии и способы её предотвращения.

3.     Кальций и фосфор: костная ткань и зубы.

o    Строение костной ткани и зубов.

o    Симптомы остеопороза и кариеса при дефиците кальция и фосфора.

4.     Калий и натрий: поддержание осмотического давления и нервно-мышечной возбудимости.

o    Механизм поддержания водного баланса.

o    Гиперкалиемия и гипонатриемия: клинические признаки и осложнения.

5.     Магний: энергетический обмен и мышечное расслабление.

o    Участие магния в синтезе АТФ и процессах сокращения мышц.

o    Дефицит магния и синдром хронической усталости.

6.     Йод: гормоны щитовидной железы и метаболизм.

o    Образование тиреоидных гормонов и регуляция метаболизма.

o    Последствия йоддефицита и зобогенные заболевания.

7.     Цинк: иммунная система и регенерация тканей.

o    Значимость цинка для иммунитета и заживления ран.

o    Синдром недостаточности цинка и риск инфекционных заболеваний.

8.     Селен: антиоксидантная защита клеток.

o    Антиоксидантные свойства селена и профилактика онкологических заболеваний.

o    Недостаточность селена и сердечно-сосудистые патологии.

9.     Марганец: ферменты и метаболизм углеводов.

o    Метаболическая активность марганца и катализ реакций гликолиза.

o    Нарушения углеводного обмена при дефиците марганца.

10. Фториды: прочность зубной эмали и профилактика кариеса.

o    Защитные функции фтора.

o    Профилактика стоматологических проблем путём обогащения питьевой воды фтором.

11. Медь: кислородпереносящие белки и медь-зависимые ферменты.

o    Функциональная роль меди.

o    Патологии при недостатке меди и наследственная болезнь Менкеса.

12. Хром: регуляторы уровня глюкозы крови.

o    Участие хрома в работе инсулина и регулировании гликемии.

o    Диабет второго типа и связь с недостаточностью хрома.

13. Никель: кофакторы ферментативных реакций.

o    Связь никеля с функционированием некоторых важных ферментов.

o    Особенности токсичности высоких доз никеля.

14. Молибден: детоксикационные реакции и сульфатазная активность.

o    Влияние молибдена на процессы обезвреживания сульфатов и мочевой кислоты.

o    Проблемы пищевого происхождения при нехватке молибдена.

 

Задание:

1.     После защиты докладов и презентаций, в тетради заполните таблицы:

Таблица 1

Элементы	Содержание	Биологическая функция
1.      Макроэлементы
2.      Микроэлементы
3.      Ультрамикроэлементы

 

Таблица 2

Минеральные вещества клетки	Биологическое значение
1.      Важнейшие катионы клетки
2.      Важнейшие анионы клетки
3.      Минеральные вещества, находящиеся в клетке в неионизированной форме

 

Контрольные вопросы:

1.     Что такое минеральные вещества?

2.     Какие виды классификации существуют среди минеральных веществ?

3.     Чем отличаются микроэлементы от макроэлементов?

4.     Какова основная биологическая роль минеральных веществ в организме?

5.     Перечислите основные функции, выполняемые минералами в организме.

6.     Назовите главные макроэлементы и опишите их значение для организма.

7.     Приведите примеры жизненно важных микроэлементов и поясните их роль.

8.     Почему кальций важен для костей и зубов?

9.     Объясните механизм влияния натрия и калия на водно-электролитный баланс.

10. Опишите биохимическую роль железа в организме.

11. Какие нарушения возникают при недостатке кальция?

12. Чем опасна гиперкалемия (повышение концентрации калия)?

13. К каким последствиям приводит дефицит йода?

14. Какие болезни связаны с дефицитом железа?

15. Какие проблемы вызывает недостаток магния?

3.2 Практическая работа № 2
Тема: Изучение строения клетки (растения, животные, грибы)

Цель: сравнить строение клеток растительных, грибных, и животных оргнанизмов.

Задачи: ознакомление с основными элементами строения растительной, животной и грибной клеток; определение уникальных особенностей, характерных исключительно для каждой группы организмов; закрепление понятий о строении и функциях клеток в рамках общей биологии.

Оснащение рабочего места: таблицы о строении растительной, животной и грибной клеток, видеоматериалы.

Ход работы:

1.     Изучение строения растительной клетки (эпидермис лука).

Изучая рисунки готовых препаратов, видеоматериала, зарисуйте несколько клеток эпидермы, обозначив на рисунке: цитоплазму, ядро, вакуоли, оболочку клетки.

2.      Изучение строения животной клетки (эпителиальные клетки из ротовой полости человека).

          Изучая рисунки готовых препаратов, рассмотрите отдельные крупные плоские клетки неправильной формы. Большая часть клеток мертвые, поэтому в них хорошо заметно ядро; зарисуйте несколько клеток, обозначьте ядро и цитоплазму.

3.      Изучение строения клетки дрожжей (грибы). Изучая рисунки готовых препаратов, видеоматериала, зарисуйте несколько клеток эпидермы, обозначив на рисунке: цитоплазму, ядро, вакуоли, оболочку клетки (цитоплазма, клеточная стенка, клеточная мембрана, митохондрии, вакуоль, почечный рубец, липидная гранула, эндоплазматическая сеть, клеточная ядро (нуклеус), мембрана ядра, ядрышко).

Задание:

Сравните строение растительной, грибной и животной клеток при помощи сравнительной таблицы.

Таблица 4

	Клетки растений	Клетки грибов	Клетки животных
Рисунок
Общие черты
Отличия в строении:
Пластиды
Вакуоль
Наличие клеточной стенки
Наличие центриолей
Запасное вещество

 

                 Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

Контрольные вопросы:

1.      Из каких основных частей состоит любая клетка?

2.      О чем свидетельствует сходство клеток растений, грибов и животных? Приведите примеры.

3.      О чем свидетельствуют различия между клетками представителей различных царств природы? Приведите примеры.

4.      Выпишите основные положения клеточной теории. Отметьте, какое из положений можно обосновать проведенной работой.

3.3 Практическая работа № 3

         Тема: Решение задач на определение последовательности нуклеотидов.

Цели: научиться решать задачи  по молекулярной биологии на конструирование молекул нуклеиновых кислот; закрепить умения пользоваться таблицей генетического кода.

Задачи: усвоить понятия «нуклеотидная последовательность», «комплементарность» и «правило Чаргафа»; выполнить практические упражнения по определению и сопоставлению нуклеотидных последовательностей; повысить понимание принципов наследования генетической информации на уровне молекул ДНК.

Студент должен уметь:

-решать задачи по молекулярной биологии, применяя теоретические знания.

Студент должен знать:

-биохимические и цитологические основы наследственности

Оснащение рабочего места: карточки с заданиями, письменные принадлежности, тетрадь, калькулятор.

Общие рекомендации.

Основные моменты, которые необходимо помнить при решения задач.

1)    Длина одного нуклеотида 0,34 нанометра.

2)    Цитозин комплементарен гуанину, а аденин – тимину (урацилу).

3)    Количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — цитозину: А=Т, Г=Ц. Количество пуринов равно количеству пиримидинов: А+Г=Т+Ц (по правилу Чаргаффа)

4)    Каждая аминокислота доставляется к рибосомам одной тРНК, следовательно, количество аминокислот в белке равно количе­ству молекул тРНК, участвовавших в синтезе белка;

5)    Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами (одним триплетом, или кодоном), поэтому количество кодирующих ну­клеотидов всегда в три раза больше, а количество триплетов (ко­донов) равно количеству аминокислот в белке;

6)    Каждая тРНК имеет антикодон, комплементарный кодону иРНК, поэтому количество антикодонов, а значит и в целом молекул тРНК равно количеству кодонов иРНК;

7)    иРНК комплементарна одной из цепей ДНК, поэтому количество нуклеотидов иРНК равно количеству нуклеотидов ДНК. Количе­ство триплетов, разумеется, также будет одинаковым.

При решении ряда задач данного раздела необходимо пользо­ваться таблицей генетического кода. Правила пользования таб­лицей обычно указываются в задании, но лучше научиться это­му заранее. Для определения аминокислоты, кодируемой тем или иным триплетом, необходимо выполнить следующие действия:

1)    первый нуклеотид триплета находим в левом вертикальном ряду,

2)    второй - в верхнем горизонтальном,

3)    третий - в правом верти­кальном ряду.

4)    соответствующая триплету аминокислота находится в точке пересе­чения воображаемых линий, идущих от нуклеотидов.

Таблица 5

Таблица генетического кода

Генетический код (иРНК)

Сокращения названий аминокислот

Ала – аланин Арг – аргинин Асн – аспарагин Асп – аспарагиновая кислота Вал – валин Гис – гистидин Гли – глицин

Глн – глутамин Глу – глутаминовая кислота Иле – изолейцин Лей – лейцин Лиз – лизин Мет – митионин Про – пролин

Сер – серин Тир – тирозин Тре – треонин Три – триптофан Фен – фенилаланин Цис - цистеин

 

Письменное оформление решения задач.

Дано:	Решение:
Определить:

Ответ:

Важным момен­том при решении заданий является объяснение выполняемых действий, особенно если в задаче так и написано: «Ответ поясни­те». Наличие пояснений позволяет проверяющему сделать вывод о понимании учащимся данной темы, а их отсутствие может при­вести к потере очень важного балла.

Ход работы:

Инструктивная карта

Часть 1. Проверка знаний по теории

1. Проведите сравнительную характеристику молекул ДНК и РНК (по строению и функциям) в виде таблицы (критерии для сравнения подобрать самим).

2. Как называется органоид, представленный на рисунке? Какую функцию он выполняет?

3. В чем заключается универсальность генетического кода?

Часть 2. Тренировочные задачи (студент решает на доске совместно с преподавателем).

1. В молекуле ДНК насчитывается 23% адениловых нуклеотидов от общего числа нуклеотидов. Определите количество тимидиловых и цитозиловых нуклеотидов.

2. Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок, состоящий из 100 аминокислот?

3. По мнению некоторых ученых общая длина всех молекул ДНК в ядре одной половой клетки человека составляет около 102 см. Сколько всего пар нуклеотидов содержится в ДНК одной клетки (1 миллиметр = 10⁶ нанометра)?

4. Фрагмент транскрибируемой цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: 3`-ЦГА-ТГГ-ТЦЦ-ГАЦ-5`. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепочке (кодирующей) ДНК, последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

5. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент смысловой (кодирующей) молекулы ДНК, в которой закодирован участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: 5`-АЦГЦЦГАТЦАТТЦАТ-3`. Установите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК. Запишите код этой аминокислоты.

6. В трансляции участвовало 75 молекул тРНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует данный белок.

 

Письменная самостоятельная работа

Вариант 1.

1)    Одна из цепей молекулы ДНК имеет следующий порядок нуклеотидов: ААГГЦТ ЦТАГГТАЦЦАГТ. Определите последовательность нуклеотидов в комплементарной цепи. Определите последовательность кодонов иРНК, синтезированной на комплементарной цепи.

2)    В клетке содержится 7х10⁹ пар нуклеотидов ДНК. Найти общую длину всех молекул ДНК этой клетки в см (1 миллиметр = 10⁶ нанометра).

3)    Фрагмент молекулы ДНК содержит 4456 нуклеотидов, из них адениловых (А) – 1658. Сколько содержится других нуклеотидов?

4)    Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент смысловой (кодирующей) молекулы ДНК, в которой закодирован участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: 5`- АГГЦГЦГГАТАТ ТЦГАТА -3`. Установите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если второй триплет соответствует антикодону тРНК. Запишите код этой аминокислоты.

5)    Из предложенных нуклеотидов выпишите те, которые могут входить в состав РНК: аденин, урацил, тимин, цитозин, гуанин.

6)    Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: 5`-ГГГЦЦЦГАУАЦГАГЦГАГУАА-3`. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте.

Вариант 2.

1.     В молекуле ДНК насчитывается 19% тимидиловых нуклеотидов от общего числа нуклеотидов. Определите количество остальных нуклеотидов.

2.     Из предложенных нуклеотидов выпишите те, которые могут входить в состав ДНК: аденин, урацил, тимин, цитозин, гуанин.

3.     В трансляции участвовало 98 молекул тРНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует данный белок.

4.     Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АГТАЦЦГАТАЦТ  ЦГАТТТАЦГ  Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая (комплемен ттарная) цепочка ДНК той же молекулы. Определите последовательность кодонов иРНК, синтезированной на комплементарной цепи. Определите последовательность антикодонов тРНК.

5.     Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент транскрибируемой молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: 3`- АТТЦГТГГАТАТТЦГАТТ -5`. Установите аминокислоту, которую будет переносить тРНК в процессе биосинтеза белка, если первый триплет соответствует антикодону тРНК. Запишите код этой аминокислоты.

6.     В молекуле ДНК обнаружено 1760 пуриновых нуклеотидов, которые составляют 57% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК. Сколько содержится других нуклеотидов?

 

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

 

 3.4 Практическая работа № 4

Тема: Неклеточные формы жизни – вирусы. Средства профилактики некоторых вирусных заболеваний (с использованием различных информационных ресурсов)

Цель: закрепить знания по теме «Вирусы»

Задачи: выяснить роль вирусов в возникновении инфекционных заболеваний, способы распространения и меры профилактики различных вирусных заболеваний, в том числе СПИДа; сформировать знания о правилах личной гигиены; убедиться в необходимости ведения здорового образа жизни.

Оснащение рабочего места: комплект учебных принадлежностей; раздаточный материал, видеоматериал, тетрадь для практических работ.

Основные теоретические положения

1. Неклеточные формы жизни – вирусы

Вирусы представляют собой неклеточную форму жизни, состоящую из генетического материала (ДНК или РНК), окружённого защитной оболочкой из белков (капсид). Они не способны самостоятельно осуществлять метаболические процессы и размножаться вне клеток-хозяев.

2. История открытия вирусов (Д. И. Ивановский)

Открытие вирусов связано с именем русского учёного Дмитрия Иосифовича Ивановского. В конце XIX века он изучал заболевание табака («табачная мозаика») и обнаружил, что возбудителем является агент, способный проходить сквозь бактериальные фильтры, ранее считавшиеся непроницаемыми для микроорганизмов. Это открытие стало первым свидетельством существования вирусов.

3. Особенности строения и жизненного цикла вирусов

Структура вируса:

Рисунок 1 – Строение вирионов: а-простой (вирус табачной мозаики), б-сложный (вирус герпеса)

• Генетический материал (ДНК или РНК).
• Белковый капсид, защищающий генетический материал.
• У некоторых вирусов имеется дополнительная липидная оболочка (оболочечные вирусы).

Жизненный цикл:

1.     Адсорбция вируса на клетке хозяина.

2.     Проникновение внутрь клетки путём эндоцитоза или слияния оболочки вируса с мембраной клетки.

3.     Разборка вируса внутри клетки (дезинтеграция).

4.     Репликация вирусного генома.

5.     Сборка новых вирусных частиц.

6.     Выход зрелых вирусов из заражённой клетки (либо путем лизиса, либо почкования).

4. Бактериофаги

Рисунок 2 – строение бактериофага

 

Бактериофаги — это специализированные вирусы, поражающие бактерии. Их жизненные циклы включают литический путь (разрушение бактерий) и лизогенный путь (латентное состояние внутри бактериальной клетки).

5. Болезни растений, животных и человека, вызываемые вирусами

Примеры заболеваний:

• Растений: табачная мозаика, картофельная болезнь листьев.
• Животных: ящур, бешенство.
• Человека: грипп, гепатит, герпес, ВИЧ-инфекция.

6. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) – возбудитель СПИДа

ВИЧ поражает иммунную систему человека, разрушая CD4+ Т-клетки, что ведёт к развитию синдрома приобретённого иммунодефицита (СПИД). Основные пути передачи: половой контакт, переливание крови, использование инфицированных игл и вертикальная передача от матери ребёнку.

Практические задания и рекомендации по их выполнению

 

Учащиеся делятся на две группы (сторонников биологической природы вирусов и сторонников химической природы вирусов).

Первая группа: изучить состояние вируса в живом организме.

Некоторые факты.

1.     После проникновения вириона гриппа в клетку, число вирусов увеличивается каждые 6 часов в тысячу раз. Через 48 часов у человека появляются первые признаки болезни.

2.     Шаровидный вирус гриппа имеет на наружной оболочке выступающие детали гликопротеидные шипы (N,Н), которые     постоянно  изменяются,        что затрудняет выработку лекарств.

3.     В 1957 году Гирер и Шрамм разрушили вирус табачной мозаики, выделили составные части, смешали их и получили жизнеспособное потомство. Позже ученые смешивали нуклеиновую кислоту одного вируса и белок другого, получая жизнеспособное потомство. Такого рода явления происходят в природе естественным путем.

4. Вирусы состоят из следующих основных компонентов: 1. Сердцевина - генетический материал (ДНК либо PHK), который несет информацию о нескольких типах белков, необходимых для образования нового вируса.2. Белковая оболочка, которую называют капсидом (от латинского слова капса— ящик)3. Дополнительная липопротеидная оболочка.

Вторая группа: изучить состояние вируса вне живого организма.

Некоторые факты.

1.      Д.И.Ивановский пытался вырастить возбудителя мозаичной болезни табака на искусственных питательных средах. Но серия экспериментов не дала положительных результатов.

2.      В 1935году Венделлом Стенли были получены кристаллы вируса мозаичной болезни. В такой форме вирусы способны сохраняться.

3.      Вирусы имеют очень ограниченное число ферментов. Для размножения используют обмен веществ клетки - хозяина, ее ферменты и энергию.Попав в клетку, вирус начинает использовать системы биосинтеза белков и нуклеиновых кислот клетки для синтеза собственных биополимеров. Вирусные частицы появляются сразу «взрослыми».

4.      Конструкция вируса: в защитной «одежде» из белка заключено наследственное вещество — геном (ДНК или PHK).

Ход работы:

Исходя из изученного материала, выписывается основная характеристика вирусов с точки зрения биологической и химической природы.

Сторонники биологической природы вирусов

Вирусы способны размножаться. Они обладают наследственностью.

Вирусы обладают изменчивостью, благодаря которой они приспосабливаются к условиям окружающей среды.

Вирусы способны скрещиваться между собой и производить жизнеспособные гибриды.

Сторонники химической природы вирусов.

Размножение вирусов невозможно вне чужой клетки.

Они образуют кристаллы — типичное вещество неживой природы. Вирусы не растут.

Они не синтезируют собственные белки, не способны к обмену веществ.

У вирусов нет каких-либо структур, присущих обобщенной схеме клетки (или: у них нет клеточного строения).

Выводы:

-Вирусы — это субмикроскопические структуры доклеточного уровня организации.

-Вирусы сочетают в себе двойственность свойств живой и неживой природы.

-Вирусы — суперпаразиты: они могут существовать и размножаться только в клетке чужого организма.

По образному выражению английского биолога, лауреата Нобелевской премии Питера Медавара, вирусы - «это плохие новости в упаковке из белка».

Это действительно так. Сейчас известно около 500 вирусов, каждый из которых вызывает определенное заболевание растений, животных и человека.

Около 75% всех инфекционных заболеваний — вирусные.

Задание:

Исходя из данных таблицы, охарактеризуйте меры профилактики вирусных заболеваний.

Вирусные заболевания                                                                                           Таблица 6

Название болезни	Возбудитель	Поражаемые области тела	Способ распространения	Тип вакцинации
Грипп	Микровирус одного из трех типов А, В, С.	Дыхательные пути, эпителий выстилающий трахеи и бронхи.	Капельная инфекция.	Убитый вирус: штамм убитого вируса должен соответствовать штамму вируса вызывающего заболевание.
Оспа	Вирус натуральной оспы.	Дыхательные пути, затем кожа.	Капельная инфекция (возможно контактная передача через раны).	Живой ослабленный вирус.
Корь	Ксовирус (РНК-содержащий).	Дыхательные пути от ротовой полости до бронхов, затем переход на кожу и кишечник.	Капельная инфекция.	Живой вирус.
Коревая краснуха	Вирус краснухи	Дыхательные пути, шейные лифматические узлы, глаза, кожа.	Капельная инфекция.	Живой вирус.
ОРВИ	Самые разные вирусы.	Дыхательные пути, обычно только верхние.	Капельная инфекция.	Живой или инактивированный вирус вводится путем внутримышечной инъекции.
Полиомиелит	Вирус полиомиелита (PHK — содержащий).	Глотка и кишечник, затем кровь; иногда двигательные нейроны спинного мозга.	Капельная инфекция.	Живой вирус.
Желтая лихорадка	Арбовирус (т.е. вирусов, передаваемых комарами, клещами или другими членистоногими)	Кровеносные сосуды и печень.	Переносчики – членистоногие, например клещи и комары.	Живой вирус.
Свинка	Ксовирус.	Дыхательные пути, затем инфекция распространяется по всему телу через кровь.	Капельная инфекция или контактная передача через рот с заразной слюной.	Живой вирус.
СПИД	Вирус иммунодефицита человека	Поражаются в основном клетки, отвечающие за иммунитет, в первую очередь Т-лимфоциты-хелперы (CD4+). В результате развивается неспособность организма бороться с инфекциями и опухолями, что приводит к развитию оппортунистических заболеваний.	Половой, вертикальный (от матери к ребенку), через кровь	На сегодняшний день не существует одобренной вакцины против ВИЧ.

Из предложенных предметов выберите 3 наиболее необходимые для того, чтобы в период эпидемии не заразиться гриппом?

Витамины, марлевая повязка, мыло, носовой платок, одноразовые носовые платки, зубная щётка.

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

3.5 Практическая работа № 5

Тема: Кейсы на анализ информации по темам: «Инфекционные заболевания и эпидемии в истории человечества; Вакцинация как профилактика инфекционных заболеваний» Защита кейсов.

Цели: анализ информации об инфекционных заболеваниях и эпидемии в истории человечества; развитие умения фиксировать результаты проделанной работы, выделять главное; формирование осознания практического значения приобретаемых умений.

Задачи: развить у студентов навыки критического мышления, анализа исторических фактов и современного состояния дел, научившись интерпретировать различные типы информации; научить студентов самостоятельному поиску необходимой информации, работе с разными источниками и формированию собственного мнения на основе доказательств.

Оснащение рабочего места: теоретический материал по теме, карточки-задания, презентация.

Основные теоретические положения

Инфекционные заболевания и эпидемии неоднократно становились причиной человеческих трагедий и меняли ход истории, а вакцинация является эффективным методом профилактики многих из них, позволяя организму формировать невосприимчивость к болезням без опасностей полномасштабной инфекции. Первая вакцина была создана от натуральной оспы, а современные вакцины защищают от широкого спектра инфекций, включая COVID-19, гепатит B, грипп и другие. 

Электронные ресурсы

1.     [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.privivka.ru/o-privivke/vaccination-history

2.     [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cgon.rospotrebnadzor.ru/istoriya/istoriya-sanitarnogo-prosveshcheniya/istoriya-vaktsinatsii/istoriya-vaktsinatsii-v-rossii/

3.     [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://spasskiy.tatarstan.ru/istoriya-borbi-s-infektsionnimi-zabolevaniyami.htm

4.     [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://therapy-journal.ru/articles/Vakcinaciya-kak-kluchevoi-element-borby-s-epidemiei-i-pandemiei.html

5.     [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cheb-crb.med.cap.ru/press/2017/4/25/902318

Задание: Используя справочный материал и электронные ресурсы, выполните мини-проект - «Инфекционные заболевания и эпидемии в истории человечества; Вакцинация как профилактика инфекционных заболеваний».

Примеры кейсов:

1. Черная смерть XIV века

Описание: Эпидемия чумы («Черная смерть»), разразившаяся в Европе в середине XIV века, уничтожила около трети населения континента — примерно 75–200 миллионов человек. Чума распространялась благодаря зараженным грызунам и блохам, переносящим возбудителя болезни Yersinia pestis.

Вопросы для анализа:

Какие социальные и экономические последствия имела эпидемия?

Как повлияла эпидемия на развитие медицины и санитарии?

Почему эта пандемия была настолько разрушительной?

2. Испанский грипп 1918 года

Описание: Глобальная пандемия испанского гриппа, начавшаяся в конце Первой мировой войны, охватила весь мир, убив около 50 млн человек всего за два года. Несмотря на название, болезнь возникла скорее в США и быстро распространилась среди солдат и гражданских лиц.

Вопросы для анализа:

Что стало причиной столь быстрого распространения пандемии?

Какие меры профилактики применялись тогда и насколько эффективно?

Какой опыт борьбы с пандемиями извлекли власти разных стран?

3. Холера XIX века

Описание: Первая глобальная вспышка холеры началась в Индии в 1817 году и вскоре достигла Европы и Америки. Возбудителем болезни является бактерия Vibrio cholerae, передающаяся через загрязненную воду и пищу.

Вопросы для анализа:

Что привело к возникновению первой глобальной эпидемии холеры?

Есть ли сходства между методами борьбы с холерой XIX века и современными подходами?

4. История вакцинации против оспы

Описание: Оспа считалась одной из самых страшных болезней человечества вплоть до конца XX века. Благодаря массовому применению вакцины, разработанной Эдвардом Дженнером в XVIII веке, вирус натуральной оспы объявлен побежденным ВОЗ в 1980 году.

Вопросы для анализа:

Кто первым предложил идею вакцинации и почему именно вакцинация оказалась эффективной?

Были ли сложности и сопротивление массовой прививочной кампании?

Можно ли считать победу над оспой победой всей системы здравоохранения мира?

5. Современные программы иммунизации детей

Описание: Всемирная организация здравоохранения рекомендует проводить вакцинацию детей от ряда опасных инфекций, включая корь, полиомиелит, дифтерию, столбняк и коклюш.

Вопросы для анализа:

Насколько эффективны современные детские прививки?

Существуют ли риски побочных эффектов и какова вероятность осложнений?

По каким причинам некоторые родители отказываются вакцинировать своих детей?

6. Противоречивые взгляды на обязательность вакцин

Описание: В последнее десятилетие усилились споры вокруг обязательной вакцинации и появления движения антипрививочников, аргументирующих отказ от прививок религиозными убеждениями, страхом перед химическими компонентами вакцин и сомнениями относительно их эффективности.

Вопросы для анализа:

Имеют ли научные доказательства основания позиции противников вакцинации?

Стоит ли вводить обязательную вакцинацию и наказывать родителей за отказ прививать ребенка?

Может ли отсутствие массового иммунитета привести к новым вспышкам ранее контролируемых болезней?

3.6 Практическая работа № 6

Тема: Решение задач на определение вероятности возникновения наследственных признаков при моно-, ди-, полигибридном и анализирующем скрещивании, составление генотипических схем скрещивания.

Цель: уметь решать задачи по законам Г. Менделя.

Задачи: закрепить знания генетической символики и терминологии; научиться составлять схемы скрещивания, применяя законы наследственности.

Оснащение рабочего места: комплект учебных принадлежностей; раздаточный материал, тетрадь для практических работ, таблицы, схемы скрещивания, рисунки к генетическим задачам.

Практические задания и рекомендации по их выполнению

Правила, которые следует помнить при решении задач по генетике:

1)    Каждая гамета получает гаплоидный набор хромосом (генов).

2)    В каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из каждой пары (только один ген из каждой аллели).

3)    Число возможных вариантов гамет равно 2ⁿ, где n – число хромосом, содержащих гены в гетерозиготном состоянии.

4)    Одну гомологичную хромосому (один аллельный ген) из каждой пары ребенок получает от отца, а другую (другой аллельный ген) – от матери.

5)    Гетерозиготные организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак.

6)    Организмы с рецессивным признаком всегда гомозиготны.

7)    Первый закон Менделя — «Закон единообразия гибридов первого поколения» («Закон доминирования»). При сопряжении особей, которые имеют отличающийся по одному альтернативному признаку генотип, возникает потомство, в котором проявляется преобладающий (доминантный) ген данной аллели.

8)    Второй закон Менделя — «Закон расщепления». При скрещивании особей с разными аллелями наблюдается расщепление проявления признака в соотношении 3:1, а также распределение генотипов в соотношении 1:2:1.

9)    Третий закон Менделя — «Закон независимого наследования». При скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании).

Алгоритм решения задачи:

1)    Внимательно изучите условие задачи.

2)    Определите тип задачи, для чего выясните, сколько пар признаков рассматривается в задаче, сколько пар генов кодирует эти признаки, а также число классов фенотипов, присутствующие в потомстве и их соотношение.

3)    Выясните генотипы особей, неизвестных по условию.

4)    Запишите схему скрещивания в соответствии с требованиями по оформлению, а также максимально подробное изложение всего хода рассуждений по решению задачи, с обязательным логическим обоснованием каждого вывода. Отсутствие объяснения даже очевидных, на первых взгляд, моментов может быть основанием для снижения оценки.

5)      Запишите ответ задачи.

Ход работы:

Часть 1. Тренировочные задачи (студент решает на доске совместно с преподавателем).

1. Миоплегия (периодические параличи) наследуется как доминантный призрак. Определите вероятность рождения детей с аномалиями в семье, если отец гетерозиготен, а мать не страдает миоплегией.

2. Родители имеют I и IV группы крови. Могут ли дети унаследовать группу крови одного из родителей? Можно ли при необходимости переливать кровь от родителей к детям?

3. Серповидно-клеточная анемия и талассемия наследуются как два признака с неполным доминированием (аллель не полностью доминантен по признаку серповидноклеточности – он рецессивен в районах, где нет малярии, но обладает сверхдоминированием в местах, где малярия распространена). Гены не сцеплены между собой. У гетерозигот по серповидно-клеточной анемии, так же, как и у гетерозигот по талассемии, заболевание не имеет выраженной клинической картины. Во всех случаях носители данных генов устойчивы к малярии. У двойных гетерозигот (дигибриды по обеим парам анализируемых признаков) развивается микродрепаноцитарная анемия. Гомозиготы по серповидно-клеточной анемии и талассемии в детстве умирают в большинстве случаев. Какова вероятность рождения детей с тяжелой формой анемии, устойчивых к малярии и детей, которые умрут в раннем детстве, при браке дигетерозиготных родителей?

4. Альбинизм, глухонемота и гепатоцеребральная дистрофия (нарушение обмена меди) наследуются рецессивно. Гены всех трех признаков находятся в разных парах хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий и больных гепатоцеребральной дистрофией в семье здоровых родителей, если известно, что сверковь (мать мужа) и теща (мать жены) страдают гепатоцеребральной дистрофией, а у отца жены наследственная форма глухонемоты, а отец мужа – альбинос?

5. У дрозофилы серая окраска тела и наличие щетинок – доминантные признаки, которые наследуются независимо. Какое потомство следует ожидать от скрещивания желтой самки без щетинок с гетерозиготным по обоим признакам самцом?

Письменная самостоятельная работа

Вариант 1.

1. Полидактилия (шестипалость) и близорукость передаются как доминантные признаки. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, если оба родителя страдают обоими недостатками и при этом являются дигетерозитами? (1 балл)

2. Родители имеют I и III группы крови, у них родились 2 ребенка: первый ребенок имел первую группу крови. Какая группа крови может быть у второго ребенка? (1 балл)

3. Короткопалость, близорукость и альбинизм кодируются рецессивными генами, расположенными в разных хромосомах. Короткопалый, близорукий мужчина с нормальной пигментацией (но носителем гена альбинизма), женился на здоровой женщине-альбиноске (с носительством генов короткопалости и близорукости). Их первый ребенок был короткопал, второй – близорук, третий – альбинос. Определить генотипы родителей и детей. (2 балла)

4. Доминантные признаки у арбуза - круглые по форме и зеленая корка плодов, а рецессивные признаки - длинные по форме и полосатая корка плодов. Гены, определяющие эти признаки, локализованы в разных хромосомах. При скрещивании растения арбуза с круглыми зелеными плодами с растением, имеющим длинные полосатые плоды, в потомстве получили растения с длинными зелеными и круглыми зелеными плодами. Составьте схему решения задачи. Как называется такое скрещивание? (1 балл)

Вариант 2.

1. Детская форма амавротической семейной идиотии наследуется рецессивно и заканчивается обычно смертельным исходом к 4-5 годам. В семье здоровых родителей первый ребенок умер от этой болезни. Напишите генотип родителей. Какова вероятность рождения ребенка с амавротической идиотией в будущем? (1 балл)

2. В брак вступают кареглазые, имеющие веснушки люди (признаки доминантные), у них родилась голубоглазая дочь без веснушек. Определите вероятность рождения следующего ребенка, внешне похожего на родителей. (1 балл)

3. Доминантные признаки - красный цвет и гладкая форма плодов, рецессивные признаки – желтый цвет и опушенная форма плодов томатов. Гены не сцеплены.

Скрестим растения с красными и гладкими плодами (дигетерозиготное) c растением, имеющим желтые и опушенные плоды. Определите генотип и фенотип потомства. (1 балл)

4. Карий цвет глаз, темные волосы и владение правой рукой – доминантные признаки, которые наследуются независимо. Отец – кареглазый темноволосый левша, мать – голубоглазая светловолосая правша. В семье имеются: сын – голубоглазый светловолосый левша, и дочь – кареглазая темноволосая правша. Определить генотипы всех членов семьи, записать генотипическую схему скрещивания. (2 балла)

 

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

 

3.7 Практическая работа № 7

Тема: Решение задач на определение вероятности возникновения наследственных признаков при сцепленном наследовании.

Цель: уметь решать задачи на определение вероятности возникновения наследственных признаков при сцепленном наследовании.

Задачи: закрепить знания генетической символики и терминологии; научиться составлять схемы скрещивания задач на сцепленное наследование.

Оснащение рабочего места: Оснащение рабочего места: комплект учебных принадлежностей; раздаточный материал, тетрадь для практических работ, таблицы, схемы скрещивания, рисунки к генетическим задачам.

Практические задания и рекомендации по их выполнению

Правила, которые следует помнить при решении задач по генетике:

Правила, которые следует помнить при решении задач по генетике:

1) Каждая гамета получает гаплоидный набор хромосом (генов).

2) В каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из каждой пары (только один ген из каждой аллели).

3) Число возможных вариантов гамет равно 2ⁿ, где n – число хромосом, содержащих гены в гетерозиготном состоянии.

4) Одну гомологичную хромосому (один аллельный ген) из каждой пары ребенок получает от отца, а другую (другой аллельный ген) – от матери.

5) Гетерозиготные организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак.

6) Организмы с рецессивным признаком всегда гомозиготны.

7) Сцепленное наследование (рецессивное или доминантное) — совместное наследование участков, которые расположены в одной хромосоме. Иногда при образовании гамет происходит кроссинговер, и группы сцепления разрушаются. Особи получаются рекомбинантными;

8) Полное сцепление — гены расположены очень близко, всегда наследуются вместе.

9) Неполное сцепление — расстояние есть, кроссинговер возможен.

10) Анализирующее скрещивание — скрещивание гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям, то есть «анализатором».

11) Количество кроссоверных гамет (два типа, в сумме дают % кроссинговера) всегда меньше, чем некроссоверных.

Алгоритм решения задачи

1)    Внимательно изучите условие задачи.

2)    Определите тип задачи, для чего выясните, сколько пар признаков рассматривается в задаче, сколько пар генов кодирует эти признаки, а также число классов фенотипов, присутствующие в потомстве и их соотношение.

3)    Выясните генотипы особей, неизвестных по условию.

4)    Запишите схему скрещивания в соответствии с требованиями по оформлению, а также максимально подробное изложение всего хода рассуждений по решению задачи, с обязательным логическим обоснованием каждого вывода. Отсутствие объяснения даже очевидных, на первых взгляд, моментов может быть основанием для снижения оценки.

5)    Запишите ответ задачи.

Ход работы:

Часть 1. Тренировочные задачи (студент решает на доске совместно с преподавателем).

1. Гладкая поверхность семян кукурузы доминирует над морщинистой, окрашенные семена доминируют над неокрашенными. Оба признака сцеплены. При скрещивании кукурузы с гладкими окрашенными семенами с растением, имеющим морщинистые неокрашенные семена, получено такое потомство: окрашенных гладких – 4152 особи, окрашенных морщинистых – 149, неокрашенных гладких – 152, неокрашенных морщинистых – 4163. Определите расстояние между генами (ответ в морганидах).

2. Женщина, получившая ретинит (ночная слепота) от отца, а рахит от матери, вышла замуж за здорового мужчину. Какова вероятность рождения в этой семье детей с двумя аномалиями, если локусы генов, определяющих эти признаки, находятся в Х хромосомах на расстоянии 22 М (морганид).

3.У человека катаракта и многопалость вызываются доминантными аллелями двух сцепленных генов. Кроссинговера между ними не происходит. Здоровая женщина выходит замуж за мужчину, страдающего этими признаками (многопалость он унаследовал от отца, а катаракту от матери). Оцените вероятность того, что их ребенок будет: А – одновременно страдать обеими аномалиями; Б – страдать одной из 2х аномалий; В – полностью здоров.

4. Гены дальтонизма и гемофилии сцеплены и находятся в одной хромосоме. Какие дети могут родиться от брака дальтоника с женщиной, страдающей дальтонизмом и являющейся носительницей гена гемофилии? Сделайте генетическую запись задачи.

Письменная самостоятельная работа

Вариант 1.

1. У томата высокий рост доминирует над низким, гладкий эндосперм над шероховатым. Эти признаки сцеплены. От скрещивания высоких растений с гладким эндоспермом с низкими растениями с шероховатым получено расщепление: 218 высоких растений с гладким эндоспермом, 10 – высоких с шероховатым, 7 – низких с гладким, 199 – низких с шероховатым. Определите расстояние между генами, ответ запишите в морганидах (1 балл).

2. Гены дальтонизма и гемофилии (рецессивные признаки) сцеплены и находятся в одной хромосоме. Какие дети могут родиться от брака мужчины-гемофилика с женщиной, страдающей дальтонизмом, а в остальном имеющей благополучный генотип? Сделайте генетическую запись задачи (1 балл).

3. Женщина, получившая аниридию (А) (отсутствие радужной оболочки) от отца, а темную эмаль зубов (В) от матери, вышла замуж за здорового мужчину. Какова вероятность рождения в этой семье детей с двумя аномалиями, если локусы генов, определяющих эти признаки, находятся в Х хромосомах на расстоянии 20 М (морганид) (2 балл).

4. Доминантные гены катаракты (патология органа зрения, характеризующаяся частичным или тотальным помутнением хрусталика, который находится между стекловидным телом и радужкой глаза) и элиптоцитоза (редкое аутосомно-доминантное заболевание, при котором эритроциты имеют овальную или эллиптическую форму) расположены в первой аутосоме. Определите вероятные фенотипы и генотипы детей от брака здоровой женщины и дигетерозитного мужчины. Кроссинговер отсутствует. (1 балл).

Вариант 2.

1. При скрещивании растения кукурузы с нормальными блестящими листьями с растением с надрезанными матовыми листьями всё потомство получилось с нормальными матовыми листьями (F1). В анализирующем скрещивании гибридного потомства (F1) получилось четыре разные фенотипические группы (F2): 128 нормальные блестящие, 131 надрезанные матовые, 40 надрезанные блестящие, 38 нормальные матовые. Укажите генотипы родителей (Р), потомства (F1 и F2), составьте схему скрещивания. Определите расстояние между генами (2 балла).

2. Гипертрихоз (вырастание волос на краю ушной раковины) наследуется как признак, сцепленный с Y-хромосомой. Какова вероятность рождения детей с этой аномалией в семье, где отец страдает гипертрихозом? Запишите генотип родителей и схему скрещивания. (1 балл).

3. У перца красная окраска плода доминирует над зеленой, а высокий рост стебля - над карликовым. Гены, определяющие окраску плода и высоту стебля, лежат в одной хромосоме, расстояние между их локусами 40 М. Скрещено гетерозиготное по обоим признакам растение с карликовым, имеющим зеленую окраску плода (1 балл).

4. Оба родителя здоровы, но у них родился сын с нарушением цветового зрения. От кого сын унаследовал дальтонизм? Каковы генотипы родителей? (1 балл).

 

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

3.8 Практическая работа № 8

Тема: Наследственные заболевания человека. Генные и хромосомные болезни человека. Болезни с наследственной предрасположенностью. Значение медицинской генетики в предотвращении и лечении генетических заболеваний человека. Представление устных сообщений с презентацией, подготовленных по перечню источников, рекомендованных преподавателем.

Цель: изучить и подготовить устное сообщение и презентацию об основных аспектах наследственных заболеваний человека, включая генные и хромосомные патологии, а также болезни с наследственной предрасположенностью.

Задачи: сформировать знания о наследственных болезнях человека, о наследовании резус – фактора; охарактеризовать генные и хромосомные болезни. Познакомиться с мерами профилактики наследственных болезней человека.

Оснащение рабочего места: комплект учебных принадлежностей, тетрадь для практических работ.

Темы докладов. В каждой теме (1-14) расписать симптомы, причины возникновения, диагностика, лечение, реабилитация.

6.     Синдром Ангельмана (Энгельмана).

7.     Муковисцидоз.

8.     Синдром Пирсона.

9.     Синдром Дауна.

10. Синдром Клайнфельтера.

11. Синдром Шерешевского-Тернера.

12. Синдром Эдварса.

13. Синдром «кошачьего крика» (синдром Лежена).

14. Серповидно-клеточная анемия.

15.  Нейрофиброматозы.

16.  Дальтонизм.

17.  Гемофилия.

18. Фенилкетонурия (ФКУ).

19.  Синдром Дубовица.

20. Значение медицинской генетики в предотвращении и лечении генетических заболеваний человека.

Задание:

После защиты докладов и презентаций, в тетради заполните таблицу: Характеристика наследственных болезней человека.

Вариант 1.

Название болезни	К какому типу мутации относится/Причина заболевания	Признаки болезни	Профилактика/Лечение
Синдром Ангельмана (Энгельмана).
Муковисцидоз.
Синдром Пирсона.
Синдром Дауна.
Синдром Клайнфельтера.
Синдром Шерешевского-Тернера.
Синдром Эдварса.

 

Вариант 2.

Название болезни	К какому типу мутации относится/Причина заболевания	Признаки болезни	Профилактика/Лечение
Синдром «кошачьего крика».
Серповидно-клеточная анемия.
Нейрофиброматозы.
Дальтонизм.
Гемофилия.
Фенилкетонурия (ФКУ).
Синдром Дубовица.

 

 Контрольные вопросы:

1. Дайте определение понятия «наследственное заболевание». Приведите примеры генных и хромосомных болезней.

2. Какие бывают хромосомные болезни? Чем они характеризуются?

3. Что такое генные болезни? Приведите классификацию генных заболеваний по типу наследования.

4. Что понимается под термином «болезни с наследственной предрасположенностью»? Приведите примеры таких заболеваний.

5. Какие существуют методы диагностики наследственных заболеваний на ранних стадиях беременности?

6. Что представляет собой медицинская генетика и какую роль она играет в предупреждении наследственных заболеваний?

7. Какие меры профилактики рекомендуются людям с семейной историей наследственных заболеваний?

3.9 Практическая работа № 9

Тема: Решение задач на определение вероятности возникновения наследственных признаков при различных типах взаимодействия генов, на определение типа мутации при передаче наследственных признаков, составление генотипических схем скрещивания.

Цель: уметь решать задания/задачи на определение вероятности возникновения наследственных признаков при различных типах взаимодействия генов, на определение типа мутации при передаче наследственных признаков.

Задачи: изучить законы наследования, развить умение читать и интерпретировать генотипические схемы, понимать принципы расчетов вероятностей при составлении схем скрещивания.

Оснащение рабочего места: комплект учебных принадлежностей; раздаточный материал, тетрадь для практических/лабораторных работ.

Практические задания и рекомендации по их выполнению

Алгоритм решения задачи

1)    Внимательно изучите условие задачи.

2)    Определите тип задачи, для чего выясните, сколько пар признаков рассматривается в задаче, сколько пар генов кодирует эти признаки, а также число классов фенотипов, присутствующие в потомстве и их соотношение.

3)    Выясните генотипы особей, неизвестных по условию.

4)    Запишите схему скрещивания в соответствии с требованиями по оформлению, а также максимально подробное изложение всего хода рассуждений по решению задачи, с обязательным логическим обоснованием каждого вывода. Отсутствие объяснения даже очевидных, на первых взгляд, моментов может быть основанием для снижения оценки.

5)    Запишите ответ задачи.

Ход работы:

Часть 1. Тренировочные задания (студент решает на доске совместно с преподавателем).

1. Арахнодактилия (паучьи пальцы) наследуются как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью, равной 30%. Леворукость – рецессивный аутосомный признак с полной пенетрантностью. Определите вероятность рождения ребенка с 2мя аномалиями в семье, в которой оба родителя гетерозиготны по обеим парам.

2. Нормальный гемоглобин (HbA), содержащейся в эритроцитах человека, определяется следующей последовательностью нуклеотидов смысловой цепи ДНК:

3´ ЦАА ГТА ГАА ТГА ГТТ ЦТТ ТТТ 5´

При заболевании серповидно-клеточной анемии (СКА) эритроциты содержат гемоглобин HbS и имеют форму серпа.

Точечная мутация связана с заменой одной пары оснований ДНК в 6 триплете. В результате в молекуле гемоглобина глутаминовая кислота в 6-м положении меняется на валин. Напишите последовательность аминокислот в начальном участке HbA и HbS и выясните, какие изменения произошли в ДНК.

3. Охарактеризуйте кариотип клетки, содержащий следующую мутацию: 46, XY, 15+, 21-.

4. Все клетки больного мужчины имеют 47 хромосом за счет лишней Х-хромосомы. Укажите название этой мутации, все возможные механизмы ее возникновения и вероятность передачи ее потомству.

5. В результате мутации последовательность генов в хромосоме изменилась с ABCDEFGH на ACBDEFH. Определите тип хромосомной мутации.

6. Эдик родился с фенилкетонурией, но благодаря соответствующей диете развивался нормально. С какими формами изменчивости связаны его болезнь и нормальное развитие?

7. У пожилых супругов родилась дочь, больная гемофилией (сцепленный с полом признак Xh) Отец – гемофилик, мать имеет нормальную свертываемость крови и благополучный в отношении гемофилии генотип. Укажите возможные механизмы появления гемофилии у дочери; назовите особенности ее генотипа и фенотипа.

Письменная самостоятельная работа

Вариант 1.

1.     По данным шведских генетиков, некоторые формы шизофрении наследуются как доминантные аутосомные признаки. При этом у гомозигот пенетрантность равна 100 %, у гетерозигот – 20 %. Определите вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов гетерозиготен, а другой нормален в отношении анализируемого признака.

2.     У пожилых супругов родился сын, гетерозиготный по гену дальтонизма (сцеплен с Х-хромосомой). Что вы можете сказать о его кариотипе? Какая болезнь у сына?

3.     В результате мутации последовательность генов в хромосоме изменилась с ABCDEFGHIJKL на ABDCEFGHIKL. Определите тип хромосомной мутации.

4.     Отец голубоглазый, мать кареглазая, а у дочери один глаз карий, другой – голубой. Как это можно объяснить?

5.     Женщина, переболевшая во время беременности коревой краснухой, родила глухого сына. У нее и мужа слух нормальный, в родословной обоих супругов глухота не отмечена. Определите возможный механизм появления глухоты у ребенка; вероятность повторного рождения глухого ребенка в данной семье?

Вариант 2.

1.     Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ: иРНК: ААА ГГГ ЦЦЦ АГА УГУ. Произошла генная мутация: пятая аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту триптофан (Три)? Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК (напишите последовательность нуклеотидов двух исходных цепей ДНК и после мутации и обоснуйте свой ответ).

2.     Охарактеризуйте кариотип клетки, содержащий следующую мутацию: кариотип 47, XX, 21+. Укажите название заболевания, причину возникновения мутации.

3.     У женщины с моносомией по Х-хромосоме обнаружен дальтонизм. Укажите ее генотип по гену дальтонизма и вероятность передачи этого гена потомству. Есть ли заболевание у этой женщины?

4.     Владимир и Валерий – монозиготные близнецы. Елена и Светлана – тоже. Владимир женился на Елене, а Валерий – на Светлане. В обеих семьях родились сыновья. Будут ли они сходны друг с другом в такой же степени, как монозиготные близнецы?

5.     В результате патологического митоза клетка человека, имевшая нормальный хромосомный набор, разделилась так, что одна дочерняя клетка получила 45 хромосом, а другая – 47. Укажите возможный механизм этой мутации.

 

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

3.10 Практическая работа № 10

Тема: Составление и анализ родословных человека.

Цель: Научиться составлять родословную и делать ее анализ. На конкретных примерах рассмотреть наследование признаков, условия их проявления.

Задачи: узнать основные термины и обозначения, используемые в анализе родословных; развитие способностей самостоятельного сбора и обработки информации; воспитание уважительного отношения к своему роду и семье.

Оснащение рабочего места: компьютер, проектор, презентация «Анализ родословной».

Основные теоретические положения

Генеалогический метод – это метод изучения родословных, с помощью которого прослеживается распределение болезни (признака) в семье или в роду с указанием типа родственных связей между членами родословной.

 

Генеалогический метод включает в себя два этапа:

1) Составление родословной и её графическое изображение;
2)         Генетический анализ полученных данных.

При составлении родословной принято использовать специальные символы:

 

Рисунок 3 – Символы, используемые при составлении родословных

 

Составляя графическое изображение родословной, соблюдают следующие правила:

1. Начинают родословную с пробанда (особи, на которую составляется родословная). Братья и сестры располагаются в порядке рождения слева направо, начиная со старшего;

2. Представители каждого поколения в родословной располагаются строго в один ряд;

3. Римскими цифрами обозначаются поколения: слева от родословной сверху вниз;

4. Арабскими цифрами нумеруется потомство одного поколения (весь ряд) слева направо последовательно (под каждым представителем — родственником). Таким образом, каждый член родословной имеет свой шифр, например II–3, III–6.

Ход работы.

Часть 1. Рассмотрим признаки некоторых типов наследования.

1.Аутосомно-доминантный тип наследования

Рисунок 4.

1)признак проявляется в каждом поколении;

2)признаком обладает ребенок у родителей – обладателей признака;

3)признаком обладают в равной степени мужчины и женщины;

4)вероятность наследования 100 % (если хотя бы один родитель гомозиготен), 75 % (если оба родителя гетерозиготны) и 50 % (если один родитель гетерозиготен).

2.Аутосомно-рецессивный тип наследования

Рисунок 5.

1)признак проявляется не в каждом поколении;

2)признаком обладает ребенок (гомозигота), рожденный от родителей (гетерозигот), не обладающих данным признаком;

3)признаком обладают в равной степени мужчины и женщины;

4)вероятность наследования 25 % (если оба родителя гетерозиготны), 50 % (если один родитель гетерозиготен, а второй гомозиготен по рецессивному признаку) и 100 % (если оба родителя рецессивные гомозиготы).

3.Х-сцепленный рецессивный тип наследования

Рисунок 6.

1)чаще признак встречается у лиц мужского пола;

2)чаще признак проявляется через поколение;

3)если оба родителя здоровы, но мать гетерозиготна, то признак часто проявляется у 50% сыновей;

4)если отец болен, а мать гетерозиготна, то обладателями признака могут быть и лица женского пола;

Так наследуются у человека гемофилия, дальтонизм, умственная отсталость с ломкой Х-хромосомой, мышечная дистрофия Дюшенна, синдром Леша-Найхана и др.

 

Задания:

1. Вставьте термины:

-Метод изучения родословных, с помощью которого прослеживается распределение признака в роду с указанием типа родственных связей, называется ____________________________.

-Особь, с которой начинают составление родословной при генеалогическом анализе, называется ________________________.

-Потомки одной пары родителей, родные братья и сёстры в генетике животных и человека, называются ___________________.

2. Найдите соответствие.

тип наследования признака, контролируемого доминантными аллелями аутосомного гена	аутосомно-рецессивный
тип наследования признака, контролируемого рецессивными аллелями аутосомного гена	сцепленный с полом
тип наследования признака, контролируемого рецессивными или доминантными  аллелями гена, расположенного в половых хромосомах	аутосомно-доминантный

3. Выберите характеристики Х-сцепленного рецессивного наследования.

1. Признаком обладают в равной степени мужчины и женщины.

2. Чаще признак встречается у лиц мужского пола.

3. Признак проявляется в каждом поколении.

4. Чаще признак проявляется через поколение.

5. Так наследуется дальтонизм, гемофилия, мышечная дистрофия Дюшенна.

6. Так наследуется цвет глаз, цвет волос, близорукость.

Ответ:

4. Установите характер наследования признака, генотип пробанда, его родителей и родителей отца.

5. Вариант 1. Составьте родословную семьи.

Пробанд – больная женщина, ее брат, сестра и родители здоровы. Со стороны отца имеются следующие родственники: больной сахарным диабетом дядя  и две здоровые тети. Одна из них имеет трех здоровых детей (2 сына и дочь), вторая – здорового сына. Дедушка и бабушка со стороны отца – здоровы. Сестра бабушки болела сахарным диабетом. Мать пробанда, дедушка и бабушка с материнской стороны здоровы. Мать имеет здорового брата. У дяди два здоровых сына. Определите характер наследования болезни и вычислите вероятность рождения больных детей в семье пробанда, если она выйдет замуж за здорового мужчину.

Вариант 2. Составьте родословную семьи.

Пробанд (мужчина) болен врожденной катарактой. Он состоит в браке со здоровой женщиной и имеет больную дочь и здорового сына. Отец пробанда болен, а мать здорова и имеет здоровую сестру и здоровых родителей. Дедушка по линии отца болен, а бабушка здорова. Пробанд имеет по линии отца здоровых родных тетю и дядю. Дядя женат на здоровой женщине. У них три здоровых сына. Определите тип наследования признака и вероятность появления в семье дочери пробанда больных внуков, если она выйдет замуж за гетерозиготного по катаракте этого типа мужчину.

6. Ответьте на вопросы.

-В чем значение генеалогического метода  изучения?

- Какие методы генетики вам еще известны? В чем их роль в изучении генетики?

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

 

3.11 Практическая работа № 11

Тема: Описание приспособленности организма и ее относительного характера.

Цель: научиться выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания и устанавливать ее относительный характер.

Задачи: углубить представления учащихся о механизмах естественного отбора и адаптивных изменениях видов; учить устанавливать причинно-следственные связи между условиями среды обитания и особенностями организма; создать предпосылки для экологического воспитания, воспитать бережное отношение к природе и живой материи.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентация;

Ход работы

Часть 1. Изучите таблицу «Адаптации организмов к среде обитания».

Таблица 7

Формы адаптации	Описание адаптации
Форма тела	Обтекаемая форма, или торпедовидная, помогает развивать большую скорость, уменьшая сопротивление воды и ветра
Покровительственная окраска	У открыто гнездящихся птиц несушка и яйца соответствуют фону, скорлупа пигментированная, сезонная смена цвета меха
Маскировка	В момент опасности многие животные замирают, принимая позу покоя
Предупреждающая окраска	Обычно яркая окраска (белая, жёлтая, красная, чёрная) характерна для хорошо защищённых ядовитых или жалящих животных
Мимикрия	Подражание или сходство беззащитного или съедобного вида животного с предостерегающей опасностью
Поведенческая адаптация	Изменения поведения в тех или иных условиях: впадение в спячку в зимний период; сезонные миграции у млекопитающих и птиц
Биохимические адаптации	Образование органических веществ, защищающих от врагов или нападения
Физиологическая адаптация	Изменение в физиологии организма: поддержание постоянной температуры тела, водного баланса и др.

 

Изучив текст и изображения организмов, выполните задания:

1.     Определите среду обитания организмов, предложенных для исследования. Выяви черты их приспособленности к среде обитания и относительный характер приспособленности.

2.     Полученные данные занесите в таблицу «Приспособленность организмов к среде обитания».

Таблица 8

Название организма	Условия среды обитания	Приспособленность к среде обитания	Форма адаптации	Биологическое значение приспособлений	Относительный характер приспособлений

 

Запишите вывод. На основании знаний о движущих силах эволюции, объясни механизм возникновения приспособлений. Сделайте вывод об относительном характере приспособлений.

Приложение.

Описание организмов для изучения:

Рисунок 7 – Утка-крявка

Кряква представляет собой наиболее крупную разновидность речных уток, которая относится к отряду гусеобразных (или пластинчатоклювых). Утка кряква имеет довольно солидные габариты, и длина тела их достигает 65 сантиметров. Размах крыльев находится в диапазоне от 80 см до одного метра, а вес колеблется в интервале от 650 грамм до полутора килограмм. Селезень кряквы считается обладателем одного из самых красивых окрасов среди всех других представителей большого семейства утиных, и имеет голову и шею темно-зеленого цвета с «металлическим» отливом. Грудь – красновато-бурая, воротничок – белый. Птицы обоих полов также имеют своеобразное «зеркальце», которое находится непосредственно на крыле и окаймлено белой линией снизу. Лапы птиц обыкновенно оранжевого цвета, с перепонками красного оттенка. Доминирующий цвет, преобладающий в оперении самок – коричневый. Селится она преимущественно на различных естественных и искусственных водоемах (среди озер, ставков, прудов и рек). Ныряет только будучи раненой, способна проплыть под водой десятки метров. По земле ходит переваливаясь, но при ранении способна проворно бегать.

Рисунок 8 – Крот

У крота форма тела вытянутая, продолговатые сильные передние лапы, которые позволяют ему постоянно рыть землю. Округлые кисти внешне напоминают весла, широкие ладошки вывернуты наружу. Пальцы расставлены, они оканчиваются длинными крепкими когтями. Задние лапы не такие крепкие, ими крот только выгребает рыхлую землю из норы. Длинная морда с вытянутым носом помогают животному по запаху находить еду и безопасные места. Тело покрыто короткой шубой, которая не мешает передвигаться по узким подземным проходам. Шерсть растет вверх, она может сгибаться в любом направлении. Обыкновенный крот окрашен в черно-коричневый или темно-серый цвет. Глаза у млекопитающего есть, но они различают только свет и тьму. Животные практически слепые, хотя зрение под землей им и не нужно. Подвижные веки и густая шерсть предохраняют глаза от попадания в них почвы. У млекопитающих хорошо развито обоняние. Хорошо развито осязание – есть снабженный чувствительными волосками хвост. Ушные раковины отсутствуют, слух слабо развит.

Рисунок 9 - Кактусы

Кактус имеет сочный стебель, листья, которые поглощают большинство запасов воды и полезных микроэлементов, отсутствуют. Кактусы имеют утолщенный стержневидный корень. Постепенно углубляясь, он образовывает дополнительные корневые нити, создавая мощную корневую систему. Именно она служит складом влаги и полезных питательных веществ. Даже утреннею росу тонкие корни способны втягивать в себя, находясь на глубине 15-20 см. Кактусы имеют несколько видов стебля: наземный побег, деревянистый стебель, сочная и безлистая основа. Ребра, сосочки с колючками и бугорки – это зачатки листьев. Они предотвращают чрезмерный перегрев стебла на солнце, образовывая в промежутках тень. В стволе кактуса находятся хлоропласты с хлорофиллом, которые вследствие распада способствуют фотосинтезу. Однако этот процесс происходит не днем, а ночью, что существенно отличает их от других растений. Ареолы – это укороченные боковые почки, из которых прорастают колючки. Они бывают разные по цвету, форме. Благодаря колючкам растение поглощает из воздуха влагу, защищает стебли от холода и жары, а также от животных.

 

3.12 Практическая работа № 12

Тема: Развитие жизни на Земле по эрам и периодам. Анализ и оценка различных гипотез о происхождении жизни и человека.

Цель: уметь анализировать и оценивать различные гипотезы.

Задачи: изучить современные гипотезы происхождения человека, проанализировать их с точки зрения достоинств и недостатков, оценить уровень значимости гипотезы для развития современной биологии.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации, видеоматериалы;

Ход работы:

После просмотра учебной презентации и видеоматериалов, заполните таблицу «Анализ и оценка различных теорий происхождения жизни».

Таблица 9

№ п/п	Название теории (гипотезы)	Сторонники теории	Суть теории (ее основная идея)	«Плюсы» и «минусы» гипотезы
1.	Теория креационизма
2.	Теория самозарождения жизни
3.	Теория вечности жизни (стационарного состояния)
4.	Теория  панспермии
5.	Теория биохимической эволюции
6.	Теория N (допишите ту гипотезу, о которой вы знаете, но она не представлена в таблице)

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

Контрольные вопросы:

1.     Что такое гипотеза панспермии? Какие аргументы свидетельствуют в её пользу?

2.     Опишите суть концепции химического происхождения жизни (абиогенеза). Приведите известные эксперименты, подтверждающие данную концепцию.

3.     Какова роль РНК в современной научной картине мира относительно вопроса происхождения жизни? Чем отличается концепция «РНК-мира» от традиционной идеи о ДНК как первооснове живого организма?

4.     Критически оцените утверждение, что человеческое сознание возникло исключительно вследствие естественных эволюционных процессов. Аргументируйте свою позицию.

5.     Объясните связь между возникновением жизни и появлением первых клеток. Почему переход от отдельных молекул к самоорганизующимся организмам считается одним из ключевых этапов зарождения жизни?

6.     Рассмотрите основные аргументы сторонников теории креационизма и противопоставьте их научным представлениям об эволюции и возникновении жизни.

7.     Какие проблемы возникают при попытке реконструкции условий древней Земли и выяснения конкретных механизмов, приводящих к появлению первой живой клетки?

 

3.13 Практическая работа № 13

Тема: Время и пути расселения человека по планете. Приспособленность человека к разным условиям среды. Влияние географической среды на морфологию и физиологию человека.

Цель: изучить и подготовить устное сообщение и презентацию об особенностях приспособления человека к условиям среды на основе формирования морфологических признаков человеческих рас.

Задачи: ознакомить учащихся с путями миграции первобытных человеческих популяций и временем заселения различных регионов планеты; лучшить навыки анализа и синтеза информации, поступающей из научных статей и учебников; пробудить уважение к уникальности каждого народа и способствовать пониманию культурного многообразия человечества.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации, видеоматериалы;

Темы докладов

1.     Ранняя миграция человека из Африки: предпосылки и последствия.

2.     Заселение Австралии аборигенами: временные рамки и специфика адаптации населения к новой среде.

3.     Пути освоения Нового Света первыми людьми: версия Берингийского моста и другие гипотезы.

4.     Особенности распространения человека в Европе: взаимодействие с местными видами и адаптация к новым экосистемам.

5.     Антропологическое разнообразие современного населения планеты: следствия многовековых миграций и взаимодействий культур.

6.     Биологические адаптации жителей Арктики к суровым условиям климата и питания.

7.     Физиологические изменения жителей горной местности: высотная болезнь и механизм акклиматизации.

8.     Эволюционное изменение цвета кожи человека: защита от ультрафиолета и дефицит витамина D.

9.     Физические различия между жителями равнин и высокогорья: строение тела и сердечно-сосудистая система.

10. Факторы среды, формирующие внешность человека: цвет кожи, форма лица и тип волос.

11. Воздействие урбанизированной среды на здоровье и физическое состояние человека.

Задание:

1.     После защиты докладов и презентаций, в тетради заполните таблицу «Морфологические признаки рас»

Таблица 10

 

2. Ответьте письменно на вопросы:

1.     Используя знания о географической изоляции, обоснуйте гипотезу  происхождения человеческих рас.

2.     Все расы относятся к одному виду или к разным видам? Обоснуйте ответ.

3.     Обоснуйте несостоятельность теории расизма.

 

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

 

3.14 Практическая работа № 14

Тема: Подсчёт плотности популяций разных видов растений
Цель: изучение методов подсчета плотности популяций различных видов растений и анализ полученных данных.

Задачи: ознакомиться с методами количественного учета численности растений; сформировать умения вести наблюдение и обработку экспериментальных данных.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации,  квадрат (деревянная рамка размером 100 x 100 см), рулетка или другой инструмент для определения площади.

Основные теоретические положения

Численность – это общее число особей в популяции. Плотность популяции – это число особей данного вида, приходящееся на единицу площади или объема (для водных видов). Для многочисленных, неравномерно распределенных объектов, например, тлей, часто вместо плотности определяют встречаемость, т.е. долю растений или проб, где присутствует данный вид. Различают среднюю плотность, т. е. численность, приходящуюся на единицу всего пространства, обитаемого и необитаемого, и экологическую плотность, т.е. численность или биомассу, приходящуюся на единицу доступной площади, которая может быть занята популяцией

Прямые методы определения величины популяции. Сосчитать всю популяцию возможно лишь в редких случаях, если вид живет открыто на весьма ограниченной территории. Для этого применяют тотальный (сплошной) учет. Можно посчитать все липы в городском парке, всех моржей на небольшом лежбище, с вертолета заметить всех сайгаков в степи и т.д.

В большинстве случаев полный подсчет слишком трудоемок и пользуются методом пробных площадок. Их вразброс располагают по всему ареалу популяции, на них проводят тотальный учет, а затем результаты пересчитывают на всю площадь.

Интересным, но реже используемым является метод мечения. Он заключается в том, что животных, отлавливают, каким-то способом метят и выпускают обратно в популяцию. Когда пройдет достаточно времени, чтобы меченые особи хорошо перемешались с остальными, проводят повторные учеты, подсчитывая сколько немеченых животных приходится на 1 меченное. Поскольку число меченых известно, составив пропорцию, нетрудно определить численность всей популяции.

Если трудно определить абсолютное значение численности, для сравнения разных популяций можно использовать косвенные показатели обилия, например, число следов, гнезд, нор, число животных или птиц, встреченных в течение часа, число рыб, пойманных при 1 забросе сети, насекомых - при 1 взмахе сачка или в 1 ловушку, число шкурок пушного зверя, сданных за 1 год в заготконтору и т.д. Их можно использовать вместо прямого определения плотности, если известно, что они коррелируют с действительной численностью.

Популяционную плотность в надземных фитоценозах чаще всего определяют методом пробных площадок. Для деревьев размер отдельной пробной площадки должен составлять не менее 400 м², для подсчета кустарников используют площадки в 100 м², для травянистых растений в зависимости от размера особей площадки должны иметь размеры от 10 м² до 0,1 м².

Популяционную плотность вычисляют по формуле:

D = N/P,

где D - популяционная плотность;

N - число особей;

Р - площадь.

Ход работы

1. Метод полного учета особей популяции (применяется для подсчета крупных и хорошо заметных объектов).

1) Выберите два вида деревьев, растущих на участке вблизи школы. Подсчитайте число деревьев каждого вида.

2)  Вычислите площадь участка.

Виды деревьев	Количество деревьев	Площадь участка

3. Подсчитайте плотность для каждого вида деревьев.

D 1 = N/P _____________________________________

D 2 = N/P_____________________________________

2. На участке площадью 100 м² проведено исследование плотности популяций трех видов растений (ромашка, василек, клевер). С помощью деревянной рамки размером 1х1м  провели подсчет растений на 5 случайных участках выделенной площади, данные занесли в таблицу:

Таблица 11

	Количество растений на площадках
№ площадки	1	2	3	4	5
ромашка	5	6	8	4	2
василек	6	4	5	6	6
клевер	3	4	3	5	2

 

 

1) Рассчитайте среднюю плотность популяции для каждого вида на данном участке.

2) Определите, плотность популяции какого растения выше на данном участке.

3) Какой метод использовался для подсчета плотности популяции?

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

3.15 Практическая работа № 15

Тема: Трофические (пищевые) уровни экосистемы. Пищевые цепи и сети. Основные показатели экосистемы: биомасса, продукция. Экологические пирамиды: продукции, численности, биомассы. Свойства экосистем. Правило пирамиды энергии. Решение расчетных заданий по переносу вещества и энергии в экосистемах с составление трофических цепей и пирамид биомассы и энергии.

Цель: изучить материал о трофических уровнях экосистемы; пищевых цепях и сетях; основных показателях экосистемы: биомасса, продукция; уметь решать расчетные задания.

Задачи: сформировать знания о цепях и сетях питания, о правиле экологической пирамиды, научиться составлять схемы передачи веществ и энергии.

Оснащение рабочего места: рисунки различных биоценозов, таблицы, схемы пищевых цепей в разных экосистемах, тетрадь для практических работ, калькулятор.

Практические задания и рекомендации по их выполнению

Правила, которые следует помнить при решении экологических задач:

1. Правило 10% можно выразить графически и в виде так называемых экологических пирамид.

2. Общее количество биомассы всех живых организмов, накопившейся в данной экосистеме за весь предыдущий период ее существования, называется биомассой экосистемы. Она выражается в единицах сырой массы или массы сухого органического вещества на единицу  площади: г/м2, кг/м2, кг/га, т/км2 (наземные экосистемы) или на единицу объема (водные экосистемы).

3. Продукция экосистемы - количество биомассы, вновь воспроизведенной в экосистеме за единицу времени

(обычно за год) на данном этапе ее существования.

4. Каждый организм, участвующий в этом процессе, находится на определённом трофическом, или пищевом,

уровне, образуя трофическое (пищевое) звено. Трофический уровень - это совокупность организмов, занимающих одинаковое положение в пищевой цепи относительно ее начала.  

5. Цепи питания, которые начинаются с живого органического вещества (чаще всего с зелёных растений), называют пастбищными цепями (или цепями выедания).

6. Цепи питания, начинающиеся с остатков живых организмов (детрита), называют детритными цепями (или цепями разложения).

7. Балансовое равенство энергии - С = P + R + F,

где С – энергия потребленной пищи, P – энергия, затраченная на прирост,

R – энергия, затраченная на дыхание [не передается на следующий уровень и уходит из экосистемы], F – энергия неусвоенной пищи, удаленная с экскрементами; P+R – энергия усвоенной пищи.

 

Ход работы:

Часть 1. Тренировочные задания (студент решает на доске совместно с преподавателем).
1. Составление цепей питания.

Составьте две цепи питания:

1) а) лиса, б) дождевой червь, в) крот, г) перегной;

2) а) нектар, б) бабочка, в) лягушка, г) уж, д) ястреб и) стрекоза.

Какие из организмов цепей питания являются консументами?

Ответ обоснуйте.

2. Правило 10% Линдемана.

На основании «экологической пирамиды» определите, сколько нужно планктона, чтобы в море вырос один дельфин массой в 300 кг.

3. Количество особей в экосистеме.

В 1 кг массы синиц – К2 (консументы 2-го порядка) содержится 4000 ккал энергии,

КПД фотосинтеза в лесу составляет 1%. Какое максимальное количество птиц со средней массой 20 г сможет прокормиться в сообществе, на поверхность которого поступает 2∙107 ккал солнечной энергии?

4. Прирост биомассы.

Мыши за лето съели в поле 80 кг зерна. Рассчитайте оставшийся урожай зерна в (кг), если известно, что прирост биомассы мышей к концу летасоставил 0,02% от урожая. Переход энергии с одного трофического уровня на другой в данной цепи питания составляет 15%.

5. Запас энергии

Известно, что в мелком водоеме в течение года образовалось 15 кг чистой первичной продукции. Каждый грамм такой биомассы содержит 20 ккал энергии.

6. Балансовое равенство энергии.

Хищники второго порядка потребили 8000 кДж энергии пищи. Доля неусвоенной энергии составила 15%, на дыхание было затрачено 45%. Определите, какая часть энергии усвоенной пищи в процентах идет на прирост?

 

Письменная самостоятельная работа (через Online Test Pad)

Вариант 1.

1. Составьте пищевую цепь, используя всех названных представителей: крестоцветные блошки, хорь, уж, листья репы, лягушка. Определите консумента 2-го порядка в составленной цепи и объясните свой выбор.

2. Полевки за лето съели в поле 120 кг зерна. Рассчитайте оставшийся урожаи зерна в (кг), если известно, что прирост биомассы полевок к концу лета составил 0,01% от урожая. Переход энергии с одного трофического уровня на другой в данной цепи питания составляет 10%.

3. На основании правила экологической пирамиды определить, сколько нужно травы, чтобы вырос один орёл массой 5 кг, если цепь питания имеет вид: трава- заяц- орёл? Изобразите данную экологическую пирамиду.

4. Известно, что чистая первичная продукция в лесу за год составила 4.6 тонн. Рассчитайте, сколько будет энергии у консументов 3-го порядка в данной экосистеме, если 10 кг первичной продукции содержит 5000 ккал энергии.

5. Консументы 2-го порядка потребили 6000 кДж энергии пищи. Доля неусвоенной энергии составила 10%, на дыхание было затрачено 45%. Определите, какая часть энергии усвоенной пищи в процентах идет на прирост?

Вариант 2.

1. Хищники 2-го порядка потребили 11000 кДж энергии пищи. Доля неусвоенной энергии составила 18%, на дыхание было затрачено 45%. Определите, какая часть энергии усвоенной пищи в процентах идет на прирост?

2. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3.5 кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков – мышь-полевка - хорек - филин? Изобразите данную экологическую пирамиду.

3. Щуки в водоеме съели 1800 кг мелкой рыбы. Определите прирост биомассы щук в (кг), если переход энергии с одного трофического уровня на другой равен 20%, а мелкая рыба составляет 90% рациона щук.

4. В 100 г тела куницы 200 ккал энергии, а КПД фотосинтеза составляет 1%. Какое максимальное количество куниц (консументов 2-го порядка) со средней массой 2 кг может прокормиться в лесу, на поверхность которого падает 4,4∙109 ккал энергии солнца?

5. Рассчитайте, каким запасом энергии могут обладать паразиты консументов 3-го порядка в водоеме, если в двух кг первичной продукции содержится 6000 ккал, а суммарная первичная продукция составляет 240 кг.

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

 

3.16 Практическая работа № 16

№ 16.1 (для 15.01.05).

Тема: Влияние производственных факторов на организм сварщика.

Цель: познакомиться и изучить влияние производственных факторов на здоровье сварщика.

Задачи: ознакомление обучающихся с основными производственными факторами, воздействующими на сварщиков во время работы; развитие аналитического мышления путем оценки условий производства и определения возможных рисков для здоровья сварщиков; прививание чувства ответственности за собственное здоровье и соблюдение правил техники безопасности на производстве.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации.

Ход работы

1.            Изучить теоретический материал.

2.            Ответить на вопросы.

3.            Выполнить тест.

Основные теоретические положения

Сварочные процессы — неотъемлемая часть промышленного производства, но они сопряжены с серьезными рисками для здоровья.

Без надлежащей защиты сварщики подвергаются воздействию высоких температур, токсичных газов, ультрафиолетового излучения и механических травм. Однако современные технологии и правильно подобранные средства индивидуальной защиты (СИЗ) позволяют минимизировать риски. Мы разберем основные угрозы и расскажем, как их избежать с помощью современных средств индивидуальной защиты (СИЗ).

Токсичные газы и аэрозоли: невидимая угроза. Во время сварки выделяются опасные вещества, которые при длительном вдыхании могут привести к хроническим заболеваниям легких, отравлениям и даже онкологии. Среди наиболее вредных соединений:  Озон (O₃) – вызывает раздражение дыхательных путей;

Оксиды азота (NOx) – провоцируют отек легких;

Угарный газ (CO) – приводит к кислородному голоданию;

Пары тяжелых металлов (марганец, хром, свинец) – поражают нервную систему и внутренние органы.

Как защититься? Используйте респираторы с фильтрами от газов и аэрозолей.

Обеспечьте принудительную вентиляцию рабочего места. Применяйте маски с подачей чистого воздуха при работе в закрытых пространствах. Ультрафиолетовое и инфракрасное излучение: риск ожогов икатаракты. Сварочная дуга генерирует интенсивное УФ- и ИК-излучение, которые: Вызывают ожоги кожи и глаз (электроофтальмию); Повышают риск развития катаракты; Могут привести к необратимому ухудшению зрения.

Как защититься? Сварочные маски с автоматическим затемнением – обеспечивают четкий обзор и мгновенную защиту от вспышек. Защитные очки и щитки – подходят при работе в сложных условиях. Огнестойкая одежда – предотвращает ожоги от искр и УФ-лучей. Шум и вибрация: угроза слуху и суставам. Плазменная резка, строжка и работа пневмоинструмента создают шум до 120 дБ, что может привести к потере слуха. Вибрации от оборудования способствуют развитию вибрационной болезни (поражение суставов, нервной системы).

Как защититься? Противовибрационные перчатки (с гелевыми вставками) – снижают нагрузку на руки. Противошумные наушники или беруши – защищают от высокочастотного шума. Антивибрационные коврики – уменьшают усталость при длительной работе. Термические ожоги и травмы: защита от искр и брызг металла

Раскаленный металл и искры – основные причины ожогов и возгораний. Без спецодежды сварщик рискует получить серьезные травмы.

Как защититься? Огнестойкие костюмы и краги – из материалов, устойчивых к высоким температурам. Прочные сварочные ботинки – защищают от падения раскаленных частиц. Защитные экраны и шумопоглощающие кабины – ограждают рабочую зону.

Какими еще способами можно снизить вред от сварки на производстве?

Автоматизация процессов. Роботизированная сварка – один из самых эффективных способов обезопасить персонал. Автоматические системы выполняют работу без непосредственного участия человека, исключая его нахождение в опасной зоне. Это особенно актуально для массового производства, где требуются высокая точность и производительность.

Очистка воздуха. Сварочный дым содержит токсичные частицы, поэтому качественная вентиляция – обязательное условие безопасности. Наиболее популярные решения: Передвижные фильтровентиляционные установки – компактные системы, которые размещаются непосредственно над зоной сварки, улавливают дым и очищают его через фильтры. Стационарные вытяжки – подходят для крупных цехов, обеспечивая постоянный воздухообмен во всем помещении.

Основные болезни. Твердые вещества в составе сварочного аэрозоля таких элементов, как соединение марганца, хрома, титана, алюминия, вольфрама, железа, ванадия, цинка, меди, никеля, кремния и других элементов вызывают наиболее частые профессиональные заболевания сварщиков: пылевой бронхит; пневнокониоз; бронхиальная астма; профессиональная экзема; нейротоксикоз (интоксикация марганцем); силикоз. Воздействие на здоровье сварщиков газовых составляющих аэрозоля в сварочных дымах азот диоксид вызывает отек легких, изменение состава крови (уменьшает содержание в крови гемоглобина); углерод оксида вызывает сильную головную боль, слабость, головокружение, туман перед глазами, тошноту и рвоту, мышечную слабость, потерю сознания; озон – опаснейший токсичный газ, раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей, приводит к не свертыванию крови, к кровоизлияниям в легких; фтористый водород разъедает стенки дыхательных путей.

Выполнить задания.

            1. Ответить на вопросы.

1)    Какие опасные вещества выделяются во время сварки и как они влияют на здоровье? Например, как озон раздражает дыхательные пути, а оксиды азота провоцируют отёк лёгких? 

2)    Как ультрафиолетовое и инфракрасное излучение от сварочной дуги влияет на зрение? Например, вызывает ожоги кожи и глаз, повышает риск развития катаракты и может привести к необратимому ухудшению зрения.

3)        Как шум и вибрация от оборудования влияют на здоровье сварщиков? Например, плазменная резка, строжка и работа пневмоинструмента создают шум до 120 дБ, что может привести к потере слуха. Вибрации от оборудования способствуют развитию вибрационной болезни (поражение суставов, нервной системы).

4)        Как раскалённый металл и искры вызывают ожоги и возгорания? Без спецодежды сварщик рискует получить серьёзные травмы.

5)    Какие профессиональные заболевания чаще всего развиваются у сварщиков? Например, интоксикация марганцем, пневмокониоз, профессиональная экзема, пылевой бронхит, бронхиальная астма.

6)    Как можно снизить вред от сварки на производстве? Например, с помощью автоматизации процессов, очистки воздуха, соблюдения режима работы и обучения персонала. 

      2. Выполнить тест

Вопрос №1

Какие основные вредные вещества выделяются при сварке?

A. Углекислый газ и кислород Б. Азот и водород В. Озон и оксид азота Г. Метан и пропан 

Вопрос №2

Какой орган чаще всего страдает у сварщиков вследствие производственного фактора?

A. Сердце Б. Легкие В. Печень Г. Желудочно-кишечный тракт 

Вопрос №3

Что является основной причиной возникновения профзаболеваний органов дыхания у сварщиков?

A. Физическое перенапряжение Б. Работа в ночное время суток В. Длительное воздействие пыли и газов Г. Нарушение режима питания 

Вопрос №4

Какие профессиональные заболевания характерны для сварщиков?

A. Гастрит и язва желудка Б. Гипертония и инсульт В. Профессиональная бронхиальная астма и пневмокониоз Г. Артроз и артрит 

Вопрос №5

Почему ультрафиолетовое излучение опасно для сварщиков?

A. Повышает утомляемость организма Б. Способствует развитию сердечно-сосудистых болезней В. Повреждает глаза и кожу Г. Вызывает снижение слуха 

Вопрос №6

Для предотвращения негативного воздействия шума на слух сварщики используют:

A. Специальные наушники и беруши Б. Рабочую одежду из хлопчатобумажной ткани В. Кислородные маски Г. Антигистаминные препараты 

Вопрос №7

Какое средство индивидуальной защиты помогает снизить риск повреждения глаз сварщиком?

A. Хирургический халат Б. Специализированные очки и щитки с фильтрами В. Резиновые сапоги Г. Шлем-маска против вибрации 

Вопрос №8

К какому типу производственной травмы относится ожог сетчатки глаза у сварщика?

A. Механическая травма Б. Термическая травма В. Химическая травма Г. Лучевая травма 

Вопрос №9

Как часто сварщикам рекомендуется проходить медицинские осмотры согласно нормативам?

A. Один раз в пять лет Б. Ежегодно В. Только при появлении симптомов заболевания Г. По желанию работника 

Вопрос №10

Что должен сделать работодатель для минимизации вреда здоровью сварщика?

A. Увеличить продолжительность рабочей смены Б. Провести инструктаж по технике безопасности и обеспечить средствами индивидуальной защиты В. Не обеспечивать специальной одеждой и обувью Г. Уменьшить количество перерывов в течение рабочего дня.

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

 

№ 16.2 (для 26.01.01).

Тема: Биологическое загрязнение корпуса судна и методы борьбы с ним.

Цель: изучить проблему биообрастания корпуса судна, которая может мешать эксплуатации и влиять на окружающую среду.

Задачи: анализ последствий биологического загрязнения для судоходства, экономики и экологии; определение оптимальных способов очистки поверхностей корпусов морских судов; стимулирование профессионального интереса к развитию экологически чистых технологий защиты корпусов судов.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации.

Ход работы

1.      Изучить теоретический материал.

2.      Ответить на вопросы.

3.      Выполнить задачу.

Основные теоретические положения

Обрастание возникает из-за развития животных и растительных организмов на поверхности погружённых объектов. Это приводит к увеличению шероховатости поверхности, что повышает сопротивление движению, и может привести к потере скорости или увеличению расхода топлива. 

Причины:

Накопление биообрастания в процессе эксплуатации. Даже современные лакокрасочные покрытия не гарантируют, что обрастание не будет происходить.

Очаги накопления - участки судов, которые трудно покрывать (например, зоны блокирования сухих доков) или имеют неоптимальные характеристики покрытия (например, нишевые участки). 

Факторы, способствующие обрастанию:  

обрастание в морской воде происходит быстрее, чем в пресной;

повышение температуры воды увеличивает скорость обрастания подводной части судна.

Методы:

Очистка в воде - устранение накопления биообрастания в периоды эксплуатации. Обычно включает системы очистки с помощью водолаза или дистанционно управляемых тележек, которые удаляют биообрастание с поверхностей корпуса.

Упреждающие подходы - периодическая очистка для предотвращения или удаления биоплёнок, чтобы подавить рост макрообрастаний.

Использование противообрастающих покрытий - в состав красок входят биоциды, которые непрерывно высвобождаются, предотвращая рост морской среды. Однако нанесение покрытия во время сухого докования не предотвращает полное накопление биообрастания в периоды эксплуатации.

Оборудованиея:

Для очистки корпуса судна от биологических обрастаний используют, например:

Роботизированные очистители — оснащены очищающим механизмом (щётками или скребками), имеют источник питания и систему навигации, которая позволяет перемещаться и составлять карту области корпуса, которую необходимо очистить.

Машины для очистки высоконапорной струёй воды — используют силу высоконапорной воды, чтобы смыть морские обрастания с корпуса судна.

Воздушные машины — работают на сжатом воздухе, используют его для привода рабочего колеса, которое вращается с высокой скоростью, чтобы очистить морские обрастания с корпуса судна.

Нормативные требования:

В некоторых юрисдикциях приняты правила биообрастания, например, Новозеландский стандарт управления рисками биообрастания судов, прибывающих в Новую Зеландию (CRMS-BIOFOUL). Он определяет пороговые значения «чистоты корпуса», которые регулируются маршрутом судна.

Задания для практической работы (таблицы)

Таблица 12

Основные виды биологического загрязнения корпуса судна

Вид загрязнений	Пример организма	Характеристика влияния
Бактериальное	Бактерии	Формирование слизистого слоя, коррозия металла
Водорослевое	Диатомовые водоросли	Обрастание поверхности, снижение скорости хода
Моллюсковое	Мидии	Прочное прикрепление, увеличение массы
Раковинное	Устрицы	Повреждение лакокрасочного покрытия
Грибковое	Плесневые грибы	Разрушение древесины, гниение

 

Таблица 13

Методы очистки корпуса судна от биообрастания

Метод очистки	Принцип действия	Преимущества	Недостатки
Механический	Скребковые устройства, абразивы	Высокая эффективность	Повреждения покрытий
Химический	Антисептики, фунгициды, растворы кислот	Быстрота обработки	Опасность токсичности
Электрохимический	Анодная защита	Длительный эффект	Высокие затраты энергии
Гидродинамический	Струйная очистка водой высокого давления	Экологичность	Ограниченность применимости
Использование ультразвуковых волн	Воздействие ультразвуком	Без повреждения покрытий	Сложность реализации

 

Таблица 14

Современные типы защитных покрытий

Тип покрытия	Основные характеристики
Антифулантные краски	Содержат токсичные вещества, препятствующие росту микроорганизмов. Широко используются на судах, подводных конструкциях. Примеры — медьсодержащие композиции.
Биоцидные покрытия	Покрытия с активными веществами, подавляющими рост бактерий, водорослей и грибков. Применяются в медицине, пищевой промышленности, строительстве. Пример — серебро, цинк, титан.
Самообновляющиеся покрытия	Наноструктуры с механизмами регенерации поверхности. Активируются воздействием окружающей среды, восстанавливают защитный слой. Используются в судостроении, архитектуре.
Полимерные композиты	Смеси полимеров с добавлением различных добавок, обеспечивающих стойкость к микроорганизмам. Обладают высокой прочностью и долговечностью.
Фотокаталитические материалы	Очищаются под действием света благодаря фотохимическим реакциям, уничтожающим бактерии и органику. Пример — диоксид титана TiO₂.

Контрольные вопросы для проверки усвоенных знаний:

1. Какие основные группы микроорганизмов вызывают биологическую коррозию?

2. Чем опасно бактериальное загрязнение судового корпуса?

3. Почему важна своевременная очистка и профилактика обрастания корпусов судов?

4. Перечислите преимущества и недостатки механического метода очистки корпуса судна.

5. Как действует электрохимический способ очистки корпуса судна?

6. Назовите современные типы защитных покрытий, используемых для предупреждения биологической коррозии.

7. Какой химический элемент наиболее часто используется в современных покрытиях против биологического обрастания?

8. Что такое трибутилолово и почему оно ограничено в применении?

9. Приведите пример альтернативного экологически безопасного способа защиты корпуса судна от биозагагрязнений.

10. Приведите примеры современных типов защитных покрытий.

Задача: Оцените преимущества и недостатки каждого типа покрытия и выберите наиболее подходящее покрытие для конкретного объекта (например, судна, медицинского оборудования).

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

№ 16.3 (для 26.01.05 и 11.02.18).

Тема: Изучение влияния электромагнитных полей на организм человека.

Цель: исследовать воздействие электромагнитного излучения (ЭМП) на здоровье человека и разработать рекомендации по снижению его негативного воздействия.

Задачи:

•        изучить теоретическую основу;

•        рассмотреть существующие данные об исследованиях влияния ЭМП на организм человека;

•        проанализировать полученные данные и сделать выводы;

•        предложить меры по минимизации вредного воздействия.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации.

Ход работы

1.     Изучить теоретический материал.

2.     Ответить на вопросы.

Основные теоретические положения

Влияние ЭМП на организм человека.

Влияние на нервную систему.

На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности. Изменяется высшая нервная деятельность, память у людей, имеющих контакт с ЭМП. Эти лица могут иметь склонность к развитию стрессорных реакций. Определенные структуры головного мозга имеют повышенную чувствительность к ЭМП. Изменения проницаемости гематоэнцефалического барьера может привести к неожиданным неблагоприятным эффектам. Особую высокую чувствительность к ЭМП проявляет нервная система эмбриона.

Влияние на иммунную систему.

В настоящее время накоплено достаточно данных, указывающих на отрицательное влияние ЭМП на иммунологическую реактивность организма. Результаты исследований ученых России дают основание считать, что при воздействии ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза, чаще в сторону их угнетения. Установлено также, что у животных, облученных ЭМП, изменяется характер инфекционного процесса - течение инфекционного процесса отягощается. Возникновение аутоиммунитета связывают не столько с изменением антигенной структуры тканей, сколько с патологией иммунной системы, в результате чего она реагирует против нормальных тканевых антигенов. В соответствии с этой концепцией. основу всех аутоиммунных состояний составляет в первую очередь иммунодефицит по тимусзависимой клеточной популяции лимфоцитов.

Влияние на эндокринную систему и нейрогуморальную реакцию.

В работах ученых России еще в 60-е годы в трактовке механизма функциональных нарушений при воздействии ЭМП ведущее место отводилось изменениям в гипофиз-надпочечниковой системе. Исследования показали, что при действии ЭМП, как правило, происходила стимуляция гипофизарно-адреналиновой системы, что сопровождалось увеличением содержания адреналина в крови, активацией процессов свертывания крови. Было признано, что одной из систем, рано и закономерно вовлекающей в ответную реакцию организма на воздействие различных факторов внешней среды, является система гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников. Результаты исследований подтвердили это положение.

Влияние на половую функцию.

Нарушения половой функции обычно связаны с изменением ее регуляции со стороны нервной и нейроэндокринной систем. С этим связанаы результаты работы по изучению состояния гонадотропной активности гипофиза при воздействии ЭМП. Многократное облучение ЭМП вызывает понижение активности гипофиза
Другие медико-биологические эффекты.

Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которого определяют, прежде всего, изменения функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Было предложено выделить самостоятельное заболевание - радиоволновая болезнь. Это заболевание, по мнению авторов, может иметь три синдрома по мере усиления тяжести заболевания:

1.     астенический синдром;

2.     астено-вегетативный синдром;

3.     гипоталамический синдром.

Таблица 15

Основные характеристики электромагнитных полей и возможные биологические эффекты

Частота	Тип поля	Источники	Возможное влияние на здоровье
Низкая	Электрическое	Линии электропередач	Изменение клеточной активности
Средняя	Магнитное	Трансформаторы	Нарушение циркадных ритмов
Высокая	Электромагнитное	Мобильные телефоны, Wi-Fi	Повреждение ДНК

 

Таблица 16

Классификация уровней воздействия ЭМП на организм человека

Уровень воздействия	Описание эффекта
Безопасный	Нет доказанных вредных воздействий
Умеренный	Незначительные изменения физиологических функций
Опасный	Вероятность развития заболеваний

 

Таблица 17

Средства защиты от негативного воздействия ЭМП

Метод защиты	Принцип действия
Использование экранирующих материалов	Препятствие проникновению волн
Ограничение времени контакта	Уменьшение кумулятивного эффекта
Увеличение расстояния от источников	Ослабление интенсивности поля по мере удаления

 

Контрольные вопросы для проверки усвоенных знаний:

1.      Что такое электромагнитное поле?

2.      Какие основные виды электромагнитных полей существуют?

3.      Какое воздействие оказывают низкочастотные электрические поля на организм человека?

4.      Чем опасно длительное использование мобильных телефонов?

5.      Какие проблемы со здоровьем могут возникнуть?

6.      Назовите способы минимизации рисков от воздействия электромагнитных полей.

7.      Объясните принцип действия экранирования от электромагнитных излучений.

8.      Почему важно соблюдать правила безопасности при работе вблизи высоковольтных линий электропередачи?

9.      Перечислите симптомы возможного неблагоприятного воздействия электромагнитных полей на нервную систему.

10.    Возможно ли полное исключение воздействия электромагнитных полей в современной жизни?

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

№ 16.4 (для 08.02.01).

Тема:  Опасные для здоровья строительные материалы.

Цель: познакомиться и изучить опасные для здоровья строительные материалы.

Задачи: выявление потенциальных угроз здоровью человека от отдельных групп стройматериалов; способствовать формированию навыка анализа состава и свойств используемых строительных материалов; формирование осознания личной ответственности за создание здоровой среды обитания.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации.

Ход работы

1. Изучить теоретический материал.

2. Ответить на вопросы.

3. Заполнить таблицу.

Основные теоретические положения

К сожалению, даже среди популярных материалов для строительства и отделки жилья есть изделия, которые выделяют токсичные вещества. В основе таких материалов находятся компоненты, вызывающие у человека опасные заболевания.

Свинец — это природный тяжелый металл. Используется при изготовлении кровельных материалов, водопроводных труб, красок. Токсичные выделения металла быстро всасываются в кровоток, накапливаются в костях и мягких тканях. Отравление свинцом приводит к заболеваниям крови, нервной системы, слепоте, бесплодию и даже к смерти.

Асбест — минерал, состоящий из тонких волокон, напоминающих льняные нити. Его можно увидеть в составе асбестовых плит, изоляционных материалов, кабелей, мастиках, кровельных материалах. При вдыхании частичек пыли от асбеста его волокна оседают в легких. Длительное воздействие на организм человека может привести к тяжелым легочным заболеваниям и онкологии.

Кремний — химический природный элемент. Присутствует в составе песка, камня, кирпича, бетона. При вдыхании частицы кремния накапливаются в организме, что может вызвать силикоз (болезнь легких) и рак. Но это происходит только при обработке, резке и шлифовке стройматериалов с кремнием.

Кадмий — мягкий металл, включенный в состав некоторых стройматериалов как антикоррозийное вещество. Также используется для стабилизации пластика, окрашивания стекла, в производстве красок. Пары кадмия могут вызвать пневмонию, отек легких. Длительное воздействие на организм чревато образованием злокачественных опухолей и летальным исходом.

Химикаты для обработки древесины

Даже такой экологически чистый стройматериал, как древесина, может стать опасным для здоровья. Пиломатериалы и готовые срубы обрабатывают химикатами для защиты насекомых, от влаги и гниения. Нередко для этого используют крайне токсичные консерванты — каменноугольный креозот, мышьяк, пентахлорфенол. Перечисленные вещества, накапливаясьв организме, могут вызвать поражение нервной системы, печени, почек, привести к сердечным заболеваниям и раку.  

Летучие органические соединения — химические вещества с низкой температурой кипения, за счет чего пары этих веществ достаточно быстро заполняют воздух. Летучие соединения содержатся в растворителях, красках, защитных покрытиях, клее. Опасность химических веществ — испарения, при вдыхании которых у человека появляется головокружение, поражаются дыхательные пути, слизистая глаз, нервная система.

Стекловолокно — тонкие стеклянные нити, которые получают в процессе плавки битого стекла или кварцевого песка. Из нитей, сформированных в волокно, получается теплоизоляционный материал для производства стекловаты, стеклополотна, стеклопластика. Их используют для утепления труб, домов: фасадов и кровли. При обработке стекловолоконного материала выделяется мелкая пыль, похожая на иголки.  

 в организме, могут вызвать поражение нервной системы, печени, почек, привести к сердечным заболеваниям и раку.  

Речь идет о самых опасных красках и лаках — это материалы на основе синтетических компонентов. В их состав входят поливинилхлорид, толуол и ксилол. При испарении эти вещества проникают в легкие, накапливаются в организме и могут стать причиной аллергических реакций, болезней дыхательной системы.

Казалось бы, какой вред здоровью может быть от ламината, ведь его производят из натуральных древесных опилок и стружек? Главную опасность несет защитное покрытие верхнего слоя, в составе которого находится фенол, формальдегид, толуол. Недобросовестные производители добавляют эти токсичные вещества в больших концентрациях, чем положено по нормам. Вы сможете отличить опасный ламинат по неприятному резкому запаху и низкой цене.

Как уберечься от опасных строительных материалов.

Памятка:

1. Спрашивайте сертификаты качества

2. Обратите внимание на запах

3. Изучите информацию о нужных вам стройматериалах

4. Выбирайте натуральные стройматериалы

5. Как можно чаще делайте уборку после ремонта

Растения, выделяющие кислород 24/7:

хлорофитум, пеларгония (герань), фикус Бенджамина, сансевиерия («тещин язык»), гербера, пальмовые растения.

Выполнить задания.

Ответить на вопросы

1.     Какие строительные материалы могут быть опасны для здоровья?

2.     Как влияют на здоровье человека некоторые компоненты строительных материалов?

3.     Как некачественные строительные материалы влияют на самочувствие человека?

4.     Как выбрать безопасные для здоровья строительные и отделочные материалы?

5.     Как обеспечить безопасность жилья при использовании строительных материалов?

Заполнить таблицу 18.

Материал	Опасность	Примечания
Асбест		Запрещён во многих странах
Формальдегид		Используется в древесностружечных плитах
Свинец		Содержится в старых красках
Радон		Образуется естественным путем
Полистирол		Выделяет токсичные вещества при горении
ПВХ		Используются в трубах и изоляционных материалах
Фенольные смолы		Применяются в производстве фанеры

 

Ответы выбрать из предложенных:

1) Раздражение дыхательных путей; 2) Канцероген, вызывает рак легких; 3) Радиоактивное вещество, канцероген; 4) Токсичен, влияет на нервную систему; 5) Горючий материал; 6) Содержит фталаты и свинец; 7) Аллергены, раздражители кожи.

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

№ 16.5 (для 09.02.01).

Тема: Влияние компьютеров на здоровье человека.

Цель: Изучить влияние длительного использования компьютера на состояние зрения и определить способы профилактики ухудшения зрительных функций.

Задачи: познакомить студентов с типичными проблемами, возникающими вследствие постоянного контакта с компьютерами; создать предпосылки для развития самоконтроля и саморегуляции поведения в отношении длительности работы за компьютером; формировать ответственное отношение к своему здоровью.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации.

Ход работы

1. Изучить теоретический материал.

2. Провести анкетирование.

3. Заполнить таблицу.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Основные теоретические положения

Основные вредные факторы, действующие на человека, работающего за компьютером.

Без сомнения, компьютеры - великое изобретение человека. Это чудо техники позволяет во многом облегчить современную жизнь. Но вместе с пользой для прогресса, компьютеры наносят вред здоровью – страдает зрение, позвоночник и даже суставы рук. Движущееся изображение на экране приводит к переутомлению, человек перестаёт моргать и это приводит к сухости глаз, а облучение, исходящее из экрана монитора, способствует нервно-соматическим нарушениям в организме, вследствие чего истощается нервная система.

Каждое устройство, которое производит или потребляет электроэнергию, создает электромагнитное излучение. Это излучение концентрируется вокруг устройства в виде электромагнитного поля. Некоторые приборы, вроде тостера или холодильника, создают очень низкие уровни электромагнитного излучения. Другие устройства (высоковольтные линии, микроволновые печи, телевизоры, мониторы компьютеров) создают гораздо более высокие уровни излучения.

Довольно вредное излучение действует на расстоянии полуметра от экрана, отрицательно влияя на кожу и глаза того, кто сидит перед компьютером. На современных мониторах установлены специальные фильтры, уменьшающие напряженность излучения, но опасность все равно существует.
У жидкокристаллических мониторов тоже есть существенные недостатки. Среди них – маленький угол обзора для качественного изображения: Отклоняясь от него, человек видит нечеткую картинку. Это вредит зрению.

Правила безопасности при работе с компьютером.

1. Поскольку электромагнитное излучение исходит от всех частей монитора (многие измерения показали, что уровень излучения по бокам и сзади монитора выше, чем спереди), наиболее безопасно установить компьютер в углу комнаты или в таком месте, где те, кто на нем не работает, не оказывались бы сбоку или сзади от машины.

2. Нельзя оставлять  компьютер или монитор надолго включенными. Если компьютер не используется, необходимо выключить его. Эта может быть не очень удобно (и может даже оказать некоторое влияние на срок службы компьютера), но все же это не слишком большая плата за защиту от потенциальной опасности электромагнитного поля.

3. Необходимо следить, чтобы сидеть по возможности дальше от экрана компьютера, но не в ущерб удобству. Рекомендуется при работе за компьютером помещать монитор на расстоянии вытянутой руки (руки взрослого с вытянутыми пальцами).

4. Применять специальный защитный экран. Некоторые фирмы, производящие мониторы для компьютеров, разработали такие модели, которые существенно снижают создаваемые ими магнитные поля.

5. Почаще включать в рацион творог и другие молочные продукты (аминокислоты связывают возникающие свободные радикалы, это особенно относится к проживающим в экологически неблагоприятных условиях).

6. Больше двигаться – необходимо встать из-за компьютера, пройтись, сделать глубокий вдох. Даже такая немудреная гимнастика активирует восстановительные процессы, способствует освобождению организма от шлаков.

Основные вредные факторы, действующие на человека за компьютером:

·         воздействие электромагнитного излучения монитора;

·         сидячее положение в течение длительного времени;

·         утомление глаз, нагрузка на зрение;

·         перегрузка суставов кистей;

·         стресс при потере информации.

Практическая часть:

Анкетирование: Таблица 19

Вопрос	Ответ
Сколько часов ежедневно проводите за компьютером?
Испытываете ли усталость глаз после работы за компьютером?
Есть ли проблемы со сном после длительной работы за ПК?
Наблюдается ли ухудшение осанки и боли в спине/шее?
Замечали ли снижение концентрации внимания?
Страдаете ли головными болями или мигренью?
Часто ли возникает раздражительность или стресс во время пользования компьютером?

 

Заполнить таблицу.

Таблица 20

Анализ условий труда.

Фактор риска	Признаки проявления	Рекомендации по улучшению ситуации
Освещение рабочего места	Недостаточное освещение, блики на экране
Качество экрана монитора	Низкое разрешение, мерцающий экран
Организация рабочего пространства	Неправильная высота стола, неудобное кресло
Положение тела	Скрюченная поза, напряженные мышцы шеи и спины
Эмоциональное напряжение	Повышенная тревожность, нервозность

 

Ответы выбрать из предложенных: 1) Улучшить освещенность помещения, установить антибликовые экраны; 2) Обновление оборудования, настройка яркости и контрастности; 3) Регулярные перерывы, разминки, упражнения для укрепления мышц спины и плеч; 4) Подбор эргономичной мебели, правильная посадка; 5) Контроль эмоций, использование техник релаксации и медитации.

Контрольные вопросы:

1.     Какие негативные последствия наблюдаются при длительном пребывании за компьютером?

2.     Как влияет неправильная организация рабочего пространства на самочувствие человека?

3.     Что такое синдром компьютерного зрения и каковы его симптомы?

4.     Почему важно соблюдать правильный режим труда и отдыха при работе за компьютером?

5.     Назовите основные меры профилактики утомляемости и снижения работоспособности при долгом сидении за компьютером.

6.     Как правильно организовать рабочее пространство для минимизации вреда здоровью?

7.     Какие изменения происходят в организме при недостаточной физической активности при работе за компьютером?

8.     Перечислите методы безопасности с негативным влиянием компьютерной техники на здоровье.

9.     Объясните важность соблюдения гигиены зрительной нагрузки и почему необходимо периодически отводить взгляд от экрана.

10. Предложите пути решения проблем пользователей персональных компьютеров, связанных с усталостью и переутомлением.

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

№ 16.6 (для 11.02.12).

Тема: Исследование воздействия микроорганизмов на упаковочные материалы на почте.

Цели:

1.      Изучение влияния микроорганизмов на различные виды упаковочных материалов, используемых на почтовых предприятиях.

2.      Оценка устойчивости различных типов упаковки к микробиологическому воздействию.

3.      Разработка рекомендаций основные способы борьбы с биоповреждениями.

Задачи:

1.      Изучение основных групп микроорганизмов, потенциально воздействующих на упаковку во время транспортировки.

2.      Оценка факторов внешней среды (температура, влажность), влияющих на интенсивность поражения микроорганизмами.

3.      Разработка предложений по улучшению санитарных условий хранения и обработки посылок на объектах почты.

4.      Подготовка методических рекомендаций для сотрудников почтовых служб по правильному использованию упаковочных материалов.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации.

Ход работы

1. Изучить теоретический материал.

2. Ответить на контрольные вопросы.

Основные теоретические положения

Основным сырьем для производства бумаги, картона, ящиков  является древесина хвойных и лиственных пород. Растительное сырье перерабатывают в волокнистые полуфабрикаты - древесную массу и целлюлозу. Кроме древесной массы и целлюлозы в производстве бумаги и картона широко применяют вторичное сырье - макулатуру и тряпичную полумассу.

В связи с тем, что бумага является материалом, получаемым в основном из природной целлюлозы, к тому же ее ресурсы весьма значительны, она может конкурировать в качестве питательного субстрата для микроорганизмов с другими природными полимерами. Ежегодно огромные массы потребительской бумаги повреждаются и разрушаются микроорганизмами, принося огромный ущерб народному хозяйству.

В бумажном производстве носителями микроорганизмов, вызывающих повреждение бумаги, могут быть используемое сырье, оборудование, вода, воздух.

Все исходные сырьевые материалы отличаются обилием грибов и бактерий, причем видовой состав их весьма разнообразен. Бактерии сохраняются стойко на всех этапах производства. Особое место принадлежит спороносной бактерии Вас. subtilis.

Суспензия целлюлозы и древесной массы, остатки варочных щелоков и экстракты из древесины при изготовлении бумажной массы создают благоприятные условия для развития микроорганизмов. Обрастания, образуемые при этом, формируются преимущественно из бактерий, в меньшей степени из грибов. Среди бактерий преобладает род Bacillus, например, термофильные варианты Вас. subtilis с оптимальной температурой развития +(45... 50) °С. При этом отмечено, что рост одних микроорганизмов может усиливаться под влиянием других. Например, бактерии подавляют рост отдельных грибов, тогда как отдельные виды грибов стимулируют рост друг друга.

Видовой состав микрофлоры бумаги зависит и от материалов, находящихся с ней в контакте при хранении: химических волокон, натуральной, искусственной и синтетической кожи, лаков, красок, различных пластмасс, связующих. Из огромного многообразия микроорганизмов, обитающих на бумаге, основная роль в ее разрушении принадлежит грибам и целлюлозоразрушающим бактериям разной видовой и родовой принадлежности. Так, например, в настоящее время перечень грибов, развивающихся на бумаге, составляет 308 названий из 132 родов.

В зависимости от степени повреждения изделий из бумаги и размера нанесенного ущерба грибы могут быть подразделены на пять групп:

грибы, постоянно встречающиеся на бумаге и приводящие ее к полному разрушению (Afumigatus, A. terreus и т.д., всего 25 видов);

грибы, постоянно встречающиеся на бумаге и вызывающие лишь некоторое нарушение ее текстуры (A. niger, A. flavus и т.д.);

грибы, использующие отдельные неспецифические компоненты в бумаге - воск, парафин, асфальт, шерсть, каучук, синтетические полимеры и др. Состав грибов этой группы непостоянен и расширяется по мере использования новых соединений в составе бумаги (Oidium dioxamii и т.д.);

         В состав картона входят разнородные материалы, включающие пористые компоненты, легко аккумулирующие влагу. Влага является одним из основных факторов, определяющих проявление физиологического функционирования микромицетов на картоне. При ее наличии случайно попавшие на картон споры грибов начинают прорастать. Постепенно рост и развитие грибов становится более интенсивным, охватывает поверхность и более глубокие слои материала. Мицелий гриба способен накапливать влагу и доступными для грибов становятся даже материалы с относительно малым влагосодержанием. Влага образуется и в результате физиолого-биохимической деятельности грибов. Картон превращается в коллоидно-биологическую систему, в которой капилляры очень часто бывают заполнены мицелием грибов, выделяющих в окружающую среду различные метаболиты, в том числе ферменты.

Для нормального развития грибов требуются определенное количество кислорода. Поэтому на их развитие положительное влияние оказывает повышенная пористость и воздухопроницаемость картона. Показано, что для развития грибов на картоне решающим фактором является не химический состав субстрата и его физико-химические свойства, а содержание капиллярной влаги, заполняющей поры волокон. 

Процесс разрушения картона грибами тесно связан со способностью последних синтезировать ферменты, в первую очередь целлюлозоразрушающие. Целлюлоза, содержащаяся в картоне, при повышенной относительной влажности воздуха сильно гидратируется, что значительно увеличивает поражаемость картона. Процесс старения и деструкции картона сопровождается образованием низкомолекулярных продуктов и приводит к общему снижению его микробиологической стойкости, так как грибы, используя эти легко усвояемые вещества, начинают интенсивно функционировать и выделять в окружающую среду целый букет метаболитов, которые ускоряют деструкционный процесс волокон картона.

Микроорганизмы снижают качество бумаги различным образом. Микроскопические грибы, развивающиеся только на поверхности бумаги, оставляют разноокрашенные пятна. Так, гриб Pullularia pullulans сообщает бумаге светло-синий цвет, Trichoderma или Penicillium- зеленый, Cladosporium - темный.

Плесени, повреждающие целлюлозные волокна бумаги, разрушают их с поверхности, продырявливают бумагу, прорастая внутрь нее.

В качестве защитных средств в борьбе с биологическими обрастаниями в бумажной промышленности предложено более 300 специально разработанных соединений. Однако практическое применение нашли немногие, так как биоциды для бумаги должны обладать определенными свойствами:

растворяться в воде или образовывать стойкие водные эмульсии;

не изменять свойств при температуре до +70 °С и в интервале кислотности среды (рН 4 - 7);

не сорбироваться на целлюлозных волокнах и не связываться с ними химически;

обладать высокой избирательной токсичностью для микроорганизмов обрастаний бумаги;

Свойства применяемых биоцидов должны быть стабильными и длительно сохраняться. Подбор таких соединений является трудной задачей. До настоящего времени не существует средства, которое соответствовало бы всем предъявляемым требованиям. Для борьбы с микрофлорой, повреждающей архивные документы, используют газообразные биоциды типа оксиэтилена и формальдегида. Несмотря на большое число работ, проведенных в области исследования повреждения бумаги и изыскания защитных средств от воздействия микроорганизмов, задача разработки эффективных антисептиков для бумажной промышленности остается актуальной. Микробиологические повреждения бумаги и картона на почтовых отделениях вызываются преимущественно плесневыми грибами и бактериями, которые активизируются при повышенной влажности и температуре. Основные методы борьбы включают контроль микроклимата, применение антисептиков, дезинфекцию и профилактические меры.

Основные способы борьбы с биоповреждениями

1. Контроль микроклимата

• Температурно-влажностный режим: Оптимальные условия — температура 16–20°C и влажность 50–60%. При превышении влажности применяют осушители (силикагель), проветривание или установку кювет с водой для повышения влажности.
• Мониторинг: Используют аспирационные психрометры, термографы и гигрографы для постоянного контроля параметров.

 2. Химическая защита

• Антисептики: Применяют безопасные для человека средства (катапол, лизоформин), избегая токсичных формальдегидов. 
• Биоциды: В производство бумаги вводят соединения олова, меди, производные оксихинолина, которые подавляют рост микроорганизмов. 

3. Дезинфекция

• Полистная: Используется для небольших объемов пораженных документов с применением безопасных антисептиков. 
• Камерная: Включает обработку в парах формалина, токами высокой частоты (ТВЧ) или радиоизотопами. Метод ТВЧ эффективен для уничтожения спор при температуре 95–105°C. 

4. Профилактические меры

• Санитарная обработка: Регулярная уборка, фильтрация воздуха, использование УФ-облучения. 
• Изоляция пораженных материалов: Документы с признаками плесени временно хранятся отдельно, обрабатываются антисептиками и проходят лабораторный контроль. 

Таблица 21

Сравнение методов дезинфекции

Метод	Преимущества	Недостатки
ТВЧ (токи высокой частоты)	Уничтожает споры, не повреждает бумагу	Не подходит для кожи и металлических элементов
Формалин	Эффективен против грибов и бактерий	Токсичен, требует вентиляции
УФ-облучение	Безопасен для персонала, не оставляет следов	Требует прямого контакта с поверхностью

Для эффективной защиты материалов на почтовых отделениях необходимо сочетать контроль условий хранения, регулярную дезинфекцию и использование безопасных антисептиков. Приоритет отдается методам, минимизирующим риск для персонала и сохраняющим целостность документов.

Контрольные вопросы:

1.     Какие виды микроорганизмов наиболее опасны для бумаги и картона?

2.     Почему контроль влажности критичен для предотвращения биоповреждений?

3.     В чем отличие полистной и камерной дезинфекции?

4.     Почему формалин не рекомендуется для обработки документов?

5.     Какие современные антисептики используются в бумажном производстве?

6.     Как влияет термическая обработка (ТВЧ) на качество бумаги?

7.     Какие меры профилактики применяются для защиты бумаги и картона  от плесени?

8.     Как проводится мониторинг микроклимата в почтовых отделениях?

9.     Почему важно изолировать пораженные документы до дезинфекции?

10. Какие биоциды совместимы с пищевыми упаковками из картона?

 

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

№ 16.7 (для 13.02.01, 13.02.07, 13.02.12).

Тема: Основы биологической науки применительно к специалистам в области электроэнергетики.

Цель: изучение основ биологической науки применительно к специалистам в области электроэнергетики; развитие способности анализировать влияние факторов окружающей среды на здоровье работников и эффективность труда.

Задачи:

1.      Изучение влияния неблагоприятных условий производственной среды электриков на организм человека и его здоровье.

2.      Формирование представления о мерах профилактики профессиональных заболеваний среди специалистов по эксплуатации электрических сетей.

3.      Закрепление полученных знаний путем анализа конкретных ситуаций.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации.

Ход работы

1. Изучить теоретический материал.

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Заполнить таблицу.

Основные теоретические положения

Неблагоприятные условия производственной среды электриков:

1.     Электромагнитное поле:

Воздействие переменного магнитного поля промышленной частоты (50 Гц).

Высокий уровень статического электрического поля вблизи высоковольтных линий электропередач.

2.     Шумовое загрязнение:

Постоянный фоновый шум от трансформаторов, распределительных устройств и другого энергетического оборудования.

Шумы высокой интенсивности во время ремонтных работ.

3.     Физическое напряжение и стрессовые ситуации:

Физически тяжелые рабочие процессы, такие как подъем тяжестей, длительная стоячая работа.

Психоэмоциональное напряжение в условиях повышенной ответственности за исправность энергооборудования.

4.     Воздействие высоких температур и тепла:

Длительное пребывание возле нагревающихся элементов электрической сети (кабели, проводники, коммутационное оборудование).

Высокая температура воздуха летом при работе вне помещений.

5.     Химическое загрязнение атмосферы:

Выделение токсичных веществ при повреждении изоляции кабеля или возникновении короткого замыкания.

Пыль и грязь, скапливающиеся внутри закрытых пространств электроустановок.

6.     Микроклиматические нарушения:

Низкая влажность воздуха в помещениях, недостаточная вентиляция.

Ослабленное освещение в плохо оборудованных участках энергосистем.

7.     Биологическое загрязнение:

Возможности распространения патогенной микрофлоры и вирусов в коллективах, работающих в тесных пространствах и контактирующих друг с другом.

8.     Радиационный фактор:

Риск кратковременного воздействия рентгеновского излучения при проведении измерений и испытаний с использованием специальных приборов.

Последствия длительного воздействия неблагоприятных условий на здоровье электриков:

1.     Нарушение сердечно-сосудистой системы: Электромагнитные поля вызывают изменения сердечного ритма, повышение артериального давления, нарушение кровообращения.

2.     Развитие неврологических расстройств: Частые головные боли, хроническая усталость, бессонница, раздражительность.

3.     Профессиональные заболевания опорно-двигательного аппарата: Радикулит, остеохондроз, артриты и артрозы.

4.     Заболевания органов дыхания: Аллергии, астматические приступы, бронхиты.

5.     Проблемы зрения: Утомляемость глаз, ухудшение остроты зрения, конъюнктивиты.

6.     Риск онкологических заболеваний: Потенциальное канцерогенное действие электромагнитных полей и радиации.

Для успешной профессиональной деятельности важно учитывать следующие аспекты биологии и экологии:

Таблица 22

Аспект	Описание
Биологические ритмы	Колебания физиологических функций организма, обусловленные суточными изменениями освещенности, температуры и др., влияющие на работоспособность и самочувствие персонала
Эргономика рабочего места	Оптимизация рабочей зоны, оборудования и организации трудового процесса с целью минимизации утомляемости и повышения производительности труда
Профессиональная заболеваемость	Заболевания, возникающие вследствие воздействия вредных производственных факторов (электромагнитное излучение, шум, вибрация), меры предупреждения и защиты
Экологическая безопасность	Обеспечение безопасности окружающей среды, сохранение здоровья населения и предотвращение техногенных аварий

Организационные меры профилактики:

Соблюдение режимов труда и отдыха: Рациональное распределение нагрузки, своевременные перерывы для восстановления сил.

·         Обучение сотрудников правилам техники безопасности и охраны труда: Повышение осведомленности о потенциальных рисках и способах их предотвращения.

·         Регулярное проведение инструктажей и тренировок по действиям в чрезвычайных ситуациях: Подготовка персонала к возможным авариям и инцидентам.

Технические меры профилактики:

·         Использование защитного оборудования и спецодежды: Применение индивидуальных средств защиты, таких как диэлектрические перчатки, обувь, каски, очки.

·         Оснащение рабочих мест современными средствами контроля состояния воздушной среды и электромагнитного поля: Установка приборов мониторинга загрязнения воздуха и уровней шума.

·         Автоматизация процессов управления оборудованием: Сокращение прямого контакта работника с источниками опасности посредством дистанционного управления устройствами.

Медицинские меры профилактики:

·         Предварительные и периодические медицинские осмотры: Своевременное выявление отклонений в состоянии здоровья и принятие мер по реабилитации или изменению характера трудовой деятельности.

·         Проведение профилактических прививок против инфекционных болезней: Иммунизация персонала от возможных инфекций, распространяемых в местах массового скопления людей.

·         Организация лечебно-профилактического питания и оздоровительных процедур: Предоставление работникам возможности получать здоровое питание и заниматься физической активностью.

 

Контрольные вопросы:

1.     Какие факторы влияют на развитие профессиональных заболеваний у специалистов по электроэнергии?

2.     Какое значение имеет знание биологических ритмов для оптимизации режима труда и отдыха?

3.     Назовите основные методы эргономической оценки рабочих мест и расскажите о преимуществах каждого метода.

4.     Что такое экологическая экспертиза объектов энергетики и зачем она проводится?

5.     Опишите пути снижения уровня электромагнитного излучения на рабочем месте электрика.

     6. Заполнить таблицу 23:

 

№	Факторы	Последствия
1	Электромагнитные поля
2	Электрический ток
3	Шум
4	Химические вещества
5	Тепловое воздействие
6	Физическое перенапряжение
7	Микроклимат (температура, влажность)
8	Нервно-психическое напряжение
9	Работа в замкнутых пространствах
10	Ионизирующее излучение

 

Ответы  выбрать из предложенных: 1) Нарушения нервной системы, головные боли; 2) Стресс, проблемы слуха, невротические реакции; 3) Травмы, ожоги, поражение внутренних органов; 4) Болезни суставов, позвоночника, мышечные травмы; 5) Простуды, болезни дыхательной системы; 6) Отравления, аллергии; 7) Перегрев организма, тепловые удары; 8) Хроническая усталость, эмоциональные расстройства; 9)                       Недостаток кислорода, головокружение, тошнота.

 

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

 

3.17 Практическая работа № 17

Тема:  Здоровье и его составляющие. Принципы формирования здоровьесберегающего поведения. Физическая активность и здоровье. Биохимические аспекты рационального питания. Проблема техногенных воздействий на здоровье человека. Оцениваемая дискуссия.

Цель: всестороннее изучение здоровья человека и факторах, оказывающих на него положительное и отрицательное влияние.

Задачи: рассмотреть механизмы формирования устойчивых привычек, ведущих к сохранению здоровья; ознакомить с принципами рационального питания и ролью биохимических процессов в поддержании здоровья; формирование навыков аргументированной дискуссии и отстаивания своей позиции по актуальным вопросам здравоохранения; пробуждение социальной ответственности за личное здоровье и здоровье окружающих.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации.

Ход работы

Часть 1. Просмотр презентации и видеоматериала.

Часть 2. Вопросы для обсуждения (5 мини-групп):

Тема №1: Здоровье и его составляющие

Цель обсуждения: разобраться в значениях физического, психического и социального благополучия как составляющих понятия «здоровье». Поднять вопросы профилактики заболеваний и укрепления защитных сил организма.

Вопросы для обсуждения:

• Определение здоровья согласно ВОЗ.
• Факторов риска и защитные ресурсы организма.
• Социальные, психологические и физические компоненты здоровья.

Тема №2: Принципы формирования здоровьесберегающего поведения

Цель обсуждения: выявить эффективные способы сохранения и улучшения здоровья, такие как отказ от вредных привычек, правильное питание, физическая активность и стрессоустойчивость.

Вопросы для обсуждения:

• Факторы мотивации здорового образа жизни.
• Преодоление барьеров к изменениям образа жизни.
• Формы профилактического поведения и оздоровительных мероприятий.

Тема №3: Физическая активность и здоровье

Цель обсуждения: показать взаимосвязь двигательной активности и состояния здоровья, подчеркнуть важность регулярных физических нагрузок для поддержания нормального веса, снижения рисков хронических заболеваний и повышения качества жизни.

Вопросы для обсуждения:

• Виды физической нагрузки и рекомендации по интенсивности занятий.
• Оптимальное сочетание аэробных упражнений и силовых тренировок.
• Возможности занятий спортом в повседневной жизни.

Тема №4: Биохимические аспекты рационального питания

Цель обсуждения: разъяснить принципы правильного питания, необходимые организму микроэлементы и витамины, составить меню сбалансированного рациона.

Вопросы для обсуждения:

• Питательные вещества и их значимость для жизнедеятельности организма.
• Нормы потребления белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ.
• Значимость режима питания и дробности приема пищи.

Тема №5: Проблема техногенных воздействий на здоровье человека

Цель обсуждения: проанализировать негативные влияния электромагнитных полей, бытовой химии, шума и радиационного фона на здоровье человека и предложить меры индивидуальной и общественной защиты.

Вопросы для обсуждения:

• Источники электромагнитных излучений и их потенциальные риски.
• Вред бытовых чистящих средств и косметических продуктов.
• Пути минимизации воздействия шумового загрязнения и радиации.

Часть 3. Выступление мини-групп. Дискуссия.

Задания:

Вариант 1.

1. Посмотрите текст ГЛАВЫ 4 Федерального закона Российской Федерации от 21 ноября 2011 г. N 323-ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в Российской федерации» и ответьте на вопросы выполните задания:

1)      Совокупностью каких факторов обеспечивается право на охрану здоровья?

2)      Перечислите обязанности граждан РФ в сфере охраны здоровья.

2. Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

Наступила весна. На улице потеплело. Начал таять снег. Зажурчали ручьи. Почки на деревьях набухли почки. Природа начала просыпаться от холодной зимы. Витя был рад весне, но почему-то ему хотелось спать подольше утром, днём спать тоже хотелось, на уроках Витя подставлял кисть руки под голову специально, чтобы не заснуть за партой. К вечеру дремота проходила, и Витя выполнял домашнее задание с 21.00. по 23.30. Выполнив домашнее задание, Витя чистил зубы, умывался и ложился спать. Засыпал уже в начале следующего дня, к 00.30. Утром будильник звенел в 7.00, но Витя не мог проснуться. И поднимался к 7.30. Так прошла вторая неделя. Витя был всё такой же вялый. Мама повела Витю к врачу. Врач выставил диагноз: «Гиповитаминоз», назначил витамины и порекомендовал Вите вовремя ложиться спать в 21.30. Витя чётко выполнял все рекомендации врача, и через две недели Витя снова пришёл в норму.

•        Почему важен сон человеку?

•        Какая продолжительность сна должна быть у школьника?

•        Какие условия для сна должны быть созданы школьнику?

•        Что такое гиповитаминоз?

•        Какие продукты содержат витамины?

Вариант 2.

1. Посмотрите текст Федерального закона от 23 февраля 2013 года № 15-ФЗ «Об охране здоровья граждан от воздействия окружающего табачного дыма и последствий потребления табака» и ответьте на вопросы выполните задания:

1)      Найдите определения следующих понятий: последствия потребления табака, окружающий табачный дым. Сколько всего определений дается в данном документе?

2)      Какая ответственность установлена за нарушение данного закона?

2. Прочитайте текст, ответьте на вопросы и выполните задание

Поздней весной жильцы трехэтажного дома, где жил Витя, вышли на субботник. Витя и его соседи дружно прибирали территорию. Вдруг Витя увидел незнакомца на качели возле своего подъезда. Незнакомец сидел спиной к жильцам, и от него шли клубы дыма. Посидев две минуты, незнакомец кинул на дорожку выкуренную сигарету и вскоре опять закурил. Витя прибежал к незнакомцу и сообщил ему, что он только что подметал дорожки. Витя очутился в голубом дыме от сигареты, почувствовал запах табака и тут же начал сильно кашлять. Незнакомец вскоре исчез. Витя сел на лавочку, отдышался. Приступ кашля прошёл. Витя и соседи на общем собрании жильцов дома решили около детской площадки установят запрещающий знак «Курение на детской площадке запрещено!»

·        Почему курение вредно?

·        Нарисуйте запрещающий знак «Курение на детской площадке запрещено!»

·        Что такое пассивное курение?

·        Почему люди начинают курить?

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

3.18 Практическая работа № 18

№18.1

Тема: «Анализ умственной работоспособности. Овладение методами определения показателей умственной работоспособности, объяснение полученных результатов и формулирование выводов с использованием научных понятий, теорий и законов.

Цель: овладеть методами определения показателей умственной работоспособности, уметь объяснить полученных результатов и формулировать выводы с использованием научных понятий, теорий и законов.

Задачи: освоение методологических подходов к исследованию умственной работоспособности; развитие умения сопоставлять индивидуальные показатели умственной работоспособности с нормативными показателями; расширение кругозора и интерес к научным исследованиям в области психологии и физиологии.

Ход работы:

1.     Выполнение работы №1. Вывод.

2.     Выполнение работы №2. Вывод.

3.     Составление общего вывода.

Работа №1

Тема: Определение умственной работоспособности при помощи таблиц Крепелина.

Цель работы: определить уровень умственной работоспособности, коэффициент работоспособности и уровень утомляемости.

Оборудование: бланк таблицы Крепелина, калькулятор, пишущие принадлежности.

Основные теоретические положения

Под работоспособностью понимается потенциальная возможность индивида выполнять целесообразную деятельность на заданном уровне эффективности в течение определенного времени. Работоспособность зависит от внешних условий деятельности (климат, время суток, шум и т.д.) и психофизиологических ресурсов индивида. По отношению к решаемой им задаче можно выделить максимальную, оптимальную и сниженную работоспособность.

Умственная работоспособность – это способность человека воспринимать и перерабатывать максимально возможный объем информации в определенное время. Она определяется многими факторами, основными среди которых являются: индивидуально-типологические особенности, уровень и состояние здоровья, мотивация, настроение и т.д.

К умственному труду принято относить работы, требующие преимущественного напряжения ЦНС, психических функций и эмоциональной сферы, при небольшом компоненте мышечной деятельности. Показатели умственной работоспособности возрастают по мере роста и развития ребенка.

Порядок проведения работы. Для определения умственной работоспособности используется методика, предложенная немецким психиатром Эмилем Крепелиным в 1895 году. Первоначально методика представляла собой таблицу, в большой столбец которой записывался длинный ряд однозначных чисел, которые нужно было сложить в уме. Оценка результатов опыта проводится по скорости его выполнения и числу ошибок за исследуемые промежутки времени и весь эксперимент. О степени утомляемости можно судить при сравнении скорости выполнения задания за второй и последний интервал.

Студенту предлагается бланк таблицы Крепелина. Необходимо сложить два числа в каждом ряду и записать сумму под каждым столбиком. На выполнение каждого задания дается 20 секунд. Через каждые 20 сек. по команде «Следующий ряд» необходимо перейти на новый ряд, несмотря на то, что не закончили предыдущий. Затем проверяется и подсчитывается количество правильно решенных примеров в каждом ряду.

Таблица 24

Бланк таблицы Крепелина

 

1-й ряд	3	4	7	5	6	8	6	3	4	9	6	7	2	6	5	9	7	8	4	9	8	5	3
	2	5	5	6	6	4	3	5	2	2	4	5	4	2	7	7	8	6	1	8	9	4	5
2-й ряд	5	7	6	9	4	5	6	7	9	6	5	9	3	7	5	9	4	5	8	8	4	9	6
	7	6	3	7	4	3	6	5	2	8	6	8	4	7	1	7	3	4	9	8	2	9	5
3-й ряд	5	6	7	6	3	9	6	7	3	6	8	4	2	9	8	3	9	8	4	2	5	9	3
	6	8	5	6	1	9	4	8	4	5	3	3	4	8	5	4	5	5	5	4	8	7	4
4-й ряд	9	2	6	5	3	6	6	8	9	8	5	6	4	5	9	5	4	3	8	6	5	9	4
	7	4	4	6	4	3	6	5	8	8	7	5	3	7	9	4	6	3	7	2	6	8	6
5-й ряд	8	6	5	4	7	6	5	4	7	6	4	1	2	7	5	8	6	4	9	4	6	3	1
	9	8	6	6	3	8	8	3	8	5	9	5	7	6	6	5	5	9	7	8	7	6	5
6-й ряд	5	3	4	7	6	9	3	4	7	9	6	4	9	6	1	9	7	7	2	9	4	8	7
	3	9	7	5	5	8	8	1	4	5	1	2	7	4	3	4	3	6	3	5	3	5	4
7-й ряд	6	3	7	6	4	7	9	5	1	8	5	6	7	9	7	2	9	8	9	6	7	2	5
	2	3	5	5	3	4	4	3	3	9	3	7	5	7	3	7	4	5	8	7	3	5	7
8-й ряд	9	8	4	7	5	6	7	7	6	5	7	5	4	4	3	2	3	7	6	5	9	1	6
	3	5	9	4	8	7	5	6	5	8	4	7	2	9	4	3	5	8	5	7	8	4	6

 

Обработка результатов и выводы. Чтобы определить уровень умственной работоспособности, необходимо сложить количество правильно решенных примеров в каждом ряду и сумму разделить на 8. Т.е. определить среднее значение правильно решенных примеров. По полученному результату определите уровень умственной работоспособности: 20–23 – высокая работоспособность; 12–19 – средняя; 5–11 – ниже средней; 3–4 – низкая работоспособность.

Методика позволяет получить коэффициент работоспособности (К_раб), равный отношению суммы правильно выполненных сложений последних четырех строк (S₂) к сумме правильно выполненных сложений первых четырех строк (S₁), т.е. К_раб = S₂/ S₁. Если отношение приближается к единице, то утомление практически отсутствует.

Для определения уровня утомляемости необходимо вычислить отношение суммы правильно решенных примеров в последних 4 строках к сумме правильно выполненных примеров первых 4 строк: 0,9–1 – низкая утомляемость; 0,5–0,8 – средняя; 0,5 – высокая утомляемость.

Сделайте вывод к работе. Указать: уровень умственной работоспособности, коэффициент работоспособности (К_раб), уровень утомляемости.

Работа №2

Тема: Определение умственной работоспособности с помощью корректурной пробы В. Я. Анфимова.

Цель: научиться определять ритмические или вызванные какой-либо нагрузкой изменения умственной работоспособности.

Оборудование: корректурная таблица В.Я. Анфимова, секундомер, калькулятор.

Основные теоретические положения

Показатели умственной работоспособности (объем работы и количество ошибок на дифференцировку) позволяют определить степень утомления, концентрацию внимания и скорость работы в любой отрезок времени.

Корректурные буквенные пробы (таблицы Анфимова) помогают изучить особенности внимания под действием однообразных раздражителей, какими являются буквы. Относительно различное количество одноименных букв в строках исключает возможность запоминания и одновременно требует большой сосредоточенности внимания. Результат выполнения заданий по корректурным таблицам специалисты рассматривают как показатели деятельности второй сигнальной системы. С нарастанием утомления увеличивается количество ошибок вследствие нарушения баланса возбуждения и торможения. Об этом свидетельствует уменьшение объема второй части работы при введении тормозных агентов.

 

Рисунок 10 – корректурная проба В. Я. Анфимова.

 

Порядок проведения работы

1. Подпишите бланк.

2. Прочитайте инструкцию: «Возьмите ручку и поставьте руку на локоть. Внимательно просматривайте каждую строчку (слева направо, как читаете книгу) и вычеркивайте буквы „Х“ и ,,И“» одной косой чертой».

3. Дайте команду «Начали» и включите секундомер. Через 2 мин остановите работу командой «Стоп». Дайте указание: «Поставьте уголок на том месте строчки, где Вас застал сигнал ,,Стоп“».

4. Вновь дайте инструкцию: «Будем продолжать вычеркивать буквы „Х“ и „ И“ во всех случаях, кроме тех, когда перед буквой „Х“ будет стоять буква „В“, а перед буквой „И“ — буква ,,Е“». В этих случаях надо «ВХ» и «ЕИ» подчеркивать одной чертой.

5. Обработайте бланк по схеме:

• Подсчет объема работы А по всей 4-минутной пробе и отдельно по каждой 2-минутной (А1 и А2); число полных строк х 40 + число знаков в неполной строке.

• Расчет коэффициента К по формуле: К = А / А1, чем выше величина К (ближе к 2), тем больше подвижность нервных процессов (Великанова Л. К., 1993).

• Подсчет ошибок: ОШ — всего ошибок по всему объему (пропущенные, исправленные, неправильно зачеркнутые знаки), Д — ошибки на дифференцировку во второй 2-минутной пробе. 

• Стандартизация ошибок: подсчет ОШ на 500 знаков, Д — на 200 знаков.

Пример: Просмотрено 529 знаков, ОШ = 10. За вторые 2 мин просмотрено 222 знака, Д = 3.

Расчет: 529 - 10; 500 - х; х = 9,5;              222-3; 200-х; х = 2,7;

ОШ ст. = 9,5; Д ст. = 2,7.

• Расчет коэффициента продуктивности (Q) по формуле:

Пример:

 

*Домашнее задание: Определение умственной работоспособности с помощью корректурной пробы В.Я. Анфимова повторно вечером. Записать результаты в бланк, принести преподавателю на следующий день.

Сделайте вывод к работе. Указать К,  А, А1, А2, ОШ, Д, ОШ (ст.500), Д (ст.200), Q.

Сделайте общий вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

№18.2 (для 08.02.01)

Тема: Экологическая оценка воздействия строительного производства на окружающую среду.

Цель: познакомиться и изучить экологическую оценку воздействия строительного производства на окружающую среду.

Задачи: изучение методик оценки воздействия строительных работ на природные ресурсы и население; развитие навыков анализа и систематизации полученной информации по воздействию строительных предприятий на природу; формирование ответственного отношения к охране природы и ресурсосбережению.

Оснащение рабочего места: тетрадь для практических работ; компьютер, проектор, презентации.

Ход работы

1. Изучить теоретический материал.

2. Прочитать статью «Экологическая оценка воздействия строительного производства на окружающую среду».

3. Перенести в рабочую тетрадь таблицу «Положительные и отрицательные стороны строительной индустрии» и заполнить ее.

4. На основании материалов статьи, ответить на вопросы.

Основные теоретические положения

В целом строительное производство, как правило,  оказывает негативное воздействие на природные комплексы. В районах строительства, особенно промышленного, наблюдается высокий уровень загрязнения воздуха, воды, почвы. Это происходит на всех стадиях строительства: при проведении проектно-изыскательских работ, при строительстве дорог и карьеров, непосредственно при выполнении работ на строительной площадке.

Основными источники загрязнений при строительных работах являются: буровзрывные работы, устройство котлованов и траншей, применение гидравлического способа разработки грунта, вырубка леса и кустарника, выжигание почвы кострами, карьерные разработки, повреждения почвенного слоя и смыв загрязнений со строительной площадки, образование свалок строительного мусора, выбросы автотранспорта и другие механизмы, действующие в зоне строительства.

Строительное производство, ведущееся в районах дикой природы, пагубно воздействует на животный мир. Нарушаются места обитания многих видов, что ведет к сокращению их численности. Животные вынуждены покидать привычные места обитания, мигрировать в другие районы, часто менее благоприятные для выживания.

Воздействия строительного производства на окружающую среду могут быть прямыми и косвенными. Например, непосредственно при производстве строительных работ происходит уничтожение экосистем на территории стройплощадки, загрязнение строительными отходами почв, поверхностных и подземных вод. Косвенное загрязнение происходит, например, через выбор строительных материалов и их использование. Так, негативные воздействия на природную среду происходят уже при добыче сырья для строительных материалов, их производстве, транспортировке и т. д.

При строительном производстве существует несколько видов работ, каждый из которых по-своему влияет на окружающую среду и требует определенных видов мероприятий по минимизации нагрузок на окружающую среду.

Организация строительной площадки. На данном этапе работ могут возникать такие экологические проблемы, как образование строительного мусора и выезд загрязненного автотранспорта; загрязнение поверхностных стоков; эрозия почвы; изменение ландшафта и т. д. Для того, чтобы снизить нагрузки на окружающую среду на данном этапе необходимо оборудование выездов со строительной площадки пунктами мойки колес автотранспорта; установка бункеров-накопителейили организация специальной площадки для сбора мусора, транспортировка мусора при помощи закрытых лотков; вывоз мусора и лишнего грунта в места, определенные заказчиком, организация очистки производственных и бытовых стоков; предотвращение «излива» подземных вод при буровых работах и их загрязнения при работах по искусственному закреплению слабых грунтов, защита от размыва при выпуске воды со стройплощадки; организация срезки и складирования почвенного слоя; правильная планировка временных автодорог и подъездных путей, пересадка и ограждение сохраняемых деревьев; обеспечение оттеснения животного мира за пределы стройплощадки и пр.

Транспортные, погрузочно-разгрузочные работы, работа компрессоров, отбойных молотков и др. строительного оборудования. На данном этапе строительных работ происходит загрязнение атмосферного воздуха, почвы, грунтовых вод, шумовое загрязнение и пр. Мероприятия по снижению загрузок на окружающую среду могут заключаться в следующем: оборудование автотранспорта, перевозящего сыпучие грузы, съемными тентами, обеспечение мест проведения погрузочно-разгрузочных работ пылевидных материалов (цемент, известь, гипс) пылеулавливающими устройствами, обеспечение шумозащитными экранами мест размещения строительного оборудования (при строительстве вблизи жилых домов и т. п.).

Сварочные, изоляционные, кровельные и отделочные работы. При выполнении данных видов работ происходят выбросы в окружающую среду вредных веществ (газы, пыль и т. д.)         . для минимизации нагрузок необходима организация правильного складирования и транспортировки огнеопасных и выделяющих вредные вещества материалов (газовых баллонов, битумных материалов, растворителей, красок, лаков, стекло - и шлаковаты) и пр.

Каменные и бетонные работы. При выполнении подобных работ происходит образование отходов и возможность запыления воздуха, а также вибрационная и шумовая нагрузки. Для уменьшения воздействия необходима обработка естественных камней в специально выделенных местах на территории стройплощадки; обеспечение мест производства работ пылеулавливающими устройствами, применение виброустройств, соответствующих стандартам, а также вибро - и шумозащитных устройств и т. д.

Основные предупреждающие мероприятия по негативным эффектам обычно прорабатываются в разделах проекта по охране труда и охране окружающей среды. В стране есть опыт экологически продуманной организации строительной площадки в городах. Например, на всю высоту жилого дома на период строительства сооружается шумозащитный экран.

В случае если на отведенной территории обитают редкие и охраняемые виды растений и животных, проводятся мероприятия по охране животного и растительного мира.

Если на территории строительной площадки, проездов и парковок произрастают деревья, снос деревьев согласуется с министерством экологии и охраны природы, а при благоустройстве предусматривается высадка новых деревьев.

При строительстве, главным условием защиты сложившейся экологической системы является сохранение деревьев. При производстве работ запрещаются проезд и стоянка машин, работа механизмов ближе 1 м от границы кроны деревьев. При невозможности выполнить эти требования для защиты корневой системы должно укладываться специальное защитное покрытие.

В целях сохранения деревьев в зоне производства работ не допускается:

·        забивать в стволы деревьев гвозди, штыри для крепления знаков, ограждений, проводов;

·        привязывать к стволам или ветвям проволоку для различных целей;

·        закапывать или забивать столбы, колья, сваи в зоне активного развития деревьев;

·        складывать под кроной дерева материалы, конструкции, ставить строительные и транспортные машины.

В зоне, радиусом 10 м от стволов деревьев запрещается:

·        сливать нефтепродукты;

·        устанавливать работающие машины;

·        складировать на земле химически активные вещества (соли, удобрения и т. д.).

Выполнить задания:

Задание №1. Прочитайте статью «Экологическая оценка воздействия строительного производства на окружающую среду».

Задание №2. Перенесите в рабочую тетрадь таблицу «Положительные и отрицательные стороны строительной индустрии» и, используя материал статьи и собственные знания, заполните ее.

Таблица 25

Положительные и отрицательные стороны строительной индустрии

 

            Задание №3. На основании материалов статьи, письменно в тетради перечислите меры охраны растительного и животного мира при производстве строительства.

         Задание №4. На основании материалов статьи дайте экологическую оценку некоторых видов строительных работ, приведите основные виды негативных воздействий и мероприятия по их минимизации. Для этого перенесите в тетрадь и заполните таблицу 26 (пример ниже).

Таблица 26

 

Сделайте вывод, опираясь на имеющиеся у вас знания, в соответствии с целью работы.

 

3.19  Практическая работа № 19

Тема: Кейсы на анализ информации о научных достижениях в области генетических технологий, клеточной инженерии, пищевых биотехнологий. Защита кейса: представление результатов решения кейсов (выступление с презентацией)

Цель: уметь анализировать информацию о научных достижениях в области генетических технологий, клеточной инженерии, пищевых биотехнологий;

Задачи: развитие умения фиксировать результаты проделанной работы, выделять главное; формирование осознания практического значения приобретаемых умений для дальнейшей профессиональной деятельности.

 

Оснащение рабочего места: теоретический материал по теме, карточки-задания, презентация

Основные теоретические положения

Генная инженерия - это сумма методов, позволяющих переносить гены из одного организма в другой, или - это технология направленного конструирования новых биологических объектов.

Генная инженерия не является наукой – это только набор инструментов, использующий современные достижения клеточной и молекулярной биологии, генетики, микробиологии и вирусологии.

Работы по изменению существующих органических форм стали возможны только после того, как в 1953 году была расшифрована молекула ДНК. Человек наконец понял сущность гена, его значение для белков, прочитал код геномов живых организмов и естественно не стал останавливаться на достигнутом. В душах людей возникло сильное желание «творить» животный и растительный мир планеты по своему усмотрению.

С поразительной настойчивостью и упорством человек стал добиваться поставленной цели и к концу первого десятилетия XXI века достиг очень многого. Он научился выделять ген из организма и синтезировать его в лабораторных условиях; освоил технологии видоизменения гена для придания ему нужной структуры; нашёл способы введения в ядро клетки преобразованного гена и присоединения его к существующим генетическим образованиям.

Методы генной инженерии:

1. Гибридологический анализ - основной метод генетики. Он основан на использовании системы скрещивания в ряде поколений для определения характера наследования признаков и свойств.

2.      Генеалогический метод заключается в использовании родословных. Для изучения закономерностей наследования признаков, в том числе наследственных болезней. Этот метод в первую очередь принимается при изучении наследственности человека и медленно плодящихся животных.

3.      Цитогенетический метод служит для изучения строения хромосом, их репликации и функционирования, хромосомных перестроек и изменчивости числа хромосом. С помощью цитогенетики выявляют разные болезни и аномалии, связанные с нарушением в строении хромосом и изменение их числа.

4.      Популяционно - статический метод применяется при обработке результатов скрещиваний, изучения связи между признаками, анализе генетической структуры популяций и т.д.

5.      Иммуногенетический метод включают серологические методы, иммуноэлектрофорез и др., кот используют для изучения групп крови, белков и ферментов сыворотки крови тканей. С его помощью можно установить иммунологическую несовместимость, выявить иммунодефициты и т.д.

6.      Онтогенетический метод используют для анализа действия и проявление генов в онтогенезе при различных условиях среды. Для изучения явлений наследственности и изменчивости используют биохимический, физиологический и другие методы.

Технология рекомбинантных ДНК использует следующие методы:

1.      специфическое расщепление ДНК рестрицирующими нуклеазами, ускоряющее выделение и манипуляции с отдельными генами;

2.      быстрое секвенирование всех нуклеотидов очищенном фрагменте ДНК, что позволяет определить границы гена и аминокислотную последовательность, кодируемую им;

3.      конструирование рекомбинантной ДНК;

4.      гибридизация нуклеиновых кислот, позволяющая выявлять специфические последовательности РНК или ДНК с большей точностью и чувствительностью;

5.      клонирование ДНК: амплификация in vitro с помощью цепной полимеразной реакции или введение фрагмента ДНК в бактериальную клетку, которая после такой трансформации воспроизводит этот фрагмент в миллионах копий;

6.      введение рекомбинантной ДНК в клетки или организмы.

Также есть основные механизмы генной инженерии. Технология рекомбинантной ДНК. Суть генной инженерии сводится к следующему: биологи, зная, какой ген за что отвечает, выделяют его из ДНК одного организма и встраивают в ДНК другого. В результате можно заставить клетку синтезировать новые белки, что придает организму новые свойства.

Обмен генетической информацией происходит и в природе, но только между особями одного вида. Случаи же скрещивания особей разных видов (например, собаки и волка) являются исключением.

Перенос генов от родителей к потомкам внутри одного вида называется вертикальным. Так как возникающие при этом особи, как правило, очень похожи на родителей, в природе генетический аппарат обладает высокой точностью и обеспечивает постоянство каждого вида.

Всё это стало возможно благодаря ферментам – образованиям на основе белка, отвечающим за организацию работы клетки. В частности, можно назвать такие ферменты, как рестриктазы. Одна из их функций – защита клетки от инородных генов. Чужая ДНК разрезается этим надёжным стражем на отдельные части, причём существует множество различных рестриктаз, каждая из которых наносит удар в строго определённом месте.

Подобрав набор таких ферментов, можно без труда расчленять молекулу на требуемые участки. Затем необходимо их соединить, но уже по-новому. Тут помогает природное свойство генетического материала воссоединяться друг с другом. Помощь в этом оказывают также ферменты лигазы, задача которых заключается именно в соединении двух молекул с образованием новой химической связи.

Непохожий ни на что гибрид создан. Представляет он собой молекулу ДНК, несущую новую генетическую информации. Такое образование в генной инженерии называют вектором. Его главная задача – передача новой программы воспроизводства намеченному для этой цели живому организму. Но ведь последний может её проигнорировать, отторгнуть и руководствоваться только родными генетическими программами.

Такое невозможно, благодаря явлению, которое носит название трансформация у бактерий и трансфекция у человека и животных. Суть его заключается в том, что если клетка организма поглотила свободную молекулу ДНК из окружающей среды, то она всегда встраивает её в геном. Это влечёт за собой появление у такой клетки новых наследственных признаков, запрограммированных в поглощённую ДНК.

Поэтому, чтобы новая генетическая программа начала работать, необходимо только одно, – чтобы она оказалась в нужной клетке. Это сделать не просто, так как такое сложное образование, как клетка, имеет множество защитных механизмов, препятствующих проникновению в неё чужеродных объектов.

Установлены три основных механизма латерального переноса: трансформация, коньюгация и трансдукция.

1.        Трансформация – это нормальная физиологическая функция обмена генетическим материалом у некоторых бактерий.

2.        Конъюгация имеет наименьшее число ограничений для межвидового обмена генетической информацией, но предполагает тесный физический контакт между микроорганизмами, легче всего достижимый в биопленках.

3.        Трансдукция (от лат. transductio – перемещение) – это перенос генетического материала из одной клетки в другую с помощью некоторых вирусов (бактериофагов), что приводит к изменению наследственных свойств клетки реципиента.

К наиболее опасным заболеваниям, вызываемым вирусами у животных и человека, относят бешенство, оспу, грипп, полиомиелит, СПИД, гепатит и др. Вирусы обладают вирулентность – это степень болезнетворного действия микроба. Ее можно рассматривать как способность адаптироваться к организму хозяина и преодолевать его защитные механизмы.

Электронные ресурсы

1.  [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://znanium.com/catalog/product/460545

2.  Век генетики и век биотехнологии на пути к редактированию генома человека:

Монография / Глазко В.И., Чешко В.Ф., Иваницкая Л.В. - М.:КУРС, 2017. - 560 с. - Режим

доступа: http://znanium.com/catalog/product/792846

3.  Сазанов А. А. Основы генетики - СПб.: ЛГУ им. А. С. Пушкина, 2012. - 240 с. – Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/445015

Задание: Используя справочный материал и электронные ресурсы, выполните мини-проект - «Достижения в области генетических технологий, клеточной инженерии, пищевых биотехнологий».

Примеры кейсов:

1. «Пищевая биотехнология. Что это?»

Вопросы для анализа:

Технология, биология и химия как «три кита» пищевой биотехнологии.

Нормы и законы, обеспечивающие безопасность продуктов питания.

2. «Микроорганизмы как источник для пищевого биопроизводства».

Вопросы для анализа:

Использование в промышленном производстве микроорганизмов или их ферментов, обеспечивающих технологический процесс.

3. «Хлебопекарные дрожжи и их экспертиза».

Вопросы для анализа:

Что такое дрожжи.

Способы получения и свойства.

Исследование качества дрожжей и их влияние на процесс выпекания хлеба.

4. «Маринование плодов и овощей»

Вопросы для анализа:

Изучение процесса с точки зрения технологии, химии и микробиологии.

5. «ГМО. Зло или будущее сельского хозяйства?»

Вопросы для анализа:

Приведите аргументы сторонников и противников ГМО-продуктов.

Существует ли научно доказанная опасность ГМО для здоровья человека?

6. «Генная терапия — введение, удаление или изменение генетического материала, в частности ДНК или РНК, в клетке пациента для лечения определенного заболевания».

Вопросы для анализа:

Три основных стратегии использования генной терапии.

Этическая сторона вопроса.

7. «Генная инженерия в скотоводстве».

Вопросы для анализа:

Получение растений и животных, устойчивых к вирусам.

Этическая сторона вопроса.

8. «Клеточная инженерия: культивирование клеток животных».

Вопросы для анализа:

Значение и этическая сторона вопроса.

9. «Клеточная инженерия: трансплантация эмбрионов».

Вопросы для анализа:

Значение и этическая сторона вопроса.

10. «Клеточная инженерия растений».

Вопросы для анализа:

Раскройте особенности процесса регенерации растений in vitro.

Приведите реальные примеры успешных проектов по выведению устойчивых сортов растений с помощью клеточных технологий.

 

3.20 Практическая работа № 20

№20.1. (для 08.02.01, 13.02.01, 13.02.07, 13.02.12).

Тема: Развитие промышленной биотехнологий и ее применение в жизни человека, поиск и анализ информации из различных источников (научная и учебно-научная литература, средства массовой информации, сеть Интернет и другие). Кейсы на анализ информации о развитии промышленной биотехнологий (по группам).

Цель: изучение развития промышленной биотехнологии и её роли в современной жизни общества посредством анализа разнообразной научной литературы, учебных материалов, СМИ и интернета.

Задачи: формирование представления о современных направлениях исследований и разработок в области промышленной биотехнологии;  анализ найденной информации, выделение ключевых аспектов и проблем, связанных с развитием промышленной биотехнологии.

- для специальности 08.02.01.

Специальность «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» традиционно ассоциируется с механико-строительными дисциплинами, такими как проектирование, строительные материалы, техника строительных работ и безопасность эксплуатации. Однако с появлением новейших технологий, таких как биотехнологии, появляется потребность интеграции междисциплинарных знаний даже в традиционных отраслях, включая строительную отрасль.

Основные направления применения биотехнологий в строительстве:

1. Биоцементы и микробиологический ремонт бетона

Биоцименты представляют собой материалы, полученные путем активации известняка с помощью специальных штаммов бактерий. Эти бактерии преобразуют углекислый газ в карбонат кальция, создавая цементирующее вещество, аналогичное традиционному бетону. Этот метод активно применяется для восстановления трещин и повреждений бетонных конструкций.

Кейс №1:

Задача: Исследовать способы использования бактериальной обработки бетона для усиления прочностных характеристик материала и предотвращения дальнейшего разрушения конструкции.

2. Экологичные строительные материалы

Применение биотехнологий позволяет получать новые виды материалов, обладающих повышенной прочностью, низкой теплопроводностью и высокой степенью биодеградабельности. Среди примеров — биополимеры, используемые для теплоизоляции стен, экобетон, созданный на основе природных добавок, и мембраны из бактериально синтезируемых белков.

Кейс №2:

Задача: Рассмотреть практическое применение биокомпозитных материалов в строительстве жилых домов и определить факторы, ограничивающие широкое распространение этих материалов.

3. Микробиологическая очистка загрязненных территорий

Методы биотехнологической очистки почвы и грунтовых вод находят активное применение в процессах реконструкции старых промышленных зон и подготовки площадок под новое строительство. Бактерии, способные разрушать загрязняющие вещества, широко используются для удаления нефтепродуктов, тяжелых металлов и других токсинов.

Кейс №3:

Задача: Проанализировать этапы и методы восстановления территории бывшего нефтеперерабатывающего завода перед началом строительного проектирования жилого комплекса.

4. Улучшенные методы контроля состояния конструкций

Новые методы диагностики состояния здания с использованием ДНК-маркеров, экспресс-тестов на наличие патогенной микрофлоры и мониторинг структурных изменений с помощью биолюминисцентных датчиков позволяют своевременно выявлять проблемы и предотвращать аварийные ситуации.

Кейс №4:

Задача: Определить оптимальный алгоритм проверки технического состояния кирпичной кладки исторического здания с помощью биохимического мониторинга состояния поверхности стены.

5. Обеспечение санитарных условий и гигиены помещений

Интеграция принципов биотехнологий в архитектуру направлена на обеспечение здоровой внутренней среды помещений, борьбу с плесенью и инфекциями. Современные материалы, содержащие антимикробные добавки, улучшают санитарно-гигиенические условия эксплуатации общественных пространств.

Кейс №5:

Задача: Создать проект отделки детской поликлиники с применением антимикробных поверхностей и экосистемных подходов к вентиляции помещения.

Результат освоения:

Внедрение биотехнологий в строительство и эксплуатацию зданий расширяет спектр возможностей профессионалов в рамках указанных дисциплин.

- для специальностей 13.02.01, 13.02.07 и 13.02.12

            Для перечисленных специальностей (тепловые и электрические станции, сети и системы, электроснабжение по отраслям, электрические станции, сети, их релейная защита и автоматизация) ключевые компетенции сосредоточены вокруг энергоснабжения, надежности энергосетей и автоматизации энергетических комплексов. Хотя биотехнологии традиционно воспринимаются как относящиеся к медицинским, сельскохозяйственным и пищевым технологиям, в энергетической отрасли тоже начинают проявляться интересные пересечения с ними.

Вот несколько ключевых областей, где возможно интегрировать биотехнологии в учебный процесс и решить прикладные задачи:

Ключевые направления приложения биотехнологий в электроэнергетике:

1. Альтернативные возобновляемые источники энергии

Сегодня энергия ветра, солнца и гидроэнергетика считаются ключевыми источниками чистой энергии. Но один перспективный источник — биотопливо, получаемое из различных видов биомассы (растений, древесины, бытовых отходов). Эта технология имеет потенциал стать значимой составляющей будущей энергетики.

Кейс №1:

Задача: Рассчитать экономический эффект перехода тепловой электростанции с традиционного угля на переработанное биотопливо (на примере древесных пеллет или сельхозкультур). Учесть стоимость транспортировки и хранения биотоплива, необходимость модернизации котельного оборудования и воздействие на окружающую среду.

2. Биокаталитические очистители воздуха и воды

Важнейшей задачей крупных энергетических компаний является снижение выбросов загрязняющих веществ и утилизация жидких отходов. Некоторые бактерии обладают способностью поглощать вредные соединения, выделяя безвредные продукты распада.

Кейс №2:

Задача: Составить проект установки биофильтра на выхлопную трубу теплоэлектростанции для снижения содержания сернистых газов и оксида азота. Определить оптимальное количество необходимого объема реактора и штамма бактерий.

3. Энергосберегающая архитектура и пассивные дома

Инновационный подход к строительству заключается в создании эффективных архитектурных решений, обеспечивающих минимальное потребление электроэнергии благодаря применению живых материалов и умных покрытий.

Кейс №3:

Задача: Применив принцип фотохимически активных панелей, содержащих светочувствительные организмы, спроектировать здание офиса, потребляющее минимум электроэнергии за счёт встроенного фотосинтеза и естественного освещения.

4. Интеллектуальная система распределённых генерирующих мощностей

Развитие биотехнологий позволяет увеличить роль локальных источников генерации энергии (солнечные панели, ветряки, микроГЭС). Необходима интеллектуальная сеть распределения нагрузки, связанная с централизованной системой.

Кейс №4:

Задача: Спроектировать автономную мини-электростанцию на основе биоресурсного потенциала местности (древесины, соломы, пищевых отходов) и рассчитать необходимую мощность резервного аккумулятора для поддержания стабильного напряжения.

5. Автоматизированные системы раннего обнаружения неисправностей

Электротехнические устройства часто выходят из строя вследствие образования плесени, насекомых-вредителей и прочих внешних факторов. Биометрические датчики могут оперативно фиксировать изменение влажности, температуры и других показателей, сигнализируя о потенциальной угрозе аварии.

Кейс №5:

Задача: Реализовать автоматизированную систему слежения за состоянием трансформаторных станций с помощью биологических сенсоров, определяющих влажность и температурные колебания внутри оболочки трансформатора.

Результат освоения: Изучение и освоение тематики биотехнологий применительно к энергообеспечению позволят студентам рассматриваемых специальностей получить дополнительные конкурентные преимущества на рынке труда, лучше понимая природу современного развития мировой энергетики и её влияние на экономику и окружающий мир.

Итоговое задание:

Изучив каждый из перечисленных кейсов, подготовьте доклад или презентацию, иллюстрируя взаимодействие между биотехнологиями и вашей специальностью/профессией, демонстрируя конкретные практические аспекты совместной работы в реальной среде.

 

№20.2. (для 09.02.01, 11.02.12, 11.02.18).

- специальности для 09.02.01

Специальность «Компьютерные сети» связана с проектированием, созданием, эксплуатацией и обслуживанием компьютерных сетей различного масштаба и назначения. Эта специальность ориентирована на подготовку специалистов, обладающих знаниями и навыками в области сетевых технологий, администрирования, диагностики и защиты компьютерных сетей. Поэтому необходимо развитие навыков самостоятельного анализа сложных многогранных ситуаций, возникающих в современных биотехнологиях, с акцентом на взаимодействие биотехнологий и технических систем, используемых в информационном пространстве и IT-технологиях.

Кейсы для решения:

Кейc 1. Биологическая аутентификация пользователей информационной системы. Команда получает заказ на разработку системы идентификации личности на основе биометрических характеристик. Например, система распознавания лиц, отпечатков пальцев или ДНК-анализ. Выберите оптимальный подход, проанализировав доступные технологии и составив техническое предложение заказчику.

Кейc 2. Создание интерактивной карты распространения вируса гриппа в регионе Используя реальные эпидемиологические данные, создайте интерактивную карту распространения вирусных инфекций среди населения региона. Составьте алгоритм расчета зараженности и реализуйте систему оповещения жителей через мобильное приложение.

Кейc 3. Автоматизация анализа микробиома кишечника пациента Создан современный диагностический прибор, позволяющий автоматически проводить анализ микробиома человеческого организма. Ваша задача — спроектировать программное обеспечение для управления процессом анализа, обработку результатов и предоставление отчетов врачам.

Результат освоения:

Учащиеся приобретают способность видеть связь между биологическими объектами и информацией, осознают значимость биологических аспектов в развитии ИТ-инфраструктуры, овладевают навыком проектной деятельности и формируют устойчивый интерес к новым направлениям науки и техники. Такой подход развивает творческие способности студентов, стимулирует их профессиональный рост и адаптацию к реалиям быстро меняющегося мира высоких технологий.

- специальности для 11.02.12

Решения кейсов в области биотехнологий на стыке специализации «Почтовая связь» могут касаться логистических аспектов перемещения биологических образцов, медицинских товаров и другого важного груза, используемого в биотехнологических процессах.

Кейс 1: Доставка биопрепаратов и вакцины в регионы с ограниченными ресурсами.

Проблема:

В малонаселённых районах существует проблема нехватки квалифицированного персонала и инфраструктурных препятствий для доставки дорогостоящих биопрепаратов и вакцин, требующих особых условий хранения и транспортировки.

Цели:

•        Минимизировать потери при транспортировке биопрепаратов.

•        Обеспечить стабильные температурные условия перевозки.

•        Своевременно доставлять препараты в районы с ограниченным уровнем технической оснащённости.

Кейс 2: Транспортировка лекарственных веществ и инструментов для биомедицинских исследований.

Проблема:

Фармацевтические изделия и инструменты требуют тщательного контроля на каждом этапе поставок, поскольку любые нарушения правил перевозки могут привести к снижению качества продукта или повреждению приборов.

Цели:

•        Обеспечить сохранность товара и точное соблюдение сроков поставки.

•        Устойчивость транспортной цепи к внешним факторам риска.

•        Исключение вероятности ошибок в процессе погрузочно-разгрузочных операций.

Кейс 3: Почтовое отделение будущего.

Проблема: одноразовые пластиковые конверты, ленты, стрейч-плёнки и прочие материалы создают огромные объемы твердых бытовых отходов, значительная часть которых оказывается в океане и природе, оказывая разрушительное воздействие на флору и фауну.

Цель:

Разработать концепцию почтового отделения, использующего экологически чистую упаковку и сокращающего количество пластикового мусора.

Результат освоения: студенты специальности «Почтовая связь», изучающие аспекты почтовых услуг и логистику доставки, получат знания в области того, каким образом современные биотехнологии помогают решать важные практические задачи в почтовой отрасли, обеспечивая сохранение окружающей среды и повышение эффективности транспортных операций.

- специальности для 11.02.12

Специальность «Система радиосвязи, мобильной связи и телерадиовещания» направлена на подготовку квалифицированных специалистов, занимающихся разработкой, настройкой, эксплуатацией и ремонтом радиоэлектронных устройств и систем связи. Специалисты данной профессии играют ключевую роль в обеспечении надежной работы коммуникационных инфраструктур и обеспечивают функционирование мобильных телефонов, радиостанций, телевидения и Интернета.

Кейс 1: Биометрическая идентификация и безопасность.

Одна из задач биотехнологий связана с созданием надежных способов идентификации личности. Представьте технологию, которая способна считывать уникальные характеристики человеческого тела, такие как отпечатки пальцев, радужка глаза или ДНК. Используя возможности мобильной связи и телерадиовещания, эта технология сможет обеспечивать высокий уровень безопасности и защиту персональных данных.

Например, внедрение биометрических паспортов с системой верификации на расстоянии обеспечит повышенную степень защиты государственных границ и коммерческих объектов.

Кейс 2: Мониторинг жизненно-важных функций с помощью мобильной связи.

Разработать техническое решение, связанное с мониторингом жизненных показателей (температура тела, пульс, давление, содержание кислорода в крови), используя радиотехнические устройства и мобильную связь. Пациент носит специальный датчик, который передает показания на смартфон или другое устройство через Bluetooth или Wi-Fi.

Кейс 3: Роль телерадиовещания в пропаганде здорового образа жизни.

Оцените потенциал телерадиовещательной сети для информирования населения о пользе занятий спортом, правильного питания и профилактики заболеваний. Покажите важность мультимедийных платформ и стратегий распространения информации о биотехнологиях и методах укрепления здоровья.

Результат освоения: студенты специальности «Система радиосвязи, мобильной связи и телерадиовещания», получат знания из областей бионики и биотехнологий, которые расширяют горизонты инженерии связи, позволяя создавать энергоэффективные, экологичные и интеллектуальные системы радиосвязи и мобильного общения.

Итоговое задание:

Изучив каждый из перечисленных кейсов, подготовьте доклад или презентацию, иллюстрируя взаимодействие между биотехнологиями и вашей специальностью/профессией, демонстрируя конкретные практические аспекты совместной работы в реальной среде.

4 КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

 

1. Критерии оценивания дискуссий, уроков-исследований:

«5» – Активное участие в дискуссии. Высказывание соответствует заданной теме, характеризуется высокой информативностью и оригинальностью, аргументы подкреплены убедительными примерами.

«4» - Достаточно активное участие в дискуссии. Допускается незначительное отклонение от темы дискуссии. Высказывание носит отчасти тривиальный, поверхностный характер. Не все аргументы подкреплены примерами.

«3» – Пассивное участие в дискуссии. Высказывание характеризуется низкой информативностью, стереотипностью, не отражает полного понимания темы дискуссии. Аргументы сформулированы абстрактно. Примеры отсутствуют.

«2» - Пассивное участие в дискуссии. Высказывание не соответствует заданной теме, отсутствуют аргументы в пользу какой-либо точки зрения.

2. Оценка устных сообщений по следующим критериям:

Критерии оценивания	Баллы
	1 балл	2 балла	3 балла
1. Соответствие содержания доклада заявленной̆ теме	содержание доклада лишь частично соответствует заявленной̆ теме	содержание доклада, за исключением отдельных моментов, соответствует заявленной̆ теме и в полной̆ мере её раскрывает	содержание доклада соответствует заявленной̆ теме и в полной̆ мере её раскрывает
2. Степень раскрытия темы	раскрыта малая часть темы; поиск информации проведён поверхностно; в изложении материала отсутствует логика, доступность	тема раскрыта хорошо, но не в полном объёме; информации представлено недостаточно; в отдельных случаях нарушена логика в изложении материала, не совсем доступно	тема раскрыта полностью; представлен обоснованный объём информации; изложение материала логично, доступно
3.Умение доступно и понятно передать содержание доклада в виде презентации	из представленной презентации не совсем понятна тематика исследования, детали не раскрыты	на основе представленной презентации формируется общее понимание тематики исследования, но не ясны детали	на основе представленной презентации формируется полное понимание тематики исследования, раскрыты детали

Оценка презентаций по следующим критериям:

Критерии оценивания	Баллы
	0	1	2
полнота использования учебного материала	информация, используемая в презентации, не относиться к теме	информация, представленная в презентации, относится к теме, но недостаточно полно раскрывают ее содержание	презентация содержит полную и четкую информацию, достаточную для формирования представления о теме
логика изложения материала в соответствии с планом и темой задания	материал презентации не соответствует теме, плана нет	материал презентации частично соответствует теме задания, план построен не точно	материал, приведенный в презентации полностью соответствуют теме задания и составленному плану
терминологическая и орфографическая грамотность	в презентации присутствуют орфографические ошибки, не все термины применены по существу	в презентации присутствуют орфографические ошибки, термины применены верно	в презентации отсутствуют орфографические ошибки, термины применены верно
аккуратность и оригинальность построения	презентация построена без учета композиции слайдов, без соблюдения требований к шрифтам и цветовому оформлению	презентация построена с учетом требований к оформлению, но нет единого оформления слайдов	презентация построена в полном соответствии с требованиями оформления, использован оригинальный подход к оформлению слайдов

Шкала перевода баллов в отметку

17 - 15 баллов - «5»

14 - 9 баллов - «4»

8 - 6 баллов -«3»

Менее 6 баллов или отсутствие работы - «2»

3. Критерии оценивания письменной работы:

Оценка	Процент выполнения
“отлично”	85-100%
“хорошо”	70-84%
“удовлетворительно”	50-69%
“неудовлетворительно”	менее 49%

 

4. Критерии оценивания расчетных заданий/задач:

“5” - все ответы верны

“4” - допущена одна ошибка

“3” - допущены 2 ошибки

“2” допущены 3 и более ошибок или работа не выполнена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основные печатные издания

1.     Билич, Г. Л. Биология для поступающих в вузы / Г. Л. Билич, Е. Ю. Зигалова. – Москва : Эксмо, 2021. – 784 с.

2.     Глазер, В. М. Сборник задач и вопрос по общей и молекулярной генетике: учебное пособие / коллектив авторов. – Москва : КДУ, Университетская книга, 2022. – 246 с.

3.     Доценко, О. В. Сборник задач по цитологии и генетике. 10-11 классы / О. В. Доценко. – Москва: ВАКО, 2023. – 160 с.

4.     Дымшиц, Г. М. Биология. Практикум. 10-11 классы: учеб. пособие для общеобразоват. организаций: углубл. уровень / Г. М. Дымшиц, О. В. Саблина, Л. В. Высоцкая и др. – 4-е изд. – М.: Просвещение, 2021. – 160 с.: ил.

5.     Еремченко, О. З. Биология: учение о биосфере: учебное пособие для среднего

профессионального образования / О. З. Еремченко. - 3-е изд., перераб. и доп. —Москва: Издательство Юрайт, 2022. - 236 с.

6.     Лемеза, Н. А. Биология в экзаменационных вопросах и ответах для абитуриентов, репетиторов, учителей. Изд. 5-е / Н. А. Лемеза, Л. В. Камлюк, Н. Д. Лисов. – СПб. : Виктория плюс, 2020. – 496 с.

7.     Тепаева, Л. А. Биология. 10-11 классы: организация контроля на уроке. Контрольно-измерительные материалы / сост. Л. А. Тепаева. – Изд. 2-е. – Волгоград: Учитель, 2020. – 223 с.

8.     Шустанова, Т. А. Репетитор по биологии для старшеклассников и поступающих в вузы / Т. А. Шустанова. – Изд. 5-е. – Ростов н/Д: Феникс, 2020. – 541 с.: ил.

 

Электронные издания

1.     Обухов, Д. К. Биология: клетки и ткани: учебное пособие для среднего профессионального образования / Д. К. Обухов, В. Н. Кириленкова. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва: Издательство Юрайт, 2022. - 358 с. - (Профессиональное образование). - ISBN 978-5-534-07499-4. - Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. - Режим доступа: https://urait.ru/bcode/494034

2.     Ярыгин, Н. Биология: учебник и практикум для среднего профессионального образования / В. Н. Ярыгин [и др.]; под редакцией В. Н. Ярыгина. - 2-е изд. - Москва: Издательство Юрайт, 2022. - 378 с. - (Профессиональное образование). - ISBN

978-5-534-09603-3. - Текст: электронный // Образовательная платформа Юрайт

[сайт]. - Режим доступа: https://urait.ru/bcode/489661

 

Интернет-ресурсы

1.     Вся биология: современная биология, научные обзоры, новости науки: официальный сайт. - 2006-2022. -  Режим доступа: https://sbio.info/

2.     Библиотека по биологии: официальный сайт. - 2001-2020. – Режим доступа: http://biologylib.ru/

3.     Мультимедийный учебник по биологии: официальный сайт. – 2007. – Режим доступа : http://www.ebio.ru/

4.     Образовательный портал «Инфоурок» : официальный сайт. – Смоленск. – 2013. – Режим доступа : https://infourok.ru/

5.     Универсальная научно-популярная энциклопедия Кругосвет: официальный сайт. – Москва. – 2000-2024. – Режим доступа : https://www.krugosvet.ru/

 

Дополнительные источники

1.      Агафонова, И. Б. Общая биология. Базовый уровень. 11 класс : учеб. для общеобразовательных учреждений / И. Б. Агафонова, В. И. Сивоглазов. – 2-е изд., испр. – Москва : Дрофа, 2013. – 207 с.: ил.

2.      Блинов, Л. Н. Экология: учебное пособие для среднего профессионального образования / Л. Н. Блинов, В. В. Полякова, А. В. Семенча; под общей редакцией Л. Н. Блинова. — Москва: Издательство Юрайт, 2022. - 208 с.

3.      Брюхань, Ф. Ф. Промышленная экология: учебник / Ф. Ф. Брюхань, М. В. Графкина,

Е. Е. Сдобнякова. - Москва: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2022. - 208 с.

4.      Заяц, Р. Г. Биология для колледжей / Р. Г. Заяц, В. Э. Бутвиловский. – Ростов н/Д : Феникс, 2017. – 316, [1] с.: ил.

5.      Константинов, В. М. Биология для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / В. М. Константинов, А. Г. Резанов, О. Е. Фадеева; под ред. В. М. Константинова. - М.: Издательский центр «Академия», 2016. - 336 с.

Несмелова, Н. Н. Экология человека: учебник и практикум для среднего профессионального образования / Н. Н. Несмелова. - Москва: Издательство Юрайт, 2022. - 157 с.

6.      Павлова, Е. И. Экология: учебник и практикум для среднего профессионального образования / Е. И. Павлова, В. К. Новиков. - Москва: Издательство Юрайт, 2022. - 190 с.

7.      Тейлор, Д. Биология: в 3 т. Т. 1 / Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут; под ред. Р. Сопера; пер. 3-го англ. изд. - 14-е изд. - Москва : Лаборатория знаний, 2022 - 454 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано с www.znanio.ru