Задание 23. Эксперимент (разв.)

Лауреат Нобелевской премии по физиологии И.П. Павлов проделал следующий эксперимент, получивший в науке название «мнимое кормление». В желудке подопытной собаки учёный делал фистулу (искусственный канал из желудка наружу), а пищевод выводил на кожу шеи. После этого учёный кормил животное маленькими кусочками мяса. Проглоченные, они тотчас выпадали. Уже через 5–7 мин. после начала кормления у собаки начиналось обильное сокоотделение, которое продолжалось 2–3 ч, хотя сам процесс приёма пищи длился всего несколько минут.

Какую гипотезу пытался проверить учёный в своём опыте? Объясните наблюдаемое выделение желудочного сока с точки зрения Ваших знаний о физиологии пищеварительной системы.

Учёные исследовали влияние специальных пищевых добавок на продуктивность (прирост массы за единицу времени) сельскохозяйственных животных. Первую группу цыплят кормили стандартным комбикормом. Второй группе к стандартному комбикорму добавляли премикс, стимулирующий развитие мышечной ткани. Третьей группе добавляли премикс, стимулирующий развитие костной ткани. Условия содержания (плотность посадки, температура, освещённость) были идеальными и не ограничивали роста птицы. Через два месяца у третьей группы цыплят была зафиксирована самая большая масса тела.

Какую гипотезу могли сформулировать учёные перед постановкой эксперимента? Какой вывод они смогли сделать по результатам эксперимента?

Итальянский натуралист Л. Спалланцани провёл следующий эксперимент. Он взял множество склянок с сенным отваром, часть из которых закрывал пробкой, тогда как другие запаивал на огне горелки. Одни склянки он кипятил по целому часу, другие же нагревал только несколько минут. По прошествии нескольких дней Л. Спалланцани обнаружил, что в тех склянках, которые были плотно запаяны и хорошо нагреты, никаких микроорганизмов нет – они появились только в тех склянках, которые были неплотно закрыты и недостаточно долго прокипячены.

Какую гипотезу проверял Л. Спалланцани в эксперименте? Какую версию происхождения жизни на Земле хотел проверить учёный в своём эксперименте?

Французский учёный Л. Пастер в XIX в. проводил эксперименты с микробами куриной холеры. Он выращивал эту культуру на специальной жидкой питательной среде. Затем учёный переносил «ядовитый бульон» на крошки хлеба и кормил ими цыплят. Через день эти цыплята погибали.

Однажды цыплятам были даны крошки хлеба со старой (ослабленной) культурой бактерий. Цыплята заболели, но остались живы. Тогда Л. Пастер взял несколько новых здоровых цыплят и ввёл им и тем цыплятам, которые выжили, по смертельной дозе свежей культуры бактерий. На следующий день учёный увидел, что цыплята, ранее получившие дозу ослабленной культуры, были здоровы, а цыплята, получившие её впервые, погибли.

Что изучал Л. Пастер? Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента?

Микробиолог хотел узнать, насколько быстро размножается один из видов бактерий в разных питательных средах. Он взял две колбы, заполнил их до половины разными питательными средами и поместил туда примерно одинаковое количество бактерий. Каждые 20 минут он извлекал пробы и подсчитывал в них количество бактерий. Данные его исследования отражены в таблице.

Изучите таблицу «Изменение скорости размножения бактерий за определённое время» и ответьте на вопросы.

Таблица

Изменение скорости размножения бактерий за определённое время

1. Сколько бактерий поместил учёный в каждую колбу в самом начале эксперимента?
2. Как изменялась скорость размножения бактерий на протяжении эксперимента в каждой колбе?
3. Чем можно объяснить полученные результаты?

Итальянские естествоиспытатели Л. Спалланцани и Ж. Жюрин в середине XVIII в. провели серию экспериментов. Первый взял группу летучих мышей, часть из которых ослепил, а вторую – контрольную – оставил зрячими. Всех мышей он выпустил в тёмную комнату и стал наблюдать. Оказалось, что ослеплённые мыши летали наравне со зрячими, не натыкаясь на препятствия. Его коллега залепил воском уши летучих мышей, в результате зверьки натыкались на все предметы, находящиеся в комнате. Что исследовали учёные в своих экспериментах? Какие выводы они могли сделать по их результатам?

Учёный провёл эксперимент с пресноводными амёбами. Для этого он помещал культуру клеток амёб в растворы с различной концентрацией солей и измерял выброс жидкости сократительной вакуолью в минуту. Результаты эксперимента представлены в таблице.

Какая зависимость существует между концентрацией солей в воде и выбросом сократительной вакуоли? Можно ли будет наблюдать аналогичную зависимость у инфузории туфельки? Ответ поясните.

В 1679 г. итальянский учёный М. Мальпиги поставил следующий эксперимент. Он удалил с дерева кольцо коры и, таким образом, нарушил непрерывность флоэмы (она расположена непосредственно под корой, и если снять с дерева кору, то примыкающая к ней флоэма также отделяется от древесины, оставив нетронутой саму древесину дерева). После этой процедуры над оголённым участком наблюдалось разрастание коры, из которой выделялась жидкость, сладкая на вкус. В течение многих дней листья, казалось бы, не испытывали никакого неблагоприятного воздействия. Однако постепенно они начинали увядать и отмирать, а вскоре погибло и всё дерево.

Что исследовал Мальпиги в своём эксперименте? Почему листва растения в течение многих дней не увядала из-за удаления коры с флоэмой?

Ангелина изучала скорость фотосинтеза в зависимости от освещённости. Для этого она помещала водное растение элодею в стакан с водой на разном расстоянии от лампы. Ангелина считала количество пузырьков кислорода, образовавшееся на срезе стебля элодеи, за 5 мин. наблюдений. Оказалось, что чем ближе лампа к стакану, тем больше пузырьков выделяется, однако, начиная с расстояния в 15 см, количество пузырьков оставалось примерно одинаковым, несмотря на дальнейшее приближение к источнику света.

Какая существует зависимость между скоростью фотосинтеза и освещённостью? Как Вы думаете, почему скорость фотосинтеза перестала увеличиваться, начиная с расстояния в 15 см?

В XVIII в. французский учёный Реомюр провел следующий опыт. Он давал крупным хищным птицам проглатывать туго набитые мясом металлические трубочки с большим числом дырочек в стенках. Примерно через сутки птицы извергали трубочки через клюв обратно. И каждый раз мясо в этих трубочках растворялось и как бы исчезало бесследно. Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента? Почему в своих экспериментах естествоиспытатель использовал только хищных птиц?

В 1930 г. советский учёный Г.Ф. Гаузе впервые обратился к экспериментальному изучению конкуренции. Учёный использовал два вида инфузорий-туфелек – хвостатую и ушастую. Инфузории выращивались в пробирках, куда ежедневно добавляли ограниченные порции корма – бактерии сенного настоя и дрожжи. При раздельном содержании оба вида хорошо размножались, их численность росла и вскоре стабилизировалась. При совместном содержании в среде, где кормом служили только бактерии, сначала численность обоих видов увеличивалась, но затем численность туфельки хвостатой снижалась, и в итоге этот вид исчезал.

По результатам своих наблюдений Гаузе сформировал закон конкурентного исключения. Объясните суть этого закона, используя описанный эксперимент. Почему в начале всех экспериментов численность особей увеличивалась?

Учёный провёл эксперимент с белыми лабораторными крысами. Для этого он кормил одну из двух крыс в течение пяти месяцев пищей, калорийность которой превышала нормальную в 2 раза. Другое животное получало пищу с нормальной калорийностью. В течение всего периода наблюдения учёный измерял массу тела крыс. Полученные результаты представлены в таблице.

Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента? Какие условия эксперимента должны соблюдаться, чтобы результаты были объективными?

Итальянским естествоиспытателем Л. Спалланцани в середине XVIII в. был проведён следующий эксперимент. Он взял группу летучих мышей, часть из которых он ослепил, а вторую – контрольную – оставил зрячими. Всех мышей Л. Спалланцани выпустил в тёмную комнату и стал наблюдать. Оказалось, что ослеплённые мыши летали наравне со зрячими, не натыкаясь на препятствия.

На какой вопрос пытался ответить Спалланцани, проводя свой эксперимент? Какой вывод мог сделать естествоиспытатель по результатам своего эксперимента?

Британские учёные совместно с исследователями из Сингапура провели исследование физиологических показателей у туристов, совершающих восхождение на Эверест. Тесты и анализы проводились три раза: перед началом экспедиции в Лондоне (уровень моря), в городке Намче (3500 м над уровнем моря) и в базовом лагере на высоте 5300 м. Выяснилось, что чем больше высота, тем ниже насыщение артериального гемоглобина кислородом, но тем выше содержание гемоглобина в крови.

Как можно объяснить полученную закономерность? Объясните снижение насыщения гемоглобина кислородом с точки зрения физиологии.

Сербские учёные исследовали влияние рыбных ферм, организованных в реках, на численность и многообразие беспозвоночных, населяющих эти реки. Учёные брали пробы на различном расстоянии вниз по течению от ферм и оценивали количество и многообразие водных беспозвоночных в образцах. Оказалось, что многообразие и численность растут с расстоянием от фермы.

Какого контроля не хватает данному исследованию, чтобы сделать уверенный вывод? Поясните свой ответ.

Итальянский естествоиспытатель Ж. Жюрин ещё в середине XVIII в. обратил внимание на то, что летучие мыши свободно летают в абсолютно тёмной комнате, не задевая предметов. Жюрин решил выяснить причины такой способности. Он взял группу летучих мышей, части из которых учёный залепил воском уши, а со второй – контрольной – этого делать не стал. Всех летучих мышей Жюрин выпустил в тёмную комнату и стал наблюдать. Оказалось, что мыши, у которых уши были залеплены воском, натыкались на все предметы, находящиеся в комнате.

Какой вывод мог сделать Ж. Жюрин на основании проведённого эксперимента? Как можно объяснить результаты эксперимента с позиции современных знаний об ориентации этих рукокрылых?

Старшеклассники провели эксперимент с сырым мясом. Равные по размеру и массе (20 г) кусочки мяса они поместили в две пробирки. Одну пробирку заполнили дистиллированной водой, а другую – 10%-ным раствором поваренной соли. После выдержки образцов в жидкостях в течение 3 часов, ребята снова взвесили кусочки мяса. Масса кусочка, находившегося в дистиллированной воде, увеличилась на 3,5 г, а масса кусочка, находившегося в растворе поваренной соли, уменьшилась на 2 г. Объясните результаты, полученные в эксперименте.

Французский учёный Л. Пастер в XIX в. проводил эксперименты с микробами куриной холеры. Он выращивал эту культуру на специальной жидкой питательной среде. Когда микробов становилось очень много, учёный легко переносил «ядовитый бульон» на крошки хлеба и кормил ими цыплят. Через день эти цыплята погибали.

Однажды цыплятам были даны крошки хлеба со старой (ослабленной) культурой бактерий. Цыплята заболели, но остались живы. Тогда Л. Пастер взял несколько новых здоровых цыплят и ввёл им и тем цыплятам, которые выжили, по смертельной дозе культуры бактерий. На следующий день учёный увидел, что цыплята, ранее получившие дозу ослабленной культуры, были здоровы, а цыплята, получившие её впервые, погибли.

Что изучал Л. Пастер? Как современные учёные назвали бы ту старую (ослабленную) культуру бактерий, что получили цыплята, не погибшие от возбудителя?

Учёный изучал влияние антисептика мирамистина на размножение бактерий. Он разлил питательный бульон по двум колбам. В первую колбу он добавил мирамистин, вторую оставил без изменений. После этого в колбы было внесено одинаковое количество бактерий. Через сутки в каждой колбе учёный измерил мутность (чем выше мутность, тем больше там бактерий). Во второй колбе мутность оказалась выше.

Какой вывод смог сделать учёный по результатам эксперимента? Почему мутность повысилась в обеих колбах, несмотря на добавление мирамистина в одну из них?

Итальянский натуралист Л. Спалланцани провёл следующий эксперимент. Он взял несколько склянок с сенным отваром. Одни склянки он кипятил по целому часу, другие же нагревал только несколько минут. Затем он запаивал горлышки склянок на огне горелки. По прошествии нескольких дней Л. Спалланцани обнаружил, что в тех склянках, которые были хорошо нагреты, никаких микроорганизмов нет – они появились только в тех склянках, которые были недостаточно долго прокипячены.

Какой вывод можно сделать из эксперимента Спалланцани? С какой целью учёный запаивал горлышки склянок после нагрева?