В результате изучения естествознания на базовом уровне обучающийся должен: уметь

· приводить примеры экспериментов и (или) наблюдений, обосновывающих:атомно-молекулярное строение вещества, существование электромагнитного поля и взаимосвязь электрического и магнитного полей, волновые и корпускулярные свойства света, необратимость тепловых процессов, разбегание галактик, зависимость свойств вещества от структуры молекул, зависимость скорости химической реакции от температуры и катализаторов, клеточное строение живых организмов, роль ДНК как носителя наследственной информации, эволюцию живой природы, превращения энергии и вероятностный характер процессов в живой и неживой природе, взаимосвязь компонентов экосистемы, влияние деятельности человека на экосистемы;

· объяснять прикладное значение важнейших достижений в области естественных наукдля: развития энергетики, транспорта и средств связи, получения синтетических материалов с заданными свойствами, создания биотехнологий, лечения инфекционных заболеваний, охраны окружающей среды;

· выдвигатьгипотезы и предлагать пути их проверки, делать выводы на основе экспериментальных данных, представленных в виде графика, таблицы или диаграммы;

· работать с естественнонаучной информацией,содержащейся в сообщениях СМИ, Интернет-ресурсах, научно-популярной литературе:владеть методами поиска, выделять смысловую основу и оценивать достоверность информации;

· использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизнидля:

· оценки влияния на организм человека электромагнитных волн и радиоактивных излучений;

· энергосбережения;

· безопасного использования материалов и химических веществ в быту;

· профилактики инфекционных заболеваний, никотиновой, алкогольной и наркотической зависимостей;

· осознанных личных действий по охране окружающей среды.

Билет№1:

1. Естественно - научный метод познания и его основные составляющие.

2. Прочитайте короткую газетную публикацию и ответьте на вопросы.

«Ученые из Японии распознали фермент, который заставляет людей плакать, когда они режут лук. Удалив его, можно получить не раздражающий глаза лук, который по вкусу не будет отличаться от настоящего.

Лук, на вкус не отличающийся от настоящего, но не раздражающий наши глаза, – реальность, уверены исследователи из Японии. Они распознали соединение, которое вызывает поток слез у того, кто режет лук. Оказалось, что фермент слезоточивости – это аллиназа. В работе были использованы новейшие генетические технологии и традиционные биохимические методы.

Исследователи утверждают, что создать генетически модифицированный лук, в котором этот фермент отсутствует, будет несложно. Каждый, кто когдалибо занимался генной инженерией, сможет вывести такой лук».

Вопрос 1. Что такое фермент?

Вопрос 2. Почему устранить фермент из лука можно средствами генной инженерии?

Вопрос 3. В чем, на ваш взгляд, должно состоять в этом случае генно-инженерное воздействие: в удалении гена из ДНК лука, в добавлении нового гена, в замене одного гена на другой?

Билет№2:

1. Эксперименты или наблюдения, доказывающие атомно-молекулярное строение вещества (2–3 примера). Характерные размеры атомов и молекул.

2. Прочитайте фрагмент из научно-популярной статьи и ответьте на вопрос.

«Кукуруза недавно была подвергнута в ряде компаний генетической модификации (генно-инженерному воздействию), в результате чего она приобрела способность вырабатывать белок Bt, который в природе производится почвенной бактерией Bacillus thuringiensis. Когда личинка европейского сверлильщика кукурузы (таково название специфического вредителя) съедает этот белок, повреждаются ее кишечные стенки, вследствие чего гусеница погибает от голода. Такая трансгенная кукуруза дает прирост урожая в 5–10% по сравнению с обычной кукурузой».

Вопрос 1. С какой целью кукуруза была подвергнута генетической модификации?

Вопрос 2. Каков оказался результат этого генно-инженерного воздействия?

Вопрос 3. Опишите в общих чертах, в чем состоит генно-инженерная операция, приводящая к тому, что растение начинает вырабатывать вещество, которое в естественных условиях производится бактерией.

Билет№3:

1. Взаимосвязь электрических и магнитных явлений. Опыты Эрстеда, Ампера и Фарадея.

2. Внимательно прочитайте текст и ответьте на вопросы.

«В последнее время интенсивно развивается комплексная наука – трофология, изучающая закономерности поглощения, переработки, усвоения жизненно необходимых веществ на всех уровнях организации биологических систем (от клетки до биосферы). Задача трофологии – создание пищи, соответствующей физиологическим и биохимическим потребностям человека. По данным трофологии, активную роль в переработке, обогащении, усвоении пищевых веществ играют находящиеся в кишечнике прокариоты (бактерии). Они синтезируют витамины, аминокислоты, видоизменяют простые сахара, жирные кислоты и другие вещества, выделяют и некоторые соединения, ядовитые для человека. Сохранение оптимального состава микроорганизмов пищеварительного тракта – очень важная задача. Изучение механизмов и процессов пищеварения показало, например, значение пищевых волокон (клетчатки, пектина и др.), которые ранее считались балластом, в обмене электролитов и желчных кислот, в правильной перистальтике, в профилактике рака толстой кишки, в поддержании видового состава бактерий кишечника (для бактерий клетчатка – один из источников питания). Потребление рафинированных (очищенных) продуктов – сахара, крахмала, избыточное использование белков приводит к развитию «болезней цивилизации» – ожирению, диабету, сердечно-сосудистым заболеваниям, болезням печени и др., вызывает сдвиги в составе микроорганизмов пищеварительного тракта».

Вопрос 1. Какую роль в пищеварении человека, согласно данным трофологии, играют бактерии?

Вопрос 2. Как вы предложили бы изменить состав и производство кондитерских изделий, учитывая данные трофологии о вредных последствиях систематического употребления очищенных углеводов?

Вопрос 3. Что можно сказать в свете данных трофологии о позиции сторонников периодического длительного голодания?

Билет№4:

1. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. Опыт Герца.

2. Прочитайте заключительный фрагмент из книги Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» и ответьте на вопросы.

«Любопытно созерцать густо заросший берег, покрытый многочисленными, разнообразными растениями, птиц, поющих в кустах, насекомых, порхающих вокруг, червей, ползающих в сырой земле, и думать, что все эти прекрасно построенные формы, столь отличающиеся одна от другой и так сложно одна от другой зависящие, были созданы благодаря законам, еще и теперь действующим вокруг нас. Эти законы в самом широком смысле – Рост и Воспроизведение, Наследственность, почти необходимо вытекающая из Воспроизведения, Изменчивость… Прогрессия размножения, столь высокая, что она ведет к Борьбе за жизнь и ее последствию – Естественному отбору, влекущему за собой Расхождение признаков и Вымирание менее совершенных форм. Таким образом, из войны природы, из голода и смерти непосредственно вытекает самый высокий результат, какой ум в состоянии себе представить, – образование высших животных».

Вопрос 1. Составьте список основных понятий, с помощью которых Ч. Дарвин раскрывает содержание своего учения.

Вопрос 2. Изобразите логическую цепочку (в виде схемы), связав отмеченные ученым причины и следствия.

Вопрос 3. Какие наблюдаемые факты должна в итоге объяснить эта схема?

Билет№5:

1. Свет как электромагнитная волна. Эксперименты, демонстрирующие волновые свойства света.

2. Прочитайте короткую научно-популярную публикацию и ответьте на вопросы.

«ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ ВМЕСТО ГИМНАСТИКИ

Кто бы отказался заменить часы изматывающих тренировок таблеткой? Скоро это станет возможным: биохимики выявили механизм ускорения процесса обмена веществ, а следовательно, и избавления от лишнего веса.

Ключевую роль в процессе играет белок PPAR-delta. Р. Эванс из Института биологических исследований (Калифорния) открыл, что данный белок регулирует работу генов, отвечающих за распад жиров в организме, и показал, что активация протеина PPAR-delta ускоряет метаболизм, в результате чего сжигается больше жира. Для того чтобы проверить гипотезу, Эванс с коллегами создали генетически измененную мышь, в мускулатуре которой было больше, чем у обычных мышей, белка PPAR-delta. Получая в течение 13 недель питание с высоким содержанием жиров и калорий, трансгенные мыши набрали только треть привеса от нормы, и их вес не увеличивался даже при ограничении подвижности.

Результаты исследований показывают, что белок PPAR-delta изменяет состав скелетных мышц мышей. По сравнению с контрольной группой мышцы трансгенных особей содержат удвоенное количество «медленных» волокон (превращающих жир в энергию и отвечающих за продолжительную активность).

Согласно данным, полученным Эвансом, генетически измененные мыши ведут себя как прирожденные спортсмены. Они пробегали 1800 м за 2,5 часа, т.е. в два раза больше, чем обычные. «Марафонцы» более выносливы, чем их обычные собратья. Р. Эванс считает, что в результате исследований могут быть созданы препараты, заменяющие физическую нагрузку».

Вопрос 1. В чем состояла гипотеза, которую стал проверять Р. Эванс?

Вопрос 2. Что стало результатом применения генной инженерии в данных исследованиях?

Вопрос 3. К каким изменениям привело избыточное содержание белка PPAR-delta у мышей?

Билет№6:

1. Явление фотоэффекта и квантовая теория света Эйнштейна.

2. В результате исследований, в которых пытались определить, существует ли связь между курением и смертностью от рака легких, была получена следующая диаграмма. На ней показано соотношение между риском смерти от рака легких в том или ином возрасте и количеством сигарет, выкуриваемых человеком за день.

Вопрос 1. Какие выводы вы могли сделать на основании этой информации?

Вопрос 2. Как риск умереть от рака легких зависит от возраста?

Вопрос 3. Можно ли утверждать только на основании этих данных, что человек, ыкуривающий не больше пяти сигарет в день, рискует больше, чем вообще не курящий человек?

Билет№7:

1. Корпускулярно-волновой дуализм света. Экспериментальные подтверждения корпускулярных и волновых свойств света.

2. Традиционно считается, что избыточный вес сопряжен с развитием хронических заболеваний и что «эпидемия ожирения» угрожает здоровью населения.

На диаграмме приведены данные о количестве людей, страдающих ожирением в некоторой стране, а на графике – данные о смертности от ряда заболеваний в той же стране.

Вопрос 1. Можно ли утверждать на основании этих данных, что ожирение увеличивает риск смерти от указанных заболеваний?

Вопрос 2. Можно ли утверждать на основании этих данных, что ожирение не изменяет или даже снижает риск смерти от этих заболеваний?

Вопрос 3. Позволяют ли эти данные утверждать, что число людей, страдающих ожирением, не может определяться только генетическими факторами?

Билет№8:

1. Квантовый характер излучения и поглощения света атомом. Модель атома Бора.

2. Прочитайте фрагмент из газетной публикации и ответьте на вопросы.

«Изучение однояйцевых, или монозиготных, близнецов – отнюдь не околонаучное развлечение, которое услаждает тягу к парадоксам и будоражит изнуренное сухими теоремами воображение. При видимой легкомысленности это важное для науки направление. Ибо на примере однояйцевых близнецов ученые могут приблизиться к ответу на принципиальный вопрос о том, как соотносятся наследственность и факторы среды.

Рожденные в 1933 году на Тринидаде близнецы Оскар и Джек с младенчества, после развода родителей, не видели друг друга. Только в 1979 году братья встретились. В аэропорту они легко узнали друг друга: оба были в очках в толстой роговой оправе и голубых рубашках с погончиками, оба носили коротко постриженные усы. У Оскара и Джека обнаружилось сходство даже в бытовых привычках. Оба, едва зайдя в туалет, нажимали на кнопку смыва. Оба носили одинаковые браслеты на запястье. Оба предпочитали обедать в ресторане в полном одиночестве. Оба любили макать тост в кофе, читали журнал с конца и в присутственных местах пугали окружающих громким чиханием. Оба имели одинаковую походку и манеру сидеть, говорили с одной скоростью, хотя Оскар знал только немецкий, Джек – только английский».

Вопрос 1. В чем состоит генетическое отличие однояйцевых близнецов от разнояйцевых?

Вопрос 2. Почему именно на примере однояйцевых близнецов ученые могут лучше понять, как в индивидуальности человека соотносятся наследственность и факторы среды?

Вопрос 3. Какой вывод вы бы сделали на основании описанного сходства в привычках между Оскаром и Джеком?

Билет№9:

1. Красное смещение и «разбегание» галактик. Большой взрыв.

2. Прочитайте фрагмент из газетной публикации и ответьте на вопросы.

«Применение клеточных и тканевых технологий окружено, с одной стороны, немалым количеством скандалов, с другой – молчанием, а точнее – нежеланием ученых-экспериментаторов распространяться о своих работах. Ведь до недавнего времени основным материалом для получения стволовых клеток служили ткани плода, полученные в результате аборта.

Соблазн заменить больные клетки здоровыми и тем самым вылечить человека настолько велик, что попытки сделать это начались задолго до того, как ученые досконально изучили строение и жизнь самой клетки. После того как эти знания появились, он стократ возрос. Поначалу самые радужные надежды наука связывала с эмбриональными стволовыми клетками. Они образуются в зародыше на 8–10-е сутки развития. Именно из них, наделенных невероятным потенциалом развития, потом получаются все остальные клетки человека. Но для того чтобы использовать столь универсальные клетки в лечебных целях, надо было научиться размножать и сохранять их в первоначальной стадии сколь угодно долго. Эта задача оказалась невероятно сложной – требовались идеально выдержанная в сотых долях градуса постоянная температура, особые электромагнитные поля, другие параметры, которые существующими методами еще невозможно измерить».

Вопрос 1. В чем состоит уникальная особенность стволовых клеток? (В ответе постарайтесь использовать понятие «дифференциация клеток».)

Вопрос 2. На чем основано возможное лечебное действие стволовых клеток?

Вопрос 3. Каковы основные проблемы использования эмбриональных стволовых клеток?

Билет№10:

1. Возможные сценарии эволюции Вселенной.

2. Объясните, почему механизм естественного отбора эволюции не мог бы работать, если бы:

а) все особи внутри вида были абсолютно одинаковы;

б) потомство не было похоже на своих родителей;

в) все потомство выживало и давало свое потомство;

г) все особи были в равной степени приспособлены к своей среде

Билет№11:

1. Формирование Солнечной системы (возможный «сценарий»).

2. Для проведения исследований, проверяющих различные гипотезы, часто необходимо иметь экспериментальную и контрольную группы. По какому принципу вы отберете эти две группы для проведения тех исследований, которые описаны ниже? Какие условия, параметры для обеих групп должны при этом поддерживаться одинаковыми, чтобы выводы, сделанные на основании полученных данных, были максимально достоверны?

а) надо выяснить, снижается ли риск простуды, если принимать более 3 г витамина С в день;

б) надо выяснить, ухудшается ли ночной сон, если пить кофе по вечерам;

в) надо выяснить, уменьшают ли домашние животные риск стрессов для своих хозяев.

Билет№12:

1. Закон сохранения энергии. Процессы преобразования энергии в живой и неживой природе (на ряде примеров).

Билет№13:

1. 2-е начало термодинамики. Эксперименты или наблюдения, демонстрирующие необратимый характер тепловых процессов.

Билет№14:

1. Явление электромагнитной индукции и его использование для получения электроэнергии.

Билет№15:

1. Виды радиоактивных излучений и способы защиты от них.

Билет№16:

1. Реакции ядерного деления и ядерного синтеза. Возможность их использования в энергетике.

Билет№17:

2. Два друга, Володя и Саша, поспорили, на каком принципе работает турникет в метро. Володя предположил: дело в том, что в пол в нужном месте вмонтирован какой-то элемент электрической цепи. Если человек хочет пройти без билета, то, когда он наступает на пол в этом месте, цепь замыкается (или, наоборот, размыкается), срабатывает электромагнитное реле, включенное в эту цепь, а за ним и механизм, закрывающий створки турникета. Саша не согласился с Володей и предложил простой способ, с помощью которого эта гипотеза может быть отвергнута. В свою очередь, он рассказал, на каком физическом явлении, по его мнению, основано действие турникета.

Вопрос 1. Какой способ проверки Володиной гипотезы предложили бы вы на месте Саши?

Вопрос 2. Может ли в принципе работать схема, предложенная Володей?

Вопрос 3. Какое физическое явление, по вашему мнению, имел в виду Саша? Опишите в самых общих чертах, как могла бы выглядеть схема работы турникета в этом случае.

Билет№18:

2.Прочитайте фрагмент из газетной публикации и ответьте на вопросы.

«Об использовании независимых источников энергии думают во многих европейских странах. Стремительно развивающееся глобальное потепление дает новый и очень сильный толчок этой мысли. Еще бы, ведь если концентрация углекислого газа из-за сжигания ископаемого топлива в атмосфере планеты будет и дальше расти теми же темпами, то многие живущие ныне люди успеют застать погружение на дно морское из-за повышения уровня океана не только Голландии с ее дамбами и каналами, но и обширных областей Франции, Германии и Испании.

Именно на развитие альтернативной энергетики (использование энергии Солнца, ветра и др.) направлена европейская программа «Альтенер», которая началась в 1992 году. Цель одного из проектов в рамках этой программы – оснастить системы кондиционирования солнечными батареями. Проблема возникла не на пустом месте. В отличие от России на большей части Европы, особенно Южной, приходится бороться не с холодом, а с теплом. Высокий уровень жизни европейцев требует и высокой степени комфорта. Поэтому количество кондиционеров в домах растет очень быстро. Стало быть, растет и потребление ими энергии. А вместе с энергией растут и выбросы углекислого газа от ее получения. Ученые подсчитали, что если кондиционеры только в двух процентах новых европейских офисов питать от альтернативного источника, то в атмосферу не будет выбрасываться 27 тысяч тонн углекислого газа в год».

Вопрос 1. Каким образом проблема глобального потепления связана с концентрацией углекислого газа в атмосфере?

Вопрос 2. Почему работа кондиционеров от традиционных источников энергии способствует увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере, а от альтернативных не способствует?

Вопрос 3. На каком физическом явлении основано действие солнечных батарей?

Билет№19:

2.Прочитайте фрагмент из научно-популярной статьи и ответьте на вопросы.

«Никто не знает, каковы будут последствия повышения атмосферной концентрации углекислого газа: человечество проводит неуправляемый эксперимент в масштабах планеты. Как известно, СО₂ способствует нагреванию атмосферы, что, в свою очередь, приводит к повышению уровня Мирового океана и увеличению кислотности воды».

Вопрос 1. За счет чего повышается концентрация углекислого газа в атмосфере?

Вопрос 2. Почему повышение концентрации СО₂ способствует нагреванию атмосферы, повышению уровня Мирового океана и увеличению кислотности воды?

Вопрос 3. В интересах ли человечества вовсе избавиться от присутствия углекислого газа в атмосфере?

Билет№20:

2.Прочитайте фрагмент из газетной публикации и ответьте на вопросы.

«Мировой энергетический кризис – это ясно как день – неизбежен. Пессимисты говорят о том, что уже через 20 лет дефицит нефти и газа возьмет человечество за горло. Оптимисты называют 50 лет. Разница невелика. После нас хоть потоп – так современные политики уже не рассуждают. Вариант с развитием атомной энергетики перспективен, но это временная мера. Атомная энергетика также зависит от ограниченных запасов урана и, кроме того, наносит своими радиоактивными отходами экологический удар по окружающей среде. Еще хуже для экологии уголь. Всякие ветряки, солнечные батареи, геотермальные источники – это экзотика, в сумме не выше 1% мирового энергопотребления. Остается термоядерная энергия.

Сегодня все мировые авторитеты едины в том, что именно термоядерная энергия способна вырвать цивилизацию из лап энергетического голода. Термояд – это неистощимый источник энергии, по существу, второе Солнце. И это экологически чистый, если не считать эмиссионных нейтронов, источник. Лучшее термоядерное топливо – изотоп гелий-3. На Земле этого изотопа практически нет, приходится работать с дейтерием. На Луне гелий можно черпать ведрами. Одного загруженного сжиженным гелием шаттла хватит на обеспечение энергопотребления США на целый год, двух шаттлов – на годовое обеспечение всей планеты.

– Быть может, самый перспективный путь решения глобальной энергетической проблемы связан с использованием гелия-3 в термоядерном синтезе, с его добычей и доставкой с Луны, – говорит академик Галимов. – Уже сегодня этот способ был бы экономически более выгодным, чем использование горючих ископаемых или урана, если бы была готова технология термоядерного синтеза и соответствующая инфраструктура».

Вопрос 1. Что такое термоядерная энергия?

Вопрос 2. Каковы преимущества термоядерной энергии перед другими источниками энергии?

Вопрос 3. Каков может быть экономический смысл освоения Луны?

Поиск по сайту: