Основні положення теми 

Самоконтроль рівня навчальних досягнень. «Застосування результатів біологічних досліджень у медицині, селекції та біотехнології». Виконайте  за посиланням ТЕСТ

Подумайте над запитаннями

 1. Які глобальні проблеми людства існують сьогодні? 2. Як, на вашу думку, біологія може допомогти їх вирішити? 3. Наведіть приклади, відомі вам з повсякденного життя. 

1. Загальні уявлення про глобальні проблеми людства 

Глобальні проблеми людства — це проблеми, які зачіпають життєві інтереси всього населення планети і потребують для свого вирішення спільних зусиль всіх країн світу. До основних глобальних проблемам сьогодення, які може допомогти вирішити біологія, належать: 

•  нестача та вичерпання природних ресурсів (зокрема, нафти, газу, вугілля, металів, прісної води);

•  нестача енергії; y забезпечення продовольчими ресурсами населення, що швидко зростає; 

•  нестача питної води; y глобальні зміни клімату. 

Так само проблемами є зниження біорізноманітності, урбанізація, погіршення загального стану довкілля. 

2. Глобальна екологічна проблема 

Полягає у деградації глобальної екологічної системи внаслідок нераціонального природокористування та забруднення її відходами діяльності людини. Проблема охоплює п’ять основних блоків: 

•  скорочення природних ландшафтів та плодючих ґрунтів унаслідок росту міст, промислових і транспортних об’єктів; 

•  знищення вологих тропічних лісів (до 40 %); 

•  загострення проблеми питної води, скидання відходів у прісні водойми; 

•  викиди токсичних відходів виробництва та побуту у вигляді твердих, рідких та газоподібних продуктів; 

•  руйнування озонового шару. 

Шляхами розв’язання цієї проблеми є: 

•  зменшення та закриття небезпечних для навколишнього середовища виробництв;

•  зменшення використання невідновних корисних ресурсів, використання вторинних ресурсів; 

•  утилізація, знешкодження відходів, застосування для цього новітніх технологій; 

•  виготовлення за допомогою біотехнології полімерів, здатних до швидкого розкладання у природі; 

•  використання біопакувань — як альтернативи синтетичному пластику; 

•  створення особливо охоронних територій; y заміна хімічних пестицидів на пестициди, синтезовані мікроорганізмами (грибами, найпростішими, бактеріями); 

•  очищення забрудненої води та ґрунту за допомогою бактерій; 

•  розвиток міжнародної співпраці з метою збереження, захисту цілісності екосистем Землі. 

3. Глобальна продовольча проблема Населення Землі зростає швидше, ніж продовольчі ресурси. 

Продовольча проблема полягає у нездатності людства до нашого часу повністю забезпечити себе життєво важливими продуктами харчування. Вирішити цю проблему можна шляхом: 

•  збільшення врожайності культурних рослин; 

•  збільшення продуктивності свійських тварин; 

•  отримання необхідної кількості білка за допомогою мікробіологічного синтезу (штучне м’ясо, молоко, сир та інші продукти); 

• удосконалення структури галузей землеробства; 

•  більш раціонального використання сільськогосподарських угідь.

Вже сьогодні використовуються генетично модифіковані рослини, які є стійкими до комах-шкідників, фітопатогенних грибів та вірусів. У майбутньому ГМО-рослини зможуть виробляти білок, який є близьким за амінокислотним станом до тваринних білків. Ця технологія зможе забезпечити їжею зростаюче населення Землі без суттєвого збільшення посівних площ. 

4. Глобальна енергетична та сировинна проблеми 

Проблема полягає у недостатньому забезпеченні людства паливом та енергією, а також сировиною внаслідок швидкого збільшення споживання природних мінеральних ресурсів. Шляхи вирішення — у використанні нетрадиційних джерел енергії та тепла (сонячної енергії, енергії вітру, енергії припливів та відпливів тощо). 

Іншим напрямком є переробка рослинної сировини (деревини, ботвиння, соломи, початків) на паливний етанол, біогаз та інші хімічні речовини (органічні кислоти, бутанол, ацетон, гліцерин та ін.). 

Мікроорганізми здатні окиснювати сульфіди металів, арсеніди, концентрувати на своїй поверхні колоїдне золото та інші метал. У наш час існують підприємства з отримання міді, урану, золота із застосуванням мікроорганізмів. Це поліпшує стан середовища і дозволяє добувати метали навіть з дуже бідних руд, а в перспективі — з вод океанів. 

Друзі, хто готував проекти за даними темами, чекаю ваші роботи на електронну пошту. Для усіх інших пропоную виконати наступне завдання:

Ознайомтеся з інформацією.

«Генетично модифікованими організмами називають такі, що мають генотипи, штучно змінені за допомогою методів генетичної інженерії. Генетична модифікація, тобто зміни, супроводжує і природні процеси - наприклад еволюцію. Проте, на відміну від природної, штучна генетична модифікація організмів є цілеспрямованою. Завдячуючи успіхам біологічної науки, дослідники та біотехнологи мають чимало інформації щодо структури генів та їхньої ролі у функціонування різних організмів. Історія ГМО налічує багато десятиліть. Так, вперше було створено модифіковану бактерію у 1973 році, тварину - у 1974, рослину - у 1983. Найбільш просто змінювати геном прокаріотичних клітин. Саме тому ГМО бактерії є поширеним об'єктом біотехнологій. За допомогою таких організмів продукується істотна частина необхідного для терапії діабету інсуліну, факторів згортання крові для лікування гемофілії, гормону росту, інтерферонів та інших важливих для медицини сполук. Існує чимало комерційних ГМО, що є об'єктами рослинництва або тваринництва. Усі вони проходять чимало етапів контролю біобезпеки на шляху до вільного використання. У суспільстві трапляються уявлення про небезпеку вживання в їжу ГМО, проте вони не мають наукового обґрунтування. Супротивники використання ГМО часто посилаються на статтю 2012 року Жиль-Еріка Сераліні (Gilles-Eric Seralini), у якій було показано негативний вплив на здоров’я щурів від уживання в їжу ГМ кукурудзи. Ця публікація не витримала наукової критики і була відкликана редакцією журналу "Food and Chemical Toxicology".»

Завдання 1. Яке з поданих тверджень можна сформулювати на основі аналізу наведеної інформації?

• А Небезпека ГМО полягає в тому, що гени, які містяться в їжі, можуть вбудуватися в геном людини, яка з'їла продукти, що містять ГМО.

• Б Частка продукованого за допомогою генетично модифікованих бактерій інсуліну є незначною, і людство може легко відмовитися від цього способу вироблення гормону.

• В Природний процес еволюції ніколи не супроводжується зміною геному організмів.

• Г Першим генетично модифікованим організмом був прокаріотичний.

Завдання 2. Дві групи учнів обговорювали перспективи використання генетично модифікованих організмів. Перша група зауважила, що такі організми можуть використовуватися в якості джерела харчових продуктів. Друга група зазначила, що генетична модифікація людини за сучасних технічних досягнень людства є неможливою. Чи має хтось рацію?

• А лише перша група

• Б лише друга група

• В обидві мають рацію

• Г обидві помиляються

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Ознайомтеся з матеріалом

  1. Застосування методів генної інженерії в сучасній селекції 

Генна інженерія — це сукупність методик для цілеспрямованого переносу потрібних генів від одного виду живих організмів до іншого (часто далеких за походженням). Організми, в геном яких уведено «чужі» гени, називають трансгенними (рослини та тварини) або трансформованими (бактерії та гриби). 

Існує також група методів хромосомної інженерії, які застосовують на рослинах. Вони засновані на введенні в генотип рослинного організму пари чужих гомологічних хромосом, які контролюють розвиток потрібних ознак, або заміщенні однієї пари гомологічних хромосом на іншу. 

Застосовують також метод гаплоїдів, заснований на вирощуванні гаплоїдних рослин з наступним подвоєнням хромосом. Трансгенні рослини створюють з такими цілями: 

•  підвищення загальної продуктивності; 

•  підвищення стійкості до комах-шкідників; 

•  підвищення стійкості до гербіцидів; 

•  підвищення стійкості до стресових факторів; 

•  продукування білків, антитіл у трансгенних рослинах (інтерферон, імуноглобулін);

•  отримання чоловічих стерильних рослин; 

•  зміна забарвлення у декоративних культур. 

Мета створення трансгенних тварин: 

•  тварини, які б виробляли медичні продукти (трансгенні корови для отримання молока з умістом певних лікувальних речовин); 

•  тварини, які б давали важливу інформацію для провадження генної терапії у людини та ін. Різні види трансгенних бактерій використовують для: y бактеріального синтезу речовин; 

•  захисту рослин від морозів; y поїдання нафти після техногенних катастроф.

 Досягненнями генної інженерії на сьогодні є: 

1) Створено високопродуктивні штами мікроорганізмів, які синтезують інсулін, інтерферони, соматотропін (гормон росту), різноманітні вітаміни та ферменти. 

2) Створено банк генів (колекції генів різних організмів), що є необхідним для подальших досліджень і розвитку генної інженерії. 

3) Розвиток генотерапії (лікування спадкових, онкологічних та деяких вірусних захворювань шляхом введення генів у соматичні клітини хворих людей з метою лікування захворювань). 

2. Застосування методів клітинної інженерії в сучасній селекції

 Клітинна інженерія — це конструювання клітин нового типу на основі їхнього культивування, гібридизації та реконструкції. Заснована на культивуванні окремих клітин або тканин на штучних поживних середовищах. Такі клітинні культури використовуються для синтезу цінних речовин, виготовлення посадкового матеріалу, отримання клітинних гібридів. 

Вирощування клітинних (тканинних) культур. Клітини тварин і рослин, за їх переміщення до поживного середовища з усіма необхідними для життєдіяльності речовинами, здатні поділятися. Окремі клітин вирощують у поживних середовищах, на яких вони утворюють клітинні культури.

 Гібридизація соматичних клітин. За неї видаляються клітині оболонки і зливаються протопласти клітин організмів, що належать до різних видів — картоплі та томату, яблуні та вишні. Отримані гібридні клітини можуть бути основою для створення нових форм організмів. 

Клонування. За пересаджування ядер соматичних клітин у яйцеклітини можливе клонування тварин — отримання генетичних копій від одного організму. В наш час отримано копію гладенької шпоркової жаби та деяких ссавців — домової миші, вівці, кози, свині, корови, кішки, собаки. 

Створення химерних тварин. Є можливим завдяки злиттю ембріонів на ранніх стадіях. Таким чином були отримані химерні миші шляхом злиття ембріонів білих та чорних мишей, химерна тварина коза-вівця. 

Подумайте:

1. Яке практичне значення мають знання з біології у розведенні рослин і тварин? 2. Чим різняться і чим схожі свійські тварини та їхні дикі родичі? 3. Яким чином ця різниця могла виникнути? 

Селекція — це наука, що вивчає біологічні основи і методи створення та покращення порід тварин, сортів рослин і штамів мікроорганізмів. Завдяки селекції з приблизно 150 видів культурних рослин та 20 видів одомашнених тварин створені тисячі різноманітних порід і сортів. 

Завданнями селекції є: 

•  збільшення продуктивності сортів рослин, порід тварин та штамів мікроорганізмів; y вивчення різноманіття рослин, тварин та мікроорганізмів, що є об’єктом селекційної роботи; 

•  аналіз закономірностей спадкової мінливості за гібридизації та мутаційного процесу; 

•  розробка систем штучного добору, що сприяють посиленню та закріпленню корисних для людини ознак організмів з різними типами розмноження; 

•  створення стійких до захворювань та кліматичних умов сортів та порід. Залежно від цілей селекцію проводять на якість (смак, зовнішній вигляд, збереження плодів та овочів, уміст білка та амінокислот у зерні, жирномолочність), стійкість до хвороб, шкідників та несприятливих кліматичних умов, урожайність рослин, плодючість та продуктивність у тварин тощо. 

Сорт — це штучно створена людиною група рослин, які мають біологічну й морфологічну подібність з метою одержання високого урожаю. Це група культурних рослин, які в результаті селекції отримали певний набір характеристик (корисних або декоративних), які відрізняють цю групу рослин від інших рослин того ж виду. 

Порода — популяція тварин у межах певного виду, штучно створена людиною. Відтворює в потомстві стійкий генофонд, має свої особливості, морфологічні та фізіологічні ознаки, продуктивність. 

Штам — генетично однорідна культура мікроорганізмів у межах одного виду. Має властиві лише їй специфічні властивості чи ознаки. У порід, сортів та штамів усі ключові гени переведені у гомозиготний стан, і розщеплення в ряду поколінь не відбувається.

 Породи, сорти та штами максимально проявляють свої властивості в спеціально створених умовах і не здатні існувати без постійної підтримки людини. 

Основними методами селекції є добір, гібридизація, штучний мутагенез і поліплоїдизація.

Добір — метод відбору й збереження особин з певними, цінними для людини ознаками і сприяння їхньому розмноженню. У селекції застосовують масовий (за фенотипом) та індивідуальний (за генотипом) форми добору.

Гібридизація — це метод одержання нащадків внаслідок поєднання генетичного матеріалу різних клітин або організмів. Схрещування можливе як у межах одного виду (внутрішньовидова гібридизація, що буває спорідненою (інбридинг — схрещуванні організми мають спільних предків) та неспорідненою (аутбридинг — схрещуванні організми не мають родинних зв'язків), так і між особинами різних видів (міжвидова (віддалена) гібридизація).

Індукований мутагенез — метод штучного одержання мутацій, зумовлений спрямованою дією різних мутагенів. У контрольованих умовах цим шляхом можна отримати мутації, що трапляються в природі зрідка або взагалі не виявляються.

Поліплоїдизація — метод отримання організмів зі збільшеною кількістю хромосом, що кратна гаплоїдному набору. Метод застосовують у селекції рослин для підвищення врожайності, подолання стерильності гібридів тощо.

Дайте відповіді на запитання (усно):

1. Що таке селекція? Які її завдання та предмет досліджень? 2. Поясніть значення понять «сорт», «порода», «штам». 3 Які основні методи селекції?

Питання для бесіди 

1. Назвіть відомі вам сорти культурних рослин. Від яких дикорослих предків вони походять? 

2. Наведіть відомі вам породи свійських тварин. Хто є їхніми родичами в дикій природі?

 3. У який спосіб, на вашу думку, було виведено ці породи та сорти? 

Одним із шляхів підвищення продуктивності сільськогосподарських рослин і тварин, розв'язування проблеми продовольчої безпеки є застосування явища гетерозису.

Гетерозис — це явище, за якого перше покоління гібридів, одержаних унаслідок неспорідненого схрещування, має підвищені життєздатість і продуктивність порівняно з вихідними батьківськими формами.

Генетичними основами гетерозису є різні типи взаємодії алельних і неалельних генів. 

Крім того, прояв гетеозису залежить від умов середовища, значну роль в його прояві відіграють взаємодії ядра й цитоплазми. За даними біохімії, у гетерозисних форм часто спостерігається ширший набір ферментів порівняно з батьківськими.

Алельні гени розташовані на однакових ділянках гомологічних хромосом і визначають одну ознаку. Приклади взаємодії алельних генів:

• повне домінування — взаємодія двох алелів одного гена, коли домінантний алель повністю виключає прояв дії рецесивного алеля у гетерозиготних гібридів;

• неповне домінування — взаємодія двох алелів одного гена, при якому один алель гена не повністю домінує над іншим у гетерозиготних гібридів;

• кодомінування — рівнозначна проява обох алелів гена у фенотипі  у гетерозиготних гібридів.

Неалельні гени розташовані на різних ділянках хромосом. Форми взаємодії неалельних генів:

• компліментарність — тип взаємодії неалельних генів, при якому один домінантний ген доповнює дію іншого, неалельного йому, домінантного гена;

• епістаз — тип взаємодії неалельних генів, при якому один ген може пригнічувати дію іншого;

• полімерія — тип взаємодії неалельних генів, при якому гени можуть впливати на одну і ту саму ознаку, посилюючи її прояв, а для прояву ознаки необхідна наявність хоча б одного домінантного алеля в будь-якого з кількох генів;

• плейотропія — множинна дія одного гена, тобто залежність кількох ознак від одного гена.

Практичне використання гетерозису ґрунтується на міжпородному (міжсортовому) і міжлінійному схрещуванні. У рослинництві гетерозис широко використовують під час вирощування соняшнику, кукурудзи, цукрового буряку, у тваринництві — для розведення свиней і бройлерних порід курей. Проблема закріплення гетерозису в рослин розв'язується на основі вегетативного розмноження гібридів, подвоєння наборів хромосом, використання гаплоїдії та методів генетичної інженерії.

Генетичними основами гетерозису є різні типи взаємодії генів.

Використовуючи літературні та інтернет-джерела, а також інформацію, отриману від засобів масової інформації, оцінити екологічний стан регіону, у якому ви проживаєте; на основі проаналізованої інформації підготувати пропозиції щодо поліпшення екологічної ситуації у місті. 

Роботу оформіть за посиланням:

11 - А https://forms.gle/EB8Yp41bLEsSC4WJ6 

11 - Б https://forms.gle/WdGtyzotinCNRFX2A 

ПРИГАДАЙТЕ

1. Що вам відомо про законодавчі документи з охорони природи в Україні? 

2. Що вам відомо про Червону книгу, Зелену книгу, чорні списки видів?  

Червона книга та чорні списки видів тварин 

Червона книга України — це анотований та ілюстрований перелік рідкісних видів і підвидів, що знаходяться під загрозою зникнення на території України та підлягають охороні. Є основним документом, в якому узагальнено матеріали 101 про сучасний стан рідкісних і таких, що знаходяться під загрозою зникнення, видів тварин і рослин, на підставі якого розробляються наукові та практичні заходи, спрямовані на їх охорону, відтворення і раціональне використання. До Червоної книги України заносяться види тварин і рослин, які постійно або тимчасово перебувають чи зростають у природних умовах на території України, в межах її територіальних вод, континентального шельфу та виняткової (морської) економічної зони. До останнього видання «Червона книга України» занесено 826 видів рослин і грибів: судинні рослини (611), мохоподібні (46), водорості (60), лишайники (52), гриби (57). Кількість видів рослин у третьому порівняно з другим виданням збільшилась на 285 видів, а у другому порівняно з першим — на 390 видів.

Про кожний із видів, занесених до Червоної книги, вказуються такі відомості: категорія, поширення, основні місця знаходження, чисельність у природі, в тому числі за межами України, її зміни, відомості про розмноження або розведення в неволі (культурі), заходи, що вжиті та які необхідно здійснити для їх охорони, джерела інформації. У Книзі також містяться картосхеми розповсюдження та фотографії (малюнки) занесених до неї видів тварин, рослин і грибів. Занесені до Червоної книги України види тварин і рослин підлягають ретельній охороні по всій території України. 

Зелена книга України 

Зелена книга України є офіційним державним документом, в який заносять рідкісні та типові для певної місцевості рослинні угруповання, що потребують особливого режиму їх використання. На відміну від Червоної книги, Зелена звертає увагу на охорону не окремих видів а цілісних рослинних угруповань. Останнє видання Зеленої книги (2009) охоплює 160 типових і рідкісних угруповань. У книзі також містяться ілюстрації рідкісних угруповань та нормативні документи про Зелену книгу України. Книга є довідковим матеріалом для державних, наукових і громадських установ та організацій, навчальних закладів, фахівців у сфері збереження біорізноманіття, активістів зеленого руху. 

ПЕРЕВІРТЕ СЕБЕ

Дайте відповіді на запитання:

1. Які закони та інші правові акти визначають екологічну політику в Україні? 2. Які види живих організмів заносять в Червону книгу України та чорні списики видів? Наведіть приклади таких видів. 3. Для чого створена і що містить Зелена книга України? 

Екологічна політика в Україні 

Сучасними нормативно-правовими актами, що регулюють організацію охорони навколишнього природного середовища в Україні, є: Закони України «Про охорону навколишнього природного середовища», «Про тваринний світ», «Про охорону атмосферного повітря», «Про карантин рослин», «Про при род но-заповідний фонд України». А також: «Земельний кодекс України», «Водний кодекс України», «Лісовий кодекс України». В Україні існують природоохоронні території. До них належать: 5 біосферних заповідників, 17 природних заповідників, 40 національних природних парків, 45 регіональних ландшафтних парків, 3078 пам’яток природи, 2729 заказників, 616 ботанічних та зоологічних садів, дендропарків та парківпам’яток садово-паркового мистецтва, 793 заповідних урочища. Загальна площа природно-заповідного фонду України становить 2,8 млн га. 

Біорізноманіття — це різноманітність рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, що знаходяться в наземних і водних екосистемах та екологічних комплексах території країни, в яких вони є складовими частинами; воно включає різноманіття в межах видів, між видами та між екосистемами. 

Біорізноманіття України нараховує понад 72 тис. видів рослин, тварин та мікроорганізмів. Гриби і слизовики становлять 15 тис., водорості — 5 тис., лишайники — 1,2 тис., мохи — 800 і судинні рослини — 5,1 тис. видів, включаючи найважливіші культурні види. Тваринний світ налічує понад 45 тис. видів, у тому числі: комахи — 35 тис., членистоногі без комах — 3,4 тис., черви — 3,2 тис.; хребетні представлені рибами і круглоротими (170 видів і підвидів), земноводними (17 видів), плазунами (21 вид), птахами (близько 400 видів), ссавцями (108 видів). 

У наш час відбувається швидке скорочення видів живих організмів на Землі за такими причинами: 

1) Руйнування природного середовища життя. Є основною причиною вимирання видів. Це відбувається через розорювання земель, заготовку деревини, осушення або обводнення територій, добування корисних копалин, вирубку лісу під будівництво або пасовища, будівництво дамб і автомагістралей на місці ділянок дикої природи. Екосистеми руйнуються і живі організми втрачають умови для існування. 

2) Фрагментація середовищ існування тварин і місць зростання рослин, ландшафтів, екосистем відбувається внаслідок поділу цілісних екосистем при будівництві мережі транспортних комунікацій (доріг, автострад), трубопроводів, водосховищ і пов’язаних з ними іригаційних споруд (дамб, гребель, насосних станцій) тощо. 

3) Поширення чужорідних видів, які можуть негативно вплинути на екосистеми. Зазвичай свідомо або мимовільно заносяться людиною. Чужорідні біологічні види можуть зайняти чужі екологічні ніші, а також принести із собою захворювання, проти яких немає імунітету в місцевих видів. 

4) Надмірна експлуатація природних ресурсів. Прикладом є будь-які тварини, які зникли внаслідок надмірного полювання. В сучасній Україні знижується чисельність зубрів, лосів, качок, гусей, куріпок, осетрових риб та ін. 

5) Загроза глобального потепління. Потепління на 3,5 градусів Цельсія та підняття рівня Світового океану може викликати зникнення деяких видів тварин і рослин.

 Основними шляхами її подолання є: 

•  збереження біорізноманіття у природних середовищах існування та спеціальних центрах;

•  екологічно збалансоване використання компонентів біорізноманіття; 

•  дослідження та науково-експертна підтримка; 

•  оцінка та зменшення рівнів негативних впливів на біорізноманіття; 

•  міжнародне співробітництво. 

На сьогодні гідросфера забруднена набагато більше, ніж це можна уявити. Більшість забруднень перебуває у розчиненому стані. Через вину людини у воду потрапляють: 

•  поверхнево-активні речовини; 

•  мінеральні добрива та пестициди; y відходи тваринництва; 

•  фосфати, нітрати та інші солі; y лікарські препарати; 

•  нафтопродукти; 

•  побутові та промислові відходи; 

•  важкі метали; 

•  радіоактивні ізотопи та ін 

Пригадайте, які ви знаєте типи забруднення довкілля. Що таке межі толерантності (екологічна валентність виду)? У чому полягають методи екологічних досліджень: біотестування, біоіндикація та моніторинг? Які види організмів називають едифікаторами та домінуючими?

Якість довкілля — це ступінь відповідності умов середовища мешкання (природних і штучних екосистем і тих, що зазнали антропогенного впливу) потребам людини та інших живих істот. Встановлення параметрів окремих компонентів навколишнього середовища, які визначають межі прийнятних і допустимих змін їхнього складу та властивостей, називають нормуванням якості навколишнього середовища.

Прочитайте текст та подумайте над запитаннями (виділені синім кольором)

ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ - це надходження в навколишнє середовище речовин та енергії, що призводить до порушення структури й функцій біосистем.

Забруднення може статися внаслідок дії природних (землетруси, виверження вулканів, зсуви) і антропогенних (забруднення атмосферного повітря, водойм, ґрунту, екосистем) чинників. Основними антропогенними забруднювачами є: хімічна промисловість, металургія (чорна та кольорова), сільське господарство, енергетика (нафтопереробні заводи, ТЕС, ТЕЦ, ГЕС, АЕС), транспорт (передусім автомобільний).

Забруднювачем (полютантом) є будь-який фізичний агент, хімічна речовина або біологічний вид, котрий потрапляє в довкілля чи виникає у ньому в кількості, що виходять за межі звичайної наявності. Їх класифікують за тривалістю дії (стійкі та нестійкі), впливом на біоту (забруднювачі прямої й непрямої дії), походженням (первинні й вторинні). За природою забруднювачів розрізняють такі види забруднення:

• механічне - засмічення довкілля стійкими продуктами діяльності (пластмасові вироби, скло, цегла), відходами гірничодобувної промисловості (так, з 1 т видобутої корисної копалини лише 1-3 % перетворюються на корисну продукцію, а 98 % йдуть у відходи) (іл. 74);

• фізичне - забруднення, пов'язане зі змінами фізичних параметрів середовища (теплове, світлове, електромагнітне, радіаційне, шумове, електромагнітне забруднення), пов'язане з роботою високовольтних ліній електропередачі, електростанцій, телерадіостанцій, а також мікрохвильових печей, комп'ютерів, мобільних телефонів);

• хімічне - привнесення в довкілля ксенобіотиків або великої кількості речовин, що є найзначнішою формою забруднення: забруднення сполуками важких металів, нафтове забруднення, фармакологічне забруднення (так, 70-80 % антибіотиків, антипаразитарних препаратів потрапляють у річки); у глобальному масштабі переважають шість забруднювачів: Плюмбум, Кадмій, Хром, ртуть, пестициди та радіонукліди;

• біологічне - привнесення й масове розмноження в довкіллі організмів: зоогенне (наприклад, вселення колорадського жука), фітогенне (наприклад, поширення опунції), мікробіогенне (наприклад, масове розмноження ціанобактерій), генетичне (пов'язане з розвитком генної інженерії).

Подумайте, яке забруднення найпоширеніше? До яких видів забруднення найбільш уразливі екосистеми вашої місцевості? 

Отже, забруднення довкілля відбувається внаслідок надходження нехарактерних механічних, хімічних, фізичних або біологічних забруднювачів.

ЯКІСТЬ ДОВКІЛЛЯ - міра відповідності навколишнього середовища і природних умов потребам людей та інших організмів. Ця найзагальніша властивість довкілля оцінюється передусім через вплив і розвиток негативних процесів у екосистемах. Організаційні засади оцінювання впливу на довкілля, спрямованого на запобігання шкоді довкіллю, забезпечення екобезпеки, охорони довкілля, раціонального природокористування, регулюються Законом України «Про оцінку впливу на довкілля» від 2017 р. Для визначення, обмеження, передбачування змін й якості довкілля застосовують певні механізми. Це екологічна експертиза, екологічні нормування, прогнозування, сертифікація, стандартизація, ліцензування, екологічний аудит.

Оцінювання впливу забруднення на довкілля здійснюється на державному рівні шляхом екологічної експертизи за певними параметрами (наприклад, кількість сполук важких металів, деяких ксенобіотиків, температура, кількість кисню, СО2, NO в атмосфері). Нормування в галузі охорони довкілля визначає показники, що мають зменшувати антропогенний вплив і сприяти процесам самовідновлення й саморегуляції екосистем.

Екологічне нормування - це закріплення на законодавчому рівні певних правил, вимог, стандартів щодо охорони довкілля, використання природних ресурсів і забезпечення екологічної безпеки.

Система екологічних нормативів якості довкілля включає:

• 1) нормативи екологічної безпеки (наприклад, нормативи якості атмосферного повітря);

• 2) гранично допустиму кількість викидів і скидів у довкілля забруднювачів (наприклад, гранично допустима концентрація, ГДК - максимальний рівень забруднення, що його людина витримує без шкоди своєму здоров'ю);

• 3) рівні шкідливого впливу забруднювачів (наприклад, усі шкідливі речовини за ступенем дії на організм людини поділяють на такі класи безпеки: І - надзвичайно небезпечні (ртуть, нікель), ІІ - високонебезпечні (сірководень, нітроген (IV) оксид), ІІІ - помірно небезпечні (сажа, цемент), IV - малонебезпечні (бензин, фенол).

Отже, наслідки забруднення ведуть до змін стану довкілля, порушень екологічних процесів і зв'язків на усіх рівнях організації життя. 

Закріпимо матеріал. Самостійна робота. Види забруднювачів (перевіримо на уроці)

Визначте належність наведених забруднювачів: 1) ВІЛ; 2) чадний газ від неповного згоряння; 3) електромагнітні поля високовольтних ліній; 4) штучні ізотопи Цезію, Стронцію; 5) теплі води електростанцій; 6) шум транспорту; 7) оксиди Нітрогену металургійних заводів; 8) Кадмій у золі під час спалювання сміття на звалищах; 9) пестициди; 10) поліетиленові пакети, пластмасові пляшки; 11) стічні води цукрового заводу, м'ясокомбінату; 12) сполуки Хлору з цементного заводу. Обґрунтуйте твердження про комплексний вплив та взаємодію основних видів забруднювачів.

Хімічні                           Біологічні                                Фізичні                          Механічні

1. Повторіть матеріал теми § 25 - 38, "Основні положення"

2. Виконайте тест за посиланням (роботи чекаю до 27.02):

11 - А https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=5990266    

11 - Б https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=3842151 

Основні положення теми «Екологія»

Галузі загальної екології

• аутекологія (екологія особин)

• демекологія (екологія популяцій)

• синекологія (екологія угруповань)

• екосистемологія (екологія екосистем)

• глобальна екологія та ноосферологія (екологія біосфери та ноосфери)

Екологічні закони

Закон оптимуму — будь-який екологічний фактор має певні межі позитивного впливу на живі організми.

Закон взаємокомпенсації екологічних факторів — відсутність або нестача деяких екологічних факторів може в певних межах компенсуватися іншими (аналогічними) факторами.

Закон мінімуму Лібіха — найбільш значущим для організму буде той фактор, який максимально відхиляється від свого оптимального значення для цього організму.

Екологічні чинники

• абіотичні — це фактори неживої природи;

• біотичні — фактори живої природи, тобто вплив організмів один на одного;

• антропогенні — фактори, що зумовлені діяльністю людини.

Популяції

Популяція — це сукупність особин одного виду, які відтворюють себе протягом великої кількості поколінь і тривалий час займають певну територію, функціонуючи й розвиваючись в одному або кількох угрупованнях живих організмів.

Характеристики популяцій

• чисельність

• щільність

• розподіл особин за віком і статтю

• характер розміщення в межах проживання (просторова структура)

• тип росту

Найзагальнішими етапами екологічних сукцесій є такі.

• Етап первинного заселення. Процес сукцесії починається із заселення лишайниками, нижчими грибами (первинні сукцесії) і рослинами (вторинні сукцесії). Згодом на цих ділянках формуються або відновлюються зооценози та мікробіоценози.

• Етап формування піонерних угруповань (угруповання організмів, які існують на початку сукцесій). Вони, як правило, нестійкі, із незначним видовим різноманіттям, нескладними ланцюгами живлення, слабкою мінералізацією решток тощо.

• Етап формування проміжних угруповань, які також є нестійкими, але в них збільшується видове різноманіття, розгалужуються трофічні мережі тощо.

• Етап формування зрілих (клімаксних) екосистем з високим ступенем стійкості, найбільшим біорізноманіттям, максимальною кількістю біомаси, збалансованістю процесів продукції й мінералізації.

Отже, постійні зміни середовища життя ведуть до сукцесій, кінцевою метою яких є досягнення стабільного стану.

Які причини й типи сукцесій?

Причинами сукцесій можуть бути: зміни клімату, природні катаклізми (вулкани, землетруси, повені), діяльність людини. Важливе значення в сучасній екології надається біотичним чинниками: види організмів сукцесійного угруповання здатні змінювати умови існування інших видів. У більшості випадків рушійними чинниками змін і розвитку нестійких екосистем є незбалансованість кругообігу речовин і зменшення видового біорізноманіття.

Можливість переходу нестійкої екосистеми до сукцесійного стану визначається законом одного відсотка: зміна енергетики природної системи в межах 1 %, як правило, не виводить екосистему з рівноважного стану, і навпаки. Зміна потоку енергії у біогеоценозі більш ніж на 1 % як у бік його зменшення, так і в бік збільшення виводить екосистему з клімаксу й переводить її в сукцесійний стан. При цьому через велику кількість чинників, що взаємодіють, здебільшого не можна передбачене, якого характеру набуде сукцесія - прогресуючого або регресуючого. 

Перевіримо домашнє завдання виконайте тест за посиланням 

11 - А  https://forms.gle/BYqMGQwmRTZLAd527 

11 - Б https://forms.gle/X1A4r2JhdreUntqj7 

Посилання на завдання до контрольних робіт:

11 - А https://forms.gle/BXAMX8vLgLqA3wWw7 

11 - Б https://forms.gle/fG14A72bNGJghQvn9 

Механізм клітинної (ліворуч) і гуморальної (праворуч) ланок набутого імунітету 

Для обох видів набутого імунітету характерним є явище імунної пам'яті. Спеціальні клітини пам'яті, які коли-небудь контактували з певним антигеном, зберігаються в організмі роками. Завдяки їм під час повторного потрапляння вже знайомого антигена до організму імунна відповідь розвивається швидше й сильніше. Саме на цьому й ґрунтується вакцинація: завдяки вакцині з антигенами в організмі існуватимуть клітини імунної пам'яті, завжди готові активувати потужний імунітет проти збудника. 

Дізнатися про негативним вплив алкоголю, нікотину та інших психотропних речовин допоможуть наступні матеріали:

Завдання

Завдання 1