Номер 1, страница 340 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 59. Влияние радиоактивных излучений на живые организмы. Дозиметрия. Экологические проблемы ядерной энергетики. Вопросы - номер 1, страница 340.

Условие.

1. Почему радиоактивные излучения могут представлять опасность для живых организмов?

Решение.

1. Почему радиоактивные излучения могут представлять опасность для живых организмов?

Решение

Радиоактивные излучения, также известные как ионизирующие излучения, представляют серьезную опасность для живых организмов из-за своей способности передавать энергию клеткам и тканям, вызывая их повреждение на молекулярном уровне. Основные виды радиоактивных излучений – это альфа-частицы ($ \alpha $), бета-частицы ($ \beta $) и гамма-кванты ($ \gamma $).

Основной механизм вредного воздействия – ионизация атомов и молекул. Проходя через биологическую ткань, частицы или кванты излучения обладают достаточной энергией, чтобы выбивать электроны из атомов и молекул, превращая их в ионы. Живая клетка примерно на 70-80% состоит из воды ($H_2O$), и ионизация молекул воды приводит к образованию высокореактивных свободных радикалов (например, гидроксильного радикала $OH^{\bullet}$), которые запускают цепную реакцию повреждений.

Следующий этап – повреждение биомолекул. Образовавшиеся свободные радикалы являются химически агрессивными и могут вступать в реакции с жизненно важными клеточными структурами, такими как ДНК, РНК, белки и липиды. Они вызывают разрывы химических связей и окисление, нарушая нормальное функционирование клетки.

Наиболее критичным является повреждение ДНК, носителя генетической информации. Ионизирующее излучение может вызывать одноцепочечные и двуцепочечные разрывы в спирали ДНК, повреждение азотистых оснований и образование аномальных химических сшивок. Двухцепочечные разрывы особенно опасны, так как их сложно восстановить без ошибок.

Последствия на клеточном уровне зависят от дозы облучения. Клетка может либо успешно восстановить повреждения, либо погибнуть (через апоптоз или некроз), если они слишком велики. Массовая гибель клеток приводит к нарушению функций тканей и органов. Если же клетка выживает, но с ошибками в ДНК (мутациями), это может привести к неконтролируемому делению и развитию злокачественной опухоли (рака).

Наконец, последствия на уровне организма делятся на соматические и генетические. Соматические эффекты проявляются у самого облученного индивида. Это может быть острая лучевая болезнь при высоких дозах или долгосрочные эффекты при малых дозах, такие как повышенный риск развития рака, катаракты и подавление иммунитета. Генетические эффекты возникают, если мутации происходят в половых клетках. Такие мутации могут передаваться потомству, вызывая наследственные заболевания.

Таким образом, опасность радиоактивных излучений заключается в их способности вызывать цепную реакцию разрушительных процессов на молекулярном уровне, что приводит к гибели клеток, мутациям, развитию тяжелых заболеваний и генетическим нарушениям.

Ответ: Радиоактивные излучения опасны для живых организмов, потому что они ионизируют атомы и молекулы в клетках, что приводит к образованию агрессивных свободных радикалов. Эти радикалы повреждают жизненно важные биомолекулы, в первую очередь ДНК. Повреждение ДНК может вызвать гибель клетки, привести к мутациям и, как следствие, к развитию раковых заболеваний, лучевой болезни, а также к генетическим дефектам, передающимся по наследству.