Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1327 вузов, 5487 предметов.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
asman00000@mail.ru Работаю на МРТ, учусь на стоматолога,делитесь со мной файлами в ТГ ozzii05 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Медицинский Университет "РЕАВИЗ"
Предмет:
Биология
Файл:
Тейлор, Грин, Стаут 3 том [2013].pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
05.09.2026
Размер:
19 Мб
Скачать
☆
►Содержание►
350 Ответы и обсуждение
б) в течение стационарной фазы общее число жи вых и мертвых клеток продолжает некоторое вре мя медленно увеличиваться, поскольку клетки все еще размножаются;
в) во время фазы замедления роста общее число живых и мертвых клеток остается постоянным, хотя многие клетки погибают.
12.8. Время удвоения составляет 2,5–3 ч.
12.9. а) См. разд. 12.10.2.
б) См. разд. 12.10.5. в) См.разд. 12.5.3.
12.10. Любая из следующих:
1) конфиденциальность — женщина первой узна ет о своей беременности;
2) быстрое получение результата; узнать о бере менности можно практически с первого дня, ког да должна начаться менструация, так как тест очень чувствителен;
3) простота использования способствует уверен ности, что тест был проведен правильно.
12.11. Грибы могут иметь неприглядный вид. Некото рым покупателям они могут показаться непривле кательными или даже опасными. Акцент на словах «натуральный» и «растение» успокаивает. Ссылка на аналогичные известные продукты, такие как шляпочные грибы, тоже убеждает.
Глава 13
13.1. Внешним раствором. Вспомните, что клеточная стенка легко проницаема для растворов (рис. 13.2).
13.2. Нулю. Протопласт не оказывает давления на кле точную стенку.
13.3. У прокариот, грибов и некоторых протоктистов, таких как водоросли. Эти организмы также защи щены от разрыва клеток в растворах с более высо ким водным потенциалом или в чистой воде.
13.4. а) У клетки B. б) Из клетки B в клетку А. в) Клетка А в состоянии равновесия:
= \ — \
\
г
= –1000 кПа– (– 2000 кПа) = 1000 кПа
Клетка В в состоянии равновесия:
\
г
13.5. –1060 кПа. Для величин, занимающих промежу точное положение между значениями, приведен
о
= \ — \
о
= – 1000 кПа– (– 1400 кПа) = 400 кПа
ными в табл. 13.4, постройте график зависимости осмотического потенциала от молярной концент рации раствора сахарозы.
13.6. Усредненный \
в клетках свеклы будет составлять
о
около –1400 кПа.
13.7. \ в клетках свеклы составит примерно –940 кПа.
13.8. Можно получить более точный результат, взяв
среднюю величину из двух или более повторно стей. Некоторое представление о размерах вариа ций, которых можно ожидать в этом случае, дают цифры, приведенные в табл. 13.6.
13.9. Чтобы предотвратить испарение воды и связанное с ним повышение концентрации растворов саха розы, а также возможное высыхание полосок ткани.
13.10. \
= \ – \
г
о
= –950 кПа –(– 1400 кПа) = 450 кПа
Обратите внимание на то, что у разных корнепло дов свеклы могут быть разные значения \
о
и \.
13.11. а) Клетки интактного цветоноса тургесцентны, поэтому их стенки стремятся растянуться под дей ствием тургорного давления. Толстые стенки эпи дермальных клеток менее растяжимы, чем тонкие стенки клеток коры, и таким образом препятству ют расширению этих клеток. Клетки коры сжаты. Разрез эпидермиса снимает такое ограничение, все клетки коры слегка расширяются, общий объем коры увеличивается, и это приводит к тому, что полоски закручиваются наружу.
б) Дистиллированная вода имеет более высокий водный потенциал, чем клетки цветоноса. Поэто му вода поступает в ткань за счет осмоса, еще больше растягивая клетки коры и увеличивая изгиб.
в) Концентрированный раствор сахарозы имеет более низкий водный потенциал, чем клетки цве тоноса. Поэтому вода в результате осмоса выхо дит из ткани, клетки коры сжимаются сильнее, чем клетки эпидермиса, и ткань изгибается внутрь.
г) Разбавленный раствор сахарозы должен иметь точно такой же водный потенциал, что и клетки цветоноса; поэтому вода не поступает из раствора в клетки и из клеток в раствор.
д) Водный потенциал. План такого эксперимента может быть следующим.
Приготовьте ряд разбавленных растворов сахаро зы, начиная с 1 М раствора и кончая дистиллиро ванной водой (например, дистиллированная вода — 0,2 М—0,4 М—0,6 М—0,8 М—1,0 М). Типичный изгиб свежесрезанных цветоносов одуванчика сле дует зарегистрировать, зарисовав их; затем в каж дый из растворов, разлитый по отдельным подпи
Ответы и обсуждение 351
санным чашкам Петри, помещают по две полоски цветоноса (лучше взять по две полоски, чтобы оп ределить средний результат). После того как будет достигнуто равновесие (примерно через 30 мин), тщательно зарегистрируйте изгибы цветоносов (например, зарисовав их). Тот раствор, в котором не произойдет никаких изменений, будет иметь тот же самый водный потенциал, что и усредненная клетка цветоноса в момент его разреза.
13.12. План двух подходящих экспериментов может быть следующим.
Влияние температуры. Вырежьте кубики из све жего корнеплода свеклы, промойте их, чтобы уда лить красный пигмент из поврежденных клеток, и поместите в стаканчики с водой разной темпера туры, скажем, в пределах от 20 до 100 °С. Появле ние красного пигмента в воде будет указывать на нарушение избирательной проницаемости тоно пласта (вакуолярной мембраны) и плазматиче ской мембраны, приводящее к диффузии пигмен та из клеточного сока в воду. Время, необходимое для появления определенного количества пиг мента, позволит судить о скорости разрушения структуры мембран. Интенсивность окрашива ния можно измерять с помощью колориметра или же оценивать визуально.
Влияние этанола. Методика та же самая, только вместо изменения температуры используют ряд концентраций этанола.
13.13. а) Листья имеют множество устьиц, служащих для газообмена, и нет почти никаких препятствий для передвижения водяных паров через эти поры.
б) У листьев большая поверхность (для того чтобы улавливать солнечный свет и для газообмена). Чем больше поверхность, тем значительнее потеря во ды в результате транспирации.
13.14. Чем выше поднимается солнце, тем больше ин тенсивность света; она достигает максимума в полдень, когда солнце находится в верхней точке своего пути. Точно так же возрастает и температу ра воздуха, но с некоторым запаздыванием — примерно на два часа (главным образом потому, что сначала нагревается почва, а затем она излуча ет тепло в воздух). Первоначальное ускорение транспирации между 3 и 6 часами утра, еще до того, как повысится температура воздуха, обус ловлено открытием устьиц на свету. С 6 часов утра нарастающая скорость транспирации тесно кор релирует с температурой (причины этого объяс няются в тексте). Она слабо коррелирует с интен сивностью света, так как устьица в это время открыты полностью, и всякое дальнейшее повы шение освещенности не оказывает никакого действия. После полудня интенсивность света убывает, так как солнце начинает снижаться. Понижается и температура, но с такой же задержкой примерно
в два часа. Транспирация замедляется и в резуль тате понижения температуры, и в результате уменьшения освещенности, но она гораздо боль ше коррелирует со светом, ослабление которого приводит к постепенному закрыванию устьиц. Примерно к 19.30 наступает темнота, и устьица, вероятно, уже закрыты. Вся остальная транспира ция, повидимому, происходит через кутикулу, и на нее попрежнему влияет температура.
13.15. а) Тонкостенный полый цилиндр. б) Сплошной стержень (цилиндр), обеспечиваю
щий опору. в) Сплошной стержень (цилиндр), обеспечиваю
щий опору. г) Сплошной цилиндр.
13.16. 1) Ксилема состоит из длинных трубок, образо ванных в результате слияния соседних клеток и разрушения поперечных стенок между ними.
2) В трубках нет живого содержимого, отсюда меньше сопротивление потоку.
3) Трубки обладают достаточной жесткостью, поэ тому они не спадаются.
4) Тонкие трубки необходимы для того, чтобы во дяной столб в них не разрывался.
13.17. Почвенный раствор ! клетка корневого волоска ! клетка 3 ! клетка 2 ! клетка 1 ! ксилемный сок.
13.18. а) При обеих температурах происходит быстрое начальное поглощение K Через 20 мин при 25 °С продолжается поглоще
+
, а при 0 °С никакого поглощения не про
ние K
+
(в первые 10—20 мин).
исходит. Поглощение при 25 °С ингибируется KCN.
б) Ингибирование KCN указывает на то, что поглощение зависит от дыхания. Таким образом, поглощение представляет собой активный транс порт через клеточную мембрану внутрь клетки.
в) Для того чтобы удалить из корня все ионы калия.
13.19. Увеличение интенсивности дыхания сопровожда ется усилением поглощения KCl. Если KCl доступен, он, повидимому, поглощается путем активного транспорта за счет энергии, которую поставляет более интенсивное дыхание.
13.20. KCN, ингибируя дыхание, тем самым подавляет и активный транспорт KCl в вырезанные из мор кови диски.
13.21. Значительная часть фосфата внутри корня находи лась в свободном пространстве и могла поэтому диффундировать обратно в окружающую воду.
13.22. Нет. Эндодерма — это барьер для передвижения воды и растворенных в ней веществ по апопласт ному пути (см. разд. 13.5.2).
352 Ответы и обсуждение
13.23. Радиоавтография выявляет локализацию ионов в тонких срезах. Ингибируйте у одного из растений активный транспорт (например, с помощью KCN или низкой температуры), а другое растение используйте в качестве контроля. Пусть теперь оба растения поглощают радиоактивный ион. У расте ния с подавленным активным транспортом ионы будут передвигаться только пассивно через клеточные стенки. Радиоавтография должна пока зать, что радиоактивные ионы почти не проника ют дальше эндодермы, тогда как в контроле долж но быть видно, что ионы проникают в ткань за эндодермой на гораздо большее расстояние.
13.24. Через 2500 ситовидных пластинок на каждый метр:
6
•10
мкм;
2
мкм,
1 м = 10
400 мкм = 4
6
/(4 •102) = 104/4 = 2500.
10
Глава 14
14.1. Большая часть осадка образована эритроцитами.
14.2. Растворы, такие как соли Na и K, продукты пере
варивания, белки плазмы, газы (О
в эритроцитах и плазме).
и СО
2
14.3. В большом круге кровообращения оксигениро ванная кровь поступает в капилляры под высоким давлением. Это важно для нормального функцио нирования органов и образования тканевой жид кости; кроме того, это позволяет поддерживать высокий уровень метаболизма и высокую темпе ратуру тела. Относительно низкое давление крови в легочной артерии предотвращает разрыв нежных легочных капилляров.
14.4. Благодаря расширению кровеносных сосудов в по врежденном участке улучшается его снабжение оксигенированной кровью и питательными веще ствами и быстрее идет процесс заживления. Повы шение общего кровяного давления подготавливает организм животного к более быстрому и эффек тивному ответу на любой последующий стресс.
14.5. Перед стартом. Ожидание старта вызывает вы брос адреналина. Под действием адреналина сужаются все кровеносные сосуды, кроме тех, которые снабжают кровью жизненно важные органы, и как следствие — повышается кровяное давление. Повышается частота сокращений серд ца. Из селезенки в общий кровоток выбрасывает ся дополнительное количество крови.
Во время бега. В это время повышается метаболи ческая активность, особенно в скелетных мыш цах. Диоксид углерода, образующийся в мышцах в повышенных количествах, вызывает местное расширение кровеносных сосудов. Повышенная температура тела способствует еще большему рас
в эритроцитах
2
ширению кровеносных сосудов. Вместе с тем по вышение концентрации СО
в системной крови
2
регистрируется хеморецепторами аорты и каро тидных телец, и сигналы от них стимулируют сосудодвигательный центр. Стимуляция этого центра приводит к сужению сосудов, повышению кровяного давления и ускорению кровотока. Уве личивается также частота и сила сокращений сер дца, и желудочки сердца полнее освобождаются от крови. К концу пробега в мышцах преобладает анаэробное дыхание и накапливается молочная кислота (разд. 9.3.8). Сильные сокращения мышц приводят к ритмическому сдавливанию вен, что способствует ускорению возврата венозной крови в сердце.
Восстановительный период. Полностью ликвиди руется кислородная задолженность, и молочная кислота удаляется из крови; уменьшается актив ность тканей и снижается содержание СО В результате этого частота сокращений сердца и кровяное давление возвращаются к норме.
14.6. а) Высокая метаболическая активность приводит также к повышению температуры в данном участ ке тела, а это ведет к уменьшению сродства ге моглобина к О
и усиленной диссоциации оксиге
2
моглобина. В результате кривая диссоциации тоже сдвигается вправо, и это имеет физиологический смысл, так как в активные участки поступает боль ше кислорода из крови.
б) У мелких млекопитающих метаболическая ак тивность намного выше, чем у человека, поэтому кислород у них должен высвобождаться намного быстрее.
14.7. Сдвиг кривой диссоциации у плода по отношению к ее положению у матери означает, что кровь плода обладает большим сродством к О
, чем кровь мате
2
ри, и это вполне естественно, поскольку плод дол жен получать весь кислород через плаценту из мате ринской крови. Поэтому при любом парциальном давлении кислорода кровь плода будет поглощать его из материнской крови и всегда будет сильнее на сыщена кислородом, чем материнская кровь. Это справедливо только в отношении плода человека.
14.8. У южноамериканских лам кровь отличается высо ким сродством к кислороду и способна связывать его при низком парциальном давлении, существу ющем на больших высотах. Это еще один яркий пример физиологической адаптации.
14.9. 1. Карбоксигемоглобин попадает в легкие, насы щается кислородом и превращается в оксиге моглобин.
2. Оксигемоглобин имеет меньшее сродство к ионам
+
, чем гемоглобин, поэтому он высвобождает Н+.
Н
+
3.Ионы Н
присоединяются в эритроцитах к ионам гидрокарбоната с образованием угольной кислоты.
.
2
Ответы и обсуждение 353
4. Угольная кислота диссоциирует на СО2и воду. Этот процесс катализируется ферментом карбоан гидразой.
5. В результате потери ионов гидрокарбоната эритроцитами в эритроциты из плазмы диффун дируют новые ионы гидрокарбоната.
6. Из гидрокарбоната в эритроцитах образуются новые молекулы угольной кислоты, которые опять диссоциируют на СО
7. СО
диффундирует из эритроцитов и в конеч
2
и воду.
2
ном счете выводится из организма через легкие.
Глава 15
15.1. Информация должна содержать следующее:
1) обоснования для проведения регулярных ана лизов;
2) указание и обоснование интервалов между по вторными вызовами;
3) указание возрастных групп, подлежащих скри нинговому анализу;
4) сообщение о группах риска (женщины старше го возраста и женщины, имеющие несколько половых партнеров, подвержены наибольшему риску);
5) бесплатность анализов;
6) сведения о расположении шейки матки;
7) описание процесса обследования, включающе го внутренний осмотр с возможным легким дис комфортом (болью или смущением);
8) возможность неблагоприятного результата;
9) сведения о лечении в случае такого результата;
10) источники получения более подробной ин формации.
Таблица 16.2 (отв.)
Примеры Преимущества
Побеги и колеоптили обла дают положительным фото тропизмом, а корни — отри цательным
Побеги и колеоптили прояв ляют отрицательный геотро пизм, а корни — положи тельный
Корневищам, усам и т. п. свойствен диагеотропизм; листьям двудольных — тоже
Боковые корни и ответвле ния стеблей проявляют пла гиогеотропизм
Гифы грибов и пыльцевые трубки обнаруживают поло жительный хемотропизм
Корням и пыльцевым труб кам свойствен положитель ный гидротропизм
Усики лиан проявляют по ложительный гаптотропизм; чувствительные волоски ро сянки — тоже
Пыльцевым трубкам свойст вен отрицательный аэротро пизм
Листья оказываются на свету, который служит источником энергии для фотосинтеза. Обнаженные корни растут в сторону почвы или иного подходящего субстрата
Побеги и проростки растут вверх, т. е. к свету, а корни врастают глубже в почву
Это помогает растениям за селять новые участки почвы; листья растут горизонтально и получают максимум света
Корни используют больший объем почвы, и их располо жение усиливает их опорную функцию; листья на ветвях занимают больше простран ства для использования света
Гифы растут по направле нию к пище, а пыльцевые трубки — к завязи (где про исходит оплодотворение семязачатка)
Вода необходима для всех жизненных процессов
Это позволяет усикам вы полнять опорную функцию, а волоскам — захватывать насекомых, ползающих по листьям
Трубка сразу же начинает расти в сторону ткани пести ка (дальше от воздушной среды)
Глава 16
16.1. Передвижение прежде всего обусловлено необхо димостью искать пищу (и тесно связано с развити ем нервной системы). Зеленые растения — авто трофные организмы, они способны сами синтези ровать нужные им органические вещества, так что им нет надобности искать органическую пищу.
16.2. См. табл. 16.2 (отв.).
16.3. Возможны самые разные методики. Простейший
эксперимент показан на рис. 16.3 (отв.).
16.4. а) Бактерии — аэробы и проявляют положитель ный аэротаксис. Поэтому они движутся по гради енту концентрации О ции к более высокой. Наивысшая концентрация
от его низкой концентра
2
Рис. 16.3 (отв.). Опыт, позволяющий выяснить, какую интен сивность света предпочитает эвглена или хламидомонада.
354 Ответы и обсуждение
Рис. 16.7 (отв.). Повторение опытов БойсенЙенсена при равномерном освещении. Показаны три эксперимента; во всех случаях слева представлены условия опыта, справа — результат.
кислорода — по краям покровного стекла, где кис лород диффундирует в воду из воздуха, и в непос редственной близости от нити водоросли, где кислород выделяется как побочный продукт фото синтеза.
б) Можно оставить препарат в темноте примерно на 30 мин и затем снова рассмотреть его. Все бактерии должны теперь скопиться у краев покровного стекла, так как водоросль в темноте не фотосинтезирует.
16.5. а) Световой сигнал воспринимается кончиком ко леоптиля. Затем какойто сигнал передается от кончика (рецептора) в область ниже кончика (эффектор).
б) Опыт В был нужен для проверки результатов опыта Б, которые могли быть следствием повреж дения колеоптиля.
16.6. Были получены дополнительные данные о суще ствовании какогото сигнала — повидимому, хи мического вещества (гормона). Это вещество не может пройти через непроницаемый барьер. Оно передвигается главным образом вниз по затенен ной стороне колеоптиля. В опыте В слюда мешает такому передвижению. Поэтому свет либо инги бирует образование гормона, либо вызывает его инактивацию (стимулирует его распад), либо за ставляет его перераспределяться в латеральном направлении.
16.7. См. рис. 16.7 (отв.).
16.8. Кончик колеоптиля образует какоето химическое
вещество, которое диффундирует в агар. Оно мо жет стимулировать рост в зоне, расположенной ниже кончика, и восстанавливает нормальный рост (опыт А). В условиях равномерного освеще ния или в темноте практически не происходит никакой латеральной передачи этого вещества (опыт Б).
16.9. Колеоптиль будет расти в левую сторону.
–1
16.10. А – 100 млн Г – 0,1 млн
; Б – 10 млн–1; В – 1 млн–1;
–1
; Д– 0,01 млн–1; Е – нуль.
16.11. См. разд. 17.5.4.
16.12. а) Абсцизовая кислота может транспортироваться
из кончиков корней вверх, перемещаться в лате ральном направлении в тканях корней в ответ на воздействие силы тяжести и подавлять рост.
б) ИУК, вероятно, не участвует в геотропической реакции корня кукурузы, поскольку она, повиди мому, не транспортируется из кончика корня вверх.
16.13. а) крахмал; б) мальтоза; в) мальтаза. г) Крахмал, запасенный в эндосперме, служит
главным питательным веществом семян хлебных злаков.
16.14. Запасные белки перевариваются (гидролизуются) с высвобождением аминокислот — основных структурных единиц белка. Из этих аминокислот синтезируются ферменты (все ферменты — бел ки), например Dамилаза; эти ферменты исполь зуются затем для переваривания питательных веществ эндосперма.
16.15. Амилазная активность может быть связана с при сутствием микроорганизмов на коже рук или же с попаданием слюны на пальцы изо рта. Поэтому в подобного рода опытах очень важно не брать ру ками семена, после того как их поверхность про стерилизована.
16.16. Можно инкубировать семена с радиоактивными (меченными
14
С) аминокислотами. Это приведет к образованию меченой амилазы. Можно также ин кубировать семена с ингибиторами белкового синтеза (например, с циклогексимидом); это помешает синтезу амилазы, и тогда не будет обна ружено никакой амилазной активности.
16.17. Разделив семена на алейроновую и неалейроно вую части, можно показать, что меченая амилаза появляется сначала в алейроновом слое. Можно также раздельно инкубировать эндосперм с алей роновым слоем и эндосперм без этого слоя на ага ре с крахмалом и гиббереллином; тогда амилаза должна синтезироваться только в первом случае (практически, однако, достичь такого результата нелегко).
16.18. Одна из лучших биологических проб на гибберел лин (быстрая, надежная и чувствительная) осно вана на инкубации зародышевых половинок семян ячменя с исследуемым материалом. Через два дня содержание редуцирующих сахаров в заро дышах будет пропорционально количеству гиббе реллина в этом материале.
Рис. 16.21 (отв.). Эксперимент, показывающий роль ИУК в апикальном (верхушечном) доминировании.
Ответы и обсуждение 355
16.19. а) В молодом листе аминокислота задерживается и не уходит далеко от места ее нанесения. В ста ром листе часть ее экспортируется по жилкам и черешку.
б) Молодой лист использует аминокислоту в про цессе роста для построения белков. Старый же лист уже не растет и поэтому экспортирует пита тельные вещества в другие части растения, напри мер в корни и молодые листья.
в) Ткань, обработанная кинетином, удерживает аминокислоты или даже «притягивает» их. (При чины этого неизвестны; возможно, это связано с тем, что кинетин либо поддерживает, либо сти мулирует нормальную активность клеток.)
16.20. Можно, например, взять такое растение, о кото ром известно, что добавленный гиббереллин вли яет на рост его стебля, и удалить собственный ис точник ауксинов, отрезав верхушку стебля. Тогда гиббереллин должен оказаться неэффективным. Очень важно показать, что ответную реакцию растения можно восстановить, добавив ауксин (например, ИУК в ланолиновой пасте), так как от сутствие реакции на гиббереллины могло бы быть обусловлено повреждением растения или же влия нием какогото другого фактора. Такие опыты действительно демонстрируют полную зависи мость реакции от ауксина.
16.21. а) Ауксин (ИУК). б) См. рис. 16.21 (отв.).
16.22. Мелкие листья легче проходят сквозь почву (лис тья злаков остаются внутри колеоптиля). Изогну тая плюмула у двудольных растений предохраняет нежную верхушечную меристему от повреждения частицами почвы. Удлиненные междоузлия дают листьям максимальные шансы выйти на поверх ность, к свету.
16.23. См. гл. 7.
16.24. График представлен на рис. 16.24 (отв.). Он демон
стрирует противоположное действие красного и
Рис. 16.24 (отв.). Влияние прерывания «длинной» ночи крас ным и дальним красным светом на цветение дурнишника.
дальнего красного света. 30секундная экспози ция на красном свету (при интенсивности освеще ния, использованной в данном эксперименте) полностью аннулирует индуцирующее действие длинной ночи. Эффективность красного света возрастает с увеличением времени экспозиции до 30 с. Эффект красного света можно полностью снять дальним красным светом, хотя для этого нужна более длительная экспозиция (50 с). Эти результаты позволяют предположить, что фото рецептором в данном опыте служит фитохром.
16.25. Можно использовать несколько методов. Один из простейших опытов показан на рис. 16.25 (отв.).
Рис. 16.25 (отв.). Эксперимент, позволяющий установить, какие части растения — листья или цветковый апекс — чувствительны к тому фотопериоду, который стимулиру ет цветение.
356 Ответы и обсуждение
Прямоугольниками обведены части растения, ук рываемые от света для создания эффекта коротко го дня.
16.26. Подавление роста пазушных почек, или апикаль ное (верхушечное) доминирование, обусловлено в основном действием ауксинов. (Об апикальном доминировании см. в разд. 16.3.3.)
Глава 17
17.1. а) Между внешним окружением и внутренним пространством аксона существует крутой гради ент концентрации Na фундируют по этому градиенту.
б) Поступление в аксон положительно заряжен ных ионов Na но высоким отрицательным потенциалом внутри аксона.
17.2. Если бы выход ионов Na поступлением в него ионов K лось бы или, возможно, слегка уменьшился бы потенциал покоя. Но этого было бы недостаточно для достижения пороговой величины, необходи мой для возникновения потенциала действия.
17.3. а) Нормальная морская вода; б) разведенная в два раза;
в) разведенная в три раза.
Амплитуда потенциала действия определяется числом ионов Na клеточной жидкости. В растворах, соответствую щих графикам а, б и в на рис. 17.5, ионы Na содержались в постепенно уменьшающихся кон центрациях.
17.4. Чем больше диаметр аксона, тем меньше сопро тивление его аксоплазмы продольному току. С уменьшением этого сопротивления увеличива ется длина того участка мембраны, на который влияет местная цепь, и это ведет к увеличению расстояния между соседними деполяризующими ся участками и к более быстрому проведению импульсов.
17.5. Лягушка — холоднокровное (пойкилотермное) животное, активное при температурах 4—25 °С, а кошка — теплокровное (гомойотермное) живот ное и имеет постоянную температуру тела около 35 °С. При таком повышении температуры скорость проведения нервных импульсов увели чивается в 3 раза.
17.6. Попадая в глаз, луч света проходит следующий путь; конъюнктива o роговица o водянистая вла га o хрусталик o стекловидное тело o сетчатка.
17.7. Свет, падающий от объекта на несколько палочек, связанных с мозгом через разные нейроны, может не обладать достаточной энергией, чтобы вызвать
+
+
, и ионы Na+быстро диф
поддерживается также относитель
+
уравновешивался
+
, ничего не измени
+
, поступающих в аксон из вне
распространяющиеся потенциалы действия в ка комлибо из этих нейронов, и тогда он не будет воспринят. Если же этот свет падает на три палоч ки, связанные с мозгом через один общий нейрон, то отдельные рецепторные потенциалы, индуци руемые палочками, будут суммироваться и смогут возбудить распространяющийся потенциал дейст вия, который будет восприниматься мозгом как свет.
17.8. Когда мы смотрим на предмет прямо, отраженный от него свет проходит вдоль оптической оси глаза и падает на сетчатку в центральной ямке, содержа щей только колбочки. Днем благодаря большой интенсивности света, падающего на колбочки, в мозге будет возникать детальное изображение предмета. Однако ночью сила света слишком мала для активации колбочек. Если же направить взгляд немного в сторону, свет от предмета будет падать не на центральную ямку, а на какойто дру гой участок сетчатки, где имеются палочки, обла дающие большей чувствительностью; палочки будут активироваться даже слабым светом, и изо бражение будет воспринято мозгом.
17.9. Можно предположить, что предмет будет казаться желтым. Сетчатка каждого глаза будет восприни мать только один цвет. В одном глазу свет с дли ной волны 530 нм будет стимулировать зеленые колбочки, а в другом глазу свет с длиной волны 620 нм — красные колбочки. В мозге сигналы от обоих глаз будут действовать совместно, и пред мет будет казаться окрашенным в цвет, соответст
530 + 620
вующий средней длине волн
+
т. е. в желтый цвет. Обратите внимание, что сме шивание различных световых лучей не дает такого же эффекта, как смешивание пигментов, таких как краски. Синий и желтый свет, напри мер, не даст ощущение зеленого (что при этом получается, вы можете узнать, обратившись к табл. 17.8). Неспособность осознать это долгое время задерживало развитие теории цветового зрения.
(
2
Глава 18
18.1. а) Обеспечиваются свободные движения грудной клетки млекопитающего.
б) Упругая «подвеска» позволяет животному амор тизировать удар, который испытывают его пере дние конечности во время приземления в конце прыжка.
в) Передние конечности приобретают широкий диапазон движений, необходимый для таких дей ствий, как лазание, «умывание», манипулирова ние с пищей, рытье.
18.2. Ширина зоны А не изменяется.
= 575 нм
)
,
Ответы и обсуждение 357
18.3. Это обеспечивает больший поток ионов Са2+, не обходимых для мышечного сокращения.
18.4. В мышцах синхронного типа саркоплазматиче ский ретикулум развит сильнее, так как для регу ляции их работы необходимо большее число нервных импульсов, а каждый импульс связан с высвобождением Са
2+
из саркоплазматического
ретикулума.
18.5. а) Обтекаемая форма тела. б) Гладкая поверхность тела — чешуи перекрыва
ют друг друга в соответствующем направлении, а слизистая или маслянистая смазка уменьшает тре ние.
в) Плавники различных типов, обеспечивающие продвижение вперед и устойчивость при плава нии.
г) Развитая мускулатура тела. д) Плавательный пузырь у костистых рыб. е) Четко координированная работа нервномы
шечного аппарата.
18.6. Это увеличивает полезную длину конечностей. В результате каждый шаг получается длиннее и тело переносится вперед на большее расстояние. Таким образом, при той же быстроте перестанов ки ног скорость бега возрастает.
Глава 19
19.1. Скорость транспирации воды обратно пропорци ональна влажности воздуха. При высокой влажно сти этот процесс идет медленно, поэтому растение не может таким путем отдавать тепло и понижать свою температуру.
3
19.2. Ежедневно выделяется 4 л пота или 4000 см
3
При испарении 1 см
пота теряется 2,45 кДж энер гии. Следовательно, потери энергии составляют
4000 u2,45 = 9800 кДж, или 9800/50 000 u100 = 19,6%.
19.3. В этот период испытуемый имел возможность прийти в равновесие с окружающей средой.
19.4. Существует прямая зависимость между этими дву мя параметрами; это позволяет предполагать, что потоотделение регулируется гипоталамусом.
19.5. Прямая зависимость между температурой кожи и испарением влаги в первые 20 мин показала, что между этими переменными устанавливается равновесие. Когда под влиянием гипоталамуса, реагирующего на прием ледяной воды, испарение замедляется, кожа начинает терять за счет испаре ния меньше тепла; этим и объясняется наблюдае мое повышение ее температуры.
.
19.6. Лихорадка обусловлена изменением настройки гипоталамического «термостата»: он стремится те перь поддерживать более высокую температуру. Пока температура не поднимется до этого нового уровня, организм реагирует на более низкую «нор мальную» температуру как на охлаждение. Возни кает дрожь, и мы чувствуем, что нам холодно, пока температура внутренних областей тела не придет в соответствие с настройкой гипоталамического «термостата».
Глава 20
20.1. Печеночная вена, задняя полая вена, правое пред сердие, правый желудочек, легочная артерия, лег кие, легочная вена, левое предсердие, левый желу дочек, аорта, почечная артерия, почки.
20.2. Белки не попадают в боуменову капсулу. Проис ходит это потому, что молекулы белка слишком крупные и не могут пройти через стенку капсулы. Все остальные вещества попадают в капсулу в виде раствора, и их концентрация остается неизмен ной.
20.3. 80%. 20% остается в канальце.
+
20.4. Вся глюкоза реабсорбируется. Na
остается на уровне d, следовательно 80% было реабсорбирова но (1/5 или 20% остается).
20.5. Индекс скорости течения изменяется с 20 до 1. Следовательно, 19/20 или 95% остатка реабсорби
ровалось. Таким образом, концентрация веществ должна возрасти в 20 раз. Концентрация Na личилась с d до 2d, 20d – 2d = 18/20 реабсорбиро ванного = 90% остающегося Na
+
реабсорбирова
+
уве
лось. Концентрация мочевины увеличилась с 3с до 60с, т. е. в 20 раз; следовательно, никаких изменений в количестве мочевины в нефроне не произошло.
20.6. 99% воды было абсорбировано (индекс скорости течения изменился со 100 до 1). 98% Na
+
было
реабсорбировано.
Глава 21
21.1. а) Если есть возможность определить растения, которым принадлежат пыльцевые зерна, то можно сделать некоторые выводы о климате, в котором росли эти растения.
б) Любое вмешательство человека в природную растительность неизбежно отражается в палино логической летописи. Так, пыльца сорняков и сельскохозяйственных культур, например пшени цы, свидетельствует об уничтожении природной растительности и возделывании земли, а отсутст вие в некоторых областях пыльцы древесных по род указывает на вырубку лесов.
358 Ответы и обсуждение
21.2. У двудомных видов половина растений не произ водит семян. Кроме того, много пыльцы расходу ется напрасно, что невыгодно с точки зрения использования материальных и энергетических ресурсов.
21.3. У животных раздельнополость более экономич на, чем у растений, благодаря подвижности самцов и самок. Поэтому потери гамет у них меньше.
21.4. (50%). Напомним, что пыльцевые зерна гапло идны:
Генотип Возможные родительского генотипы растения пыльцы
S1S
2
Пыльцевые зерна S Пыльцевые зерна S
S
.
2S3
1
S
1
в равном числе
}
S
2
совместимы со столбиками S2S3.
не совместимы со столбиками
2
Обратите внимание на то, что ни пыльцевые зерна
, ни зерна S2не совместимы со столбиком роди
S
1
тельского растения (S
), так что самоопыление
1S2
исключается.
21.5. а) Больше всего пыльцы попадет на ту часть тела пчелы, которая соприкасается с пыльниками, ког да пчела высасывает нектар. Поэтому перекрест ное опыление обычно происходит между пыльни ками и рыльцами, расположенными в цветках на одной высоте, т. е. между длинно и коротко столбчатыми цветками.
б) Она способствует аутбридингу (противополож ность инбридингу).
21.6. Функции органелл, содержищихся в клетках Сертоли, указывают на то, что эти клетки выра батывают вещества, используемые в самих клет ках. Сырье для этих процессов они получают путем расщепления материалов, поступающих в клетку; при этом используются ферменты, хранящиеся в лизосомах. Синтезируемые про дукты запасаются в аппарате Гольджи для по следующего использования. Агранулярный ЭР продуцирует тестостерон (стероид). Митохонд рии поставляют энергию в форме АТФ.
21.7. а) И яйцеклетка, и спермий гаплоидны. б) Спермии: подвижные, маленькие (2,5 мкм в ди
аметре), не содержат запасных питательных ве ществ, продуцируются непрерывно. Яйцеклетки: неподвижные, крупные (140 мкм в диаметре), продуцируются 1 раз в месяц.
21.8. Rhантигены, содержащиеся в донорской крови, будут стимулировать иммунную систему матери к вырабатыванию Rhантител. Эти антитела не на несут вреда матери, однако если ее ребенок ока
жется резусположительным, то он неизбежно за болеет гемолитической анемией.
21.9. Иммунная система ребенка начинает функцио нировать только после его рождения. Даже если бы она функционировала, она не успела бы отреагировать и выработать антитела, которые перешли бы через плаценту в тело матери непо средственно перед рождением ребенка, т. е. до того, как плацента будет повреждена.
21.10. Кровь стала бы течь по артериальному (боталлову) протоку в обратном направлении
Глава 22
22.1. а) Происходит потеря массы, обусловленная расходованием запасенных питательных веществ в процессе дыхания.
б) Появились и раскрылись зеленые листья. в) Фотосинтез. Его интенсивность должна теперь
стать выше интенсивности дыхания. г) Это объясняется сбрасыванием семян и плодов.
22.2. В мелких семенах запасы питательных веществ невелики; поэтому растущий побег должен как можно скорее выйти на свет, чтобы фотосинтез начался до того, как эти запасы будут исчерпаны.
22.3. а) Хлорофилл интенсивно поглощает свет в крас ной и синей, но не в зеленой и дальней красной областях (см. спектр поглощения хлорофилла, рис. 7.11).
б) Красный свет стимулирует прорастание семян латука, а дальний красный — подавляет (разд.
16.4.2.). Поэтому прорастание семян, находящих ся под пологом листьев, где свет обогащен даль ним красным компонентом, может быть подавле но до тех пор, пока между листьями не появится просвет и семена не станут получать достаточно света для фотосинтеза и роста.
22.4. При прорастании ячменного зерна мобилизуются содержащиеся в нем питательные вещества, глав ным образом крахмал и некоторое количество белка. Крахмал превращается в сахара, а белки — в аминокислоты; те и другие переходят в зародыш и используются в процессе роста. Поэтому с уве личением сухой массы зародыша сухая масса эндосперма уменьшается.
Вместе с тем сухая масса в целом в течение пер вой недели уменьшается. Это объясняется тем, что в процессе аэробного дыхания используются сахара как эндосперма, так и (в большей степе ни) зародыша. Примерно на 7й день появля ется первый лист и начинается фотосинтез. В результате увеличивается сухая масса, потери которой за счет дыхания более чем компенсиру ются и в итоге общая сухая масса возрастает.
Ответы и обсуждение 359
Одновременно ускоряется рост зародыша, кото рый теперь превратился в проросток.
22.5. а) Сухая масса возрастает на 8,6 г, вычисляемых следующим образом:
Масса семян = 51,2 г. Масса жирных кислот = 51,2/2 = 25,6 г. Мол. масса жирной кислоты = 256. Отсюда 1 моль = 256 г, а 25,6 г = 0,1 моль. Из уравнения реакции следует:
0,1 моль жирной кислоты o 0,1 моль сахара + 0,5 моль воды + 0,4 моль CO
Мол. масса сахара = 342. Поэтому: 25,6 г жирной кислоты o 34,2 сахара +
вода + CO Вода не входит в сухую массу, а CO2улетучивается;
поэтому прирост сухой массы = (34,2 –25,6) г = 8,6 г.
2.
.
2
б) Дыхание должно приводить к уменьшению сухой массы. На самом деле сухая масса все же уве личивается.
в) Объем CO
, выделившегося из семян, = 8,96 л
2
при нормальных температуре и давлении; это вы числяется следующим образом:
согласно уравнению, 0,1 моль жирной кислоты
o0,4 моль CO
пературе и давлении занимает 0,4
; 0,4 моль CO2при нормальных тем
2
u22,4 л = 8,96 л.
o
г) Путем гидролиза, катализируемого липазой. Другим компонентом липида является глицерин.
д) 51 атом углерода (липидом был трипальмитин: жирная кислота — это пальмитиновая кислота). Каждая молекула липида содержит три молекулы жирной кислоты, по 16 атомов C в каждой, плюс одна молекула глицерина с тремя атомами C.
е) Сахароза или мальтоза. ж) Кислород диффундирует в запасающие ткани
через семенную кожуру и микропиле.
22.6. а) Среди запасных веществ преобладают липиды, составляющие около 70% сухой массы семян до начала прорастания. К 4му дню масса липидов начинает уменьшаться, а масса сахаров — увели чиваться: липиды превращаются в сахара и переносятся в зародыш. Образоваться путем фо тосинтеза сахара не могут, так как семена прора стают в темноте. На 5й день дыхательный коэф фициент (ДК) зародыша равен единице; это показывает, что зародыш дышит за счет сахара, образующегося из липидов. В то же время семя доли (ДК = 0,4–0,5) получают энергию за счет превращения липидов в сахар и, возможно, за счет окисления сахара и жирных кислот.
C18H34O3+ 13O2o C12H22O11+ 6CO2+ 6H2O + Энергия
Рицинолевая Сахароза кислота (жирная кислота, получающаяся из липида) ДК = 6/13 = 0,46
Превращение липида в сахар сопровождается уве личением сухой массы, так что сухая масса проро стков возрастает вплоть до 6го или 7го дня. Затем запасы липидов истощаются, так что скорость ис пользования сахара начинает превышать скорость его образования. После этого масса сахара и общая масса проростков начинают уменьшаться. Сахар расходуется в процессе дыхания и в анаэ робных реакциях.
б) На 11й день ДК для всего зародыша будет, ве роятно, чуть меньше 1,0. Это достигается за счет двух процессов; главный из них — окисление саха ра при дыхании (ДК=1); возможен, однако, и некоторый вклад за счет превращения липида в са хар (ДК = 0,4 — 0,5).
22.7. Обычно количества кислорода, проникающего сквозь семенную кожуру, недостаточно для пол ного обеспечения аэробного дыхания; ДК склады вается из ДК для аэробного дыхания (вероятно, около 1,0) и ДК для анаэробного дыхания, кото рый равен бесконечности. Удаление семенной ко журы создает возможность для более быстрого проникновения кислорода путем диффузии, что ведет к усилению аэробного дыхания и снижению ДК. Этиловый спирт — продукт анаэробного ды хания; поэтому при удалении семенной кожуры он накапливается в меньших количествах.
Глава 23
23.1. а) Мейоз б) W — интерфаза
X — телофаза I Y — телофаза II
в) Половым клеткам
23.2. См. рис. 23.2 (отв.)
Рис. 23.2 (отв.). Схемы, объясняющие две теории репликации ДНК. Появление ДНК в градиенте плотности хлористого цезия согласуется с теориями, представленными на рис. 23.22.
Соседние файлы в предмете Биология
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности