Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 3 (страница 100)
Сухожилия образованы белой нерастяжимой волокнистой тканью и служат для прикрепления мышц к бедренной кости. Тянущая сила мышц оказывается приложенной к небольшой поверхности. Наличие сухожильных рецепторов позволяет предотвратить повреждение при внезапном воздействии большой нагрузки.
Связки тоже состоят из нерастяжимой волокнистой ткани; они соединяют бедренную кость с другими костями, образующими с ней суставы. Связки позволяют сочлененным костям двигаться лишь в определенном направлении и таким образом обеспечивают эффективную работу суставов. Кроме того, они укрепляют сустав.
17.2. а) Обеспечиваются свободные движения грудной клетки млекопитающего.
б) Упругая "подвеска" позволяет животному амортизировать удар, который испытывают его передние конечности во время приземления в конце прыжка.
в) Передние конечности приобретают широкий диапазон движений, необходимый для таких действий, как лазание, "умывание", манипулирование с пищей, рытье.
17.3. Длина полосы А не изменяется, полосы Н и I укорачиваются.
17.4. Миозиновые нити (образующие полосу А) сохраняют постоянную длину, а актиновые нити скользят вдоль них навстречу друг другу, что фактически приводит к укорочению (сужению) полос Н и I.
17.5. а) Центральная несократимая часть мышечного веретена растягивается. Аннулоспиральные окончания посылают импульсы в центральную нервную систему. Оттуда по эфферентным нейронам поступают ответные импульсы к экстрафузальным мышечным волокнам, и эти волокна сокращаются (рефлекс на растяжение).
б) Мышечное волокно теперь уже не растянуто, и число импульсов, поступающих из его центрального несократимого участка, уменьшается.
в) В сухожильных рецепторах генерируются импульсы, которые поступают к тормозным нейронам спинного мозга. Активация последних рефлекторно подавляет сокращение растянутой мышцы, и активное сопротивление растягивающей силе уменьшается. Этот механизм обеспечивает защиту мышцы от возможного разрыва при внезапной ее перегрузке.
г) Центральный участок веретена растягивается, и импульсы от него поступают в спинной мозг. Двигательные нейроны активируются, импульсы передаются по ним к экстрафузальным волокнам мышцы и вызывают ее сокращение. После того как сокращение интрафузальных волокон приводит к соответствующему сокращению экстрафузальных волокон, центральный участок веретена уже не подвергается дальнейшему растяжению и наступает состояние равновесия. Этот механизм очень важен, так как он регулирует тонус мышц. Он не позволяет мышце полностью расслабиться: в ответ на более сильное растяжение веретена тонус мышцы вновь возрастает. Если бы мышца была полностью расслаблена, внезапное воздействие большой нагрузки могло бы привести к ее повреждению.
17.6. Это обеспечивает больший поток ионов Са2+, необходимых для мышечного сокращения.
17.7. В мышцах синхронного типа саркоплазматический ретикулум развит сильнее, так как для регуляции их работы необходимо большее число нервных импульсов, а каждый импульс связан с высвобождением Са2+ из ретикулума.
17.8. а) Обтекаемая форма тела.
б) Гладкая поверхность тела — чешуи перекрывают друг друга в соответствующем направлении, а слизистая или маслянистая смазка уменьшает трение.
в) Плавники различных типов, обеспечивающие продвижение вперед и устойчивость при плавании.
г) Развитая мускулатура тела.
д) Боковая линия (см. табл. 4.12).
ё) Плавательный пузырь у костистых рыб.
ж) Четко координированная работа нервно-мышечного аппарата.
17.9. а) Мощные грудные мышцы.
б) Обтекаемая форма тела.
в) Узкие заостренные крылья, обеспечивающие малое лобовое сопротивление.
г) Развиты главным образом маховые перья 1-го порядка (для продвижения вперед).
д) Быстрота взмахов (около 10 в 1 с).
ё) Тяга, направленная вперед, создается как при подъеме крыла, так и при его опускании.
17.10. Это увеличивает полезную длину конечностей. В результате каждый шаг получается длиннее и тело переносится вперед на большее расстояние. Таким образом, при равной быстроте перестановки ног скорость бега возрастает.
Глава 18
18.1. При гипервентиляции воздух в легких обновляется быстрее, углекислота усиленно выводится из легких и ее парциальное давление в альвеолярном воздухе понижается. Когда кровь проходит через легочные капилляры, уровень СО2 в ней приходит в новое равновесие с альвеолярным воздухом. В результате этого напряжение СO2 в крови уменьшается и рН крови возрастает. Защелачивание крови может приводить к головокружению и даже обмороку. Импульсы от хеморецепторов перестают поступать в дыхательный центр, и это затормаживает вентиляцию легких.
18.2. Скорость транспирации и испарения воды обратно пропорциональна влажности воздуха. При высокой влажности эти процессы идут медленно, поэтому растение не может таким путем отдавать тепло и понижать свою температуру.
18.3. 19,6%.
18.4. В этот период испытуемый имел возможность прийти в равновесие с окружающей средой.
18.5. Существует прямая зависимость между этими двумя переменными; это позволяет предполагать, что потоотделение регулируется гипоталамусом.
18.6. Прямая зависимость между температурой кожи и испарением влаги в первые 20 мин показала, что между ними устанавливается равновесие. Когда под влиянием гипоталамуса, реагирующего на прием ледяной воды, испарение замедляется, кожа начинает терять за счет испарения меньше тепла; этим и объясняется наблюдаемое повышение ее температуры.
18.17. Лихорадка обусловлена изменением настройки гипоталамического "термостата": он стремится теперь поддерживать более высокую температуру. Пока температура не поднимется до этого нового уровня, организм реагирует на более низкую "нормальную" температуру как на охлаждение. Возникает дрожь, и мы чувствуем, что нам холодно, пока температура внутренних областей тела не придет в соответствие с настройкой гипоталамического "термостата".
Глава 20
20.1. А. Верно утверждение б: гаметы всегда гаплоидны. Но даже оно не всегда справедливо, так как полиплоидные родительские клетки дают начало гаметам, в которых число хромосом больше гаплоидного; например, гаметы гексаплоидной пшеницы будут триплоидными.
Б. Исключения для утверждений а, в, г и д:
а) В бесполом размножении растений, которым свойственно чередование поколений, участвует мейоз; поэтому среди образующихся гаметофитов наблюдается изменчивость.
б) В жизненных циклах А и Г (рис. 20.13) гаметы образуются в результате митоза.
в) В результате мейоза всегда образуются гаплоидные клетки (исключение — полиплоидные организмы). В результате митоза могут образоваться гаплоидные клетки [у таких гаплоидных организмов, как спирогира (рис. 20.13,A) и при росте гаметофита (рис. 20.13,Г)]. Митоз может также давать диплоидные клетки — при росте многоклеточных диплоидных организмов.
г) Митоз может происходить в гаплоидных клетках (как в примерах, приведенных в пункте в).
20.2. а) Если есть возможность определить растения, которым принадлежат пыльцевые зерна, то можно сделать некоторые выводы о климате, который в то время существовал.
б) Любое вмешательство человека в естественную растительность будет отражено в палинологической летописи. Например, пыльца сорняков и сельскохозяйственных культур, таких как пшеница, будет указывать на уничтожение природной растительности и возделывание земли, отсутствие в какой-то области пыльцы древесных пород — на вырубку лесов.
20.3. У двудомных растений половина экземпляров не производит семян. Кроме того, большое количество пыльцы расходуется зря, что невыгодно с точки зрения использования материальных и энергетических ресурсов.
20.4. У животных раздельнополость более целесообразна, чем у растений, так как перенос мужских гамет сопряжен у них с меньшим риском благодаря подвижности этих организмов и особенностям их поведения.
20.5. Половина (50%). Вспомните, что пыльцевые зерна гаплоидны:
Обратите внимание на то, что ни пыльцевые зерна S1, ни зерна S2 не будут совместимы со столбиком родительского растения (S1S3), так что самоопыление невозможно.
20.6. а) Больше всего пыльцы попадет на ту часть тела пчелы, которая соприкасается с пыльниками, когда пчела высасывает нектар.. Поэтому перекрестное опыление обычно происходит между цветками, у которых пыльники и рыльца расположены в цветке на одинаковой высоте, т. е. между длинно- и короткостолбчатыми.
б) Она способствует аутбридингу.
20.7. Функции органелл, содержащихся в клетках Сертоли, указывают на то, что эти клетки синтезируют вещества, используемые в них самих. Сырье для синтезов они получают путем расщепления материалов, поступающих в клетку, используя для этого ферменты, находящиеся в лизосомах. Синтезированные продукты запасаются в аппарате Гольджи для последующего использования.
20.8. 1. а) Складывая число желтых тел и число рубцов от желтых тел, можно установить общее число имевших место овуляций; в данном случае их было 67. Считая, что из каждого фолликула выходит по одному ооциту в месяц, получим репродуктивный период, равный 5 годам и 7 месяцам. Следовательно, у этой 22-летней женщины овуляция началась в 16,5 лет.
б) Из 42000 фолликулов только 219 имели более 100 мкм в диаметре, т. е. содержали ооциты первого порядка. Предполагая снова, что в месяц высвобождается по одному ооциту, находим, что запас ооцитов был бы достаточен еще на 18 лет и 3 месяца.