ГДЗ до підручника «Біологія і екологія» В.І. Соболь. 11 клас

§ 11. Способи терморегуляції організмів

Пригадайте!

Яке значення температури як екологічного чинника?

Температура є одним із найважливіших екологічних факторів, що впливає на організми. Це міра середньої швидкості безладного руху молекул і впливає на швидкість хімічних реакцій, а також на метаболізм і ріст організмів. Температура також впливає на доступність води, оскільки низькі температури призводять до того, що в атмосфері утримується більше води у вигляді водяної пари, тоді як високі температури призводять до того, що з атмосфери виділяється більше води у вигляді опадів. Крім того, температура може впливати на доступність поживних речовин, оскільки висока температура може збільшити швидкість розкладання, що призводить до збільшення доступності поживних речовин. Нарешті, температура може впливати на розселення організмів, а також на їхню поведінку, оскільки деякі організми пристосовані до певних температурних діапазонів.

Новини науки

Атмосферне повітря - це життєво важливий компонент навколишнього середовища, що є природною сумішшю газів. У повітрі розрізняють сталі (кількість яких не змінюється) й змінні (кількість залежно від умов може значно змінюватись) складники. Це азот, вуглекислий газ, водень, озон, кисень, інертні гази, метан, сірководень, водяна пара, амоніак, оксиди Сульфуру. Визначте, які з цих газів є сталими, а які - змінними складниками повітря. Яке значення має повітря для живого?

Незмінними компонентами повітря є азот, вуглекислий газ, інертні гази. Змінними компонентами повітря є озон, кисень, метан, сірководень, водяна пара, аміак, оксиди сірки. Важливість повітря для живих істот полягає в тому, що воно забезпечує кисень для дихання, а також середовище для обміну газів та інших речовин між організмами та навколишнім середовищем. Повітря також допомагає регулювати температуру живих істот, дозволяючи їм підтримувати комфортну температуру тіла. Нарешті, повітря допомагає розсіювати поживні речовини та забезпечує транспортування насіння, пилку та інших матеріалів, необхідних для росту рослин і тварин.

ДІЯЛЬНІСТЬ

За допомогою таблиці порівняйте стратегії виживання організмів у температурних умовах, що змінюються. Визначте особливості терморегуляції пойкіло- та гомойотермних організмів.

Особливості терморегуляції пойкілотермних організмів полягають у тому, що вони покладаються на поведінкові та фізіологічні зміни для регулювання температури свого тіла. Це означає, що вони залежать від зовнішніх джерел, таких як сонце, тінь і вода, які допомагають їм підтримувати температуру тіла. Особливості терморегуляції гомойотермних організмів полягають у тому, що для підтримки постійної температури тіла вони спираються на обмінні процеси. Це означає, що вони використовують енергію, вироблену в результаті внутрішніх процесів свого тіла, щоб підтримувати температуру свого тіла.

Глибоководна риба опах звичайний (Lampris guttatus), або сонячна риба, має унікальну здатність до терморегуляції, подібної до такої у ссавців і птахів. Його температура тіла в середньому на 5 °С вища за температуру середовища. Така особливість дає змогу цим рибам конкурувати з іншими хижими мешканцями глибин океанів. У чому таємниця терморегуляції опаха? Як відбувається терморегуляція в цих риб?

Секрет терморегуляції опах полягає в їх здатності регулювати температуру свого тіла за допомогою протиточної системи теплообміну. Ця система допомагає підтримувати температуру тіла опаха на 5 °C вище температури навколишнього середовища. Протиточна система теплообміну працює так, що тепла кров із серцевини риби проходить через вени, розташовані поблизу шкіри риби, а холодна кров із навколишнього середовища проходить через вени, розташовані поблизу серцевини. Це дозволяє теплій і холодній крові обмінюватися теплом, що допомагає підтримувати стабільну температуру всередині опа. Терморегуляція опа також залежить від спеціальних м’язів риби, які пристосовані для зберігання тепла. Скорочуючи та розслабляючи ці м’язи, риба може регулювати температуру свого тіла. Крім того, темне забарвлення риби допомагає поглинати тепло з навколишнього середовища.

СТАВЛЕННЯ

Загартовування передбачає низку заходів, що підвищують стійкість організму до дій несприятливих чинників середовища, зокрема низьких або високих температур. Основні елементи загартовування - перебування на свіжому повітрі, водні процедури та сонячні ванни. Поясніть значення загартовування для ефективної терморегуляції в людини. Яким є ваше ставлення до підвищення адаптивного потенціалу шляхом загартовування?

Загартовування - це процес акліматизації, який допомагає організму краще адаптуватися до екстремальних температур. Це включає ряд заходів, таких як регулярні прогулянки на свіжому повітрі, перебування на воді та сонці та інші заходи, які допомагають організму звикнути до різних температур. Цей процес підвищує стійкість організму до екстремальних температур, тим самим покращуючи його терморегуляцію. Загартовування є важливим для ефективної терморегуляції людини, оскільки воно допомагає нам краще справлятися з екстремальними температурами, дозволяючи нам залишатися комфортними в широкому діапазоні умов навколишнього середовища. Оскільки наш клімат стає все більш непередбачуваним, загартовування може допомогти підвищити нашу адаптаційну здатність і зробити нас більш здатними справлятися з різними температурами. Загартовування також може допомогти покращити наше загальне здоров’я та самопочуття за рахунок покращення серцево-судинної системи та підвищення загальної стійкості організму до стресу.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке терморегуляція?

Терморегуляція — це здатність організму підтримувати основну температуру тіла, яка становить 37°C (98°F) у межах оптимального фізіологічного діапазону. Процес передбачає збалансування виробництва тепла та втрати тепла з метою регулювання температури тіла. Цей процес необхідний для підтримки належного функціонування багатьох фізіологічних процесів, таких як метаболізм, травлення та ріст клітин. У людини процес терморегуляції регулюється гіпоталамусом, який використовує кілька фізіологічних механізмів для підтримки температури тіла. Ці механізми включають потовиділення, тремтіння, звуження судин і термогенез.

2. Назвіть способи терморегуляції організмів.

Методи терморегуляції, що використовуються організмами, включають вазоконстрикцію, термогенез, тремтіння, задихання, скупчення та виділення поту або жиру. Вазоконстрикція — це звуження кровоносних судин під шкірою для утримання тепла, тоді як термогенез — це виробництво тепла м’язами, органами та мозком тіла. Тремтіння є формою м’язового скорочення, яке може генерувати тепло, тоді як дихання та туляння є способами теплообміну з іншими тваринами. Нарешті, виділення поту або олії може допомогти охолодити тіло.

3. Що таке пойкілотермія?

Пойкілотермія - це нездатність організму регулювати температуру тіла і підтримувати її на постійному рівні. Це поширене явище для багатьох видів тварин, у тому числі для рептилій і земноводних, і характеризується коливаннями температури тіла, подібними до температури навколишнього середовища або трохи нижчими за них. Пойкілотермні організми не здатні виробляти або підтримувати тепло всередині та покладаються на джерела тепла навколишнього середовища, щоб підтримувати температуру свого тіла.

4. Що таке гомойотермія?

Гомойотермія, також відома як гомеотермія або теплокровність, це здатність тварини підтримувати температуру тіла на відносно постійному рівні. Він зустрічається у ссавців і птахів і є протилежністю пойкілотермії, тобто нездатності регулювати температуру тіла. Гомойотермні тварини виробляють тепло внутрішньо за допомогою метаболічних процесів, тоді як пойкілотермні тварини покладаються на зовнішні джерела тепла для підтримки температури свого тіла.

5. Як формулюється правило Бергмана?

Правило Бергмана — екогеографічне правило, яке співвідносить широту і розмір тіла тварин. Він був сформульований німецьким біологом Крістіаном Бергманном у 1847 році та стверджує, що тварини, які живуть у холоднішому кліматі, як правило, більші, ніж ті, що живуть у теплішому кліматі. Це пов’язано з тим, що більші тварини можуть утримувати більше тепла тіла і, отже, краще пристосовані до низьких температур.

6. У чому полягає суть правила Аллена?

Суть правила Аллена полягає в тому, що тварини, які живуть у холодному кліматі, як правило, мають довші кінцівки тіла, такі як кінцівки, вуха та хвости, ніж ті, що живуть у теплішому кліматі. Це пов’язано з тим, що довші кінцівки мають більше співвідношення площі поверхні до об’єму, що допомагає тварині краще зберігати тепло тіла і, отже, краще адаптуватися до низьких температур.

7. Як відбувається терморегуляція тіла організмів?

Терморегуляція в організмі відбувається за допомогою різноманітних механізмів і процесів. Ендотермні тварини, такі як ссавці, виробляють тепло внутрішньо за допомогою метаболічних процесів, тоді як ектотермні тварини, такі як рептилії та амфібії, регулюють температуру свого тіла за допомогою поведінки, наприклад шукаючи сонця чи тіні або тулячись разом, щоб зігрітися. Крім того, вазоконстрикція та термогенез використовуються ендотермічними тваринами для захоплення тепла та генерації тепла відповідно. Нарешті, виділення поту або олії може допомогти охолодити тіло.

8. Як виживають організми в умовах змінних температур?

Організми можуть виживати в умовах мінливих температур, будучи здатними швидко адаптуватися до мінливого середовища. Наприклад, тварини, які можуть мігрувати в більш прохолодні райони, тварини, які можуть регулювати температуру свого тіла, і рослини, які можуть збільшити споживання води та зменшити швидкість фотосинтезу, можуть допомогти організмам вижити при зміні температури. Крім того, деякі організми, такі як бактерії, можуть утворювати ендоспори, які можуть виживати при екстремальних температурах і дозволяти їм залишатися в стані спокою, доки не виникнуть більш сприятливі умови.

9. Яке біологічне підґрунтя правил Бергмана та Аллена?

Біологічною основою правил Бергмана та Аллена є те, що вони є пристосуваннями, які допомагають тваринам виживати в холодніших середовищах. Правило Бергмана стверджує, що тварини, які живуть у холоднішому кліматі, як правило, більші, ніж ті, що живуть у теплішому кліматі, оскільки більші тварини можуть утримувати більше тепла тіла і, отже, краще адаптуватися до нижчих температур. Правило Аллена стверджує, що тварини з холодніших місць проживання, як правило, мають довші кінцівки тіла, такі як кінцівки, вуха та хвости, ніж ті, що живуть у теплішому кліматі. Це пов’язано з тим, що довші кінцівки мають більше співвідношення площі поверхні до об’єму, що допомагає тварині краще зберігати тепло тіла і, отже, краще адаптуватися до низьких температур.

10. Поясніть значення загартовування для ефективної терморегуляції організму людини.

Важливість загартовування для ефективної терморегуляції організму людини полягає в тому, що воно допомагає підтримувати постійну температуру тіла в певних межах. Занадто високі або занадто низькі температури можуть спричинити стрес організму, що може призвести до проблем зі здоров’ям. За допомогою загартовування організм має можливість адаптуватися до змін навколишнього середовища і підтримувати температуру, оптимальну для його здоров’я та гарного самопочуття. Це особливо важливо для людей, оскільки нам потрібно підтримувати температуру тіла близько 37°C, щоб нормально функціонувати. Занадто високі чи надто низькі температури можуть призвести до різноманітних проблем зі здоров’ям, наприклад до переохолодження або переохолодження. Тому загартовування є важливим чинником терморегуляції та збереження загального здоров’я.