Параграф 22 - Естествознание. 11 класс. Габриелян О. С.

Материал из Викирешебника
Перейти к навигации Перейти к поиску
Estestvoznanie-11grade-gabrielyan.png
Предмет: Естествознание
Класс: 11 класс
Автор учебника: Габриелян О. С.
Год издания: 2014
Издательство:
Кол-во заданий: 48
Кол-во упражнений:

Комментарии, вопросы по параграфу можно добавить на странице обсуждения.

Физика человека[править | править код]

Фотосинтез - пример термодинамики в биологии

Суть первого и второго законов термодинамики с биологической точки зрения[править | править код]

  • Проиллюстрируйте примерами из биологии суть первого и второго законов термодинамики.

Первый закон термодинамики в биологических системах. Все биологические организмы нуждаются в энергии для выживания. В замкнутой системе, такой как Вселенная, эта энергия не потребляется, а трансформируется из одной формы в другую. К примеру, клетки организма выполняют ряд важных процессов. Эти процессы требуют энергии. При фотосинтезе энергия подается солнцем. Световая энергия поглощается клетками листьев растений и превращается в химическую энергию.

Химическая энергия хранится в виде глюкозы, которая используется для образования сложных углеводов, необходимых для создания растительной массы. Энергия, хранящаяся в глюкозе, также может выделяться через клеточное дыхание. Этот процесс позволяет растительным и животным организмам получать доступ к энергии, хранящейся в углеводах, липидах и других макромолекулах, путем производства АТФ.

Второй закон термодинамики в биологических системах. Как и в случае с другими биологическими процессами, передача энергии на 100% не эффективна. При фотосинтезе, например, не вся энергия света поглощается растением. Некоторая ее часть отражается, а другая часть трансформируется в тепло. Потеря энергии в окружающую среду приводит к увеличению беспорядка или энтропии.

В отличие от растений и других фотосинтезирующих организмов животные не могут генерировать энергию непосредственно из солнечного света. Они должны потреблять растения или других животных организмы для получения энергии. Чем выше организм находится в пищевой цепи, тем меньше доступной энергии он получает от своих источников пищи.

Большая часть этой энергии теряется во время метаболических процессов. Поэтому для организмов в высших трофических уровнях доступно гораздо меньше энергии. Чем меньше энергии, тем меньше число организмов может быть поддержано. Именно поэтому в экосистеме больше производителей, чем потребителей. Живые системы непрерывно нуждаются в энергии для поддержания своего высокоупорядоченного состояния.[1]

Физика кровеносной системы[править | править код]

  • Объясните, в соответствии с какими физическими законами происходит движение крови по сосудам и как оно обеспечивается. Как измерить пульс и артериальное давление?

В соответствии с законами гидродинамики, движение крови по сосудам определяется двумя причинами: разностью давления в начале и в конце сосуда и гидравлическим сопротивлением.

Под действием давления крови, поступающей из левого желудочка в аорту, этот кровеносный сосуд расширяется и в силу эластичности своих стенок возвращается в прежнее состояние, создавая, таким образом, колебательную волну, которая распространяется по артериям, — пульс. Его можно ощутить на лучевой артерии у запястья, где она расположена наиболее поверхностно.

Кровяное давление — давление крови на стенки кровеносного сосуда, измеряется в мм рт. ст., различают артериальное, венозное и капиллярное давление крови.

Величина артериального давления у здорового человека является довольно постоянной: максимальное 100—120 мм рт. ст., минимальное 60—80 мм рт. ст., измеряют его с помощью специальных аппаратов — тонометров.

Строение глаза, уха[править | править код]

Схема строения глаза у человека
Схема строения глаза у человека
Схема строения уха
Схема строения уха у человека
  • Опишите строение глаза, уха.

Глаз состоит из белочной оболочки, в передней части глаза образующей прозрачную роговицу, пропускающую свет. Под белочной расположена сосудистая оболочка, в переднем отделе она образует радужную оболочку и зрачок. Внутренняя оболочка — сетчатка — состоит из палочек, колбочек и нервных клеток, от которых возбуждение идёт в головной мозг. Зрачок — отверстие в радужной оболочке, за которой находится хрусталик, погружённый в водянистую жидкость. За ним расположено прозрачное стекловидное тело, оно заполняет внутреннюю часть глазного яблока.

Ухо состоит из наружного, среднего и внутреннего. Ушная раковина концентрирует звуки и направляет их в слуховой проход к барабанной перепонке, разграничивающей наружное и среднее ухо. Её колебания передаются слуховым косточкам (молоточку, наковальне и стремечку), а затем — мембране овального окна. При этом давление звуковых волн увеличивается в 30 раз, что обеспечивает колебание жидкости во внутреннем ухе. Полость среднего уха соединена с носоглоткой, и давление в нём уравнивается с атмосферным с помощью евстахиевой трубы.

Круглое окно с мембраной разграничивает среднее и внутреннее ухо. Во внутреннем ухе к органу слуха относится улитка, канал которой разделён как бы на два этажа мембраной, состоящей из отдельных волокон разной длины. Самые длинные волокна расположены на вершине улитки, а самые короткие — у её основания. На этих волокнах находятся слуховые волосковые клетки. Такие клетки на вершине улитки воспринимают низкие звуки, а у основания — высокие. Человек может воспринимать звуки с частотой от 16 000 до 20 000 Гц

Реакции кожи на различные условия[править | править код]

  • Дайте характеристику таких явлений, как дрожь, мурашки и гусиная кожа. Расскажите, что означают выражения: «раскраснелся от тепла» и «посинел от холода».

Организм способен автоматически реагировать на тепло, холод, стресс, воспаление и другие стрессоры, путем передачи нервных импульсов. Мы непроизвольно потеем, чтобы охладить тело, когда при жаре или физической нагрузки температура тела повышается. И когда становится холодно, то начинаем дрожать машинально. Дрожь вызывается сокращением и расслаблением скелетных мышц в быстрой последовательности - естественный ответ тела на холод и эмоциональное напряжение.[2]

Мурашки — это небольшие пупырышки у оснований волос на коже, непроизвольно возникающие, когда человеку холодно или он испытывает сильные эмоции, такие как страх или чувство восхищения, гордости или возбуждение. В результате этого наша кожа приобретает визуальное сходство с гусиной кожей, откуда и появилось данное выражение.

Выражения «раскраснелся от тепла» и «посинел от холода» означают изменение оттенка кожи как реакции на тепло и холод, это связано с особенностями кровообращения.

Физика слухового и зрительного восприятия[править | править код]

  • Проанализируйте, как возникают и передаются нервные импульсы, из чего складывается оптическая система глаза, как возникает изображение на сетчатке, как воспринимается звук органом слуха человека.

При поступлении раздражения на участок нервного или мышечного волокна возникает возбуждение, в результате которого возбуждённый участок заряжается отрицательно по отношению к невозбуждённому. Эту разность потенциалов между участками мышечного или нервного волокна называют потенциалом действия. Он распространяется по нервным волокнам и анализируется в центральной нервной системе. Аналогичную биоэлектрическую природу имеют сигналы, идущие от центральной нервной системы в ответ на поступившее раздражение.

Роговица, хрусталик и стекловидное тело составляют оптическую систему глаза, преломляющую световые лучи, в результате чего на сетчатке возникает уменьшенное перевёрнутое изображение рассматриваемого предмета.

Высокочастотный звук улавливается клетками, расположенными внизу улитки внутреннего уха, низкие частоты регистрируются клетками, находящимися в ее верхней части. Определенную избирательность обнаруживают и нервные элементы слухового анализатора. Таким образом, результат слаженной работы всех его отделов, чисто физический феномен – колебания воздуха, становится основой для деятельности одного из наших органов чувств.[3]

Влияние перепадов давления на человека[править | править код]

  • Назовите причину, по которой при взлёте самолёта или при погружении в воду у человека закладывает уши; объясните, зачем стюардессы во время взлёта и посадки самолёта раздают пассажирам карамель.

Причиной появления заложенности ушей в самолете является банальный перепад атмосферного давления. Возникает он по причине того, что пилот очень резко снижается или поднимается. Из-за этого человеческий организм не успевает адаптироваться к новым условиям и как следствие, начинают появляться неприятные симптомы. А если сказать точнее, барабанные перепонки перестают выравнивать звуковое давление между внутренним ухом и окружающей его средой.[4]

Стюардессы во время взлёта и посадки самолёта раздают пассажирам карамель для предотвращения закладывания ушей. При глотании открывается евстахиева труба, соединяющая носоглотку со средним ухом, и давление в среднем ухе выравнивается с давлением в окружающей среде (в самолете) и заложенность ушей проходит.

Вопросы в начале параграфа[править | править код]

Первый и второй законы термодинамики[править | править код]

  • Сформулируйте первый и второй законы термодинамики.

Первый закон термодинамики представляет собой закон сохранения энергии применительно к термодинамическим процессам: энергия не исчезает в никуда и не возникает из ничего, а лишь переходит из одного вида в другой в эквивалентных количествах. Примером может послужить переход теплоты (тепловой энергии) в механическую энергию, и наоборот.

Второй закон термодинамики: для превращения теплоты в механическую работу необходимо иметь источник теплоты и холодильник, температура которого ниже температуры источника, т. е. необходим температурный перепад.[5]

Особенности выбора очков при близорукости и при дальнозоркости[править | править код]

  • Объясните, очки с какими диоптриями носят при близорукости и при дальнозоркости.

Диоптрии — это основной характеризующий признак очков, линз и других изделий, в процессе производства которых применяются элементы оптики. Существует несколько основных видов диоптрий, которые предназначены для измерения силы оптических изделий с обозначением «+» и «-».

Линзы с обозначением диоптрий в виде знака «+» необходимо использовать при гиперметропии органа зрения или коррекции дальнозоркости, которая возникла на фоне возрастных изменения в структуре глазного яблока. Необходимость в использовании диоптрий данного вида определяется врачом-окулистом по результатам офтальмологического обследования.

Линзы с указанием знака «-» могут быть назначены людям, которым поставлен диагноз миопия. Данный вид диоптрий обладает большей оптической силой, которая позволяет улучшить видимость предметов, расположенных на больших расстояниях.[6]

Ответы на другие параграфы учебника[править | править код]

Используемые источники[править | править код]