Глава 16

16.1. а) Между наружной и внутренней поверхностями мембраны аксона существует крутой градиент концентрации Na⁺, и ионы Na⁺ быстро диффундируют по этому градиенту.

6) Поступление в аксон положительно заряженных ионов Na⁺ поддерживается также относительно высоким отрицательным потенциалом внутри аксона.

16.2. Если бы выход ионов Na⁺ уравновешивался поступлением в него ионов К⁺, ничего не изменилось бы или, возможно, слегка уменьшился бы потенциал покоя. Но этого было бы недостаточно для достижения пороговой величины, необходимой для возникновения потенциала действия.

16.3. (а) Нормальная морская вода;

(б) разведенная до 1/2;

(в) разведенная до 1/3.

Амплитуда потенциала действия в (а) и степень деполяризации мембраны в (б) и (в) определяются числом ионов Na⁺, поступающих в аксон из внеклеточной жидкости. В растворах, соответствующих графикам на рис. 16.5, ионы Na⁺ содержались в постепенно уменьшающихся концентрациях.

16.4. Ионы Na⁺ откачиваются из аксона, а ионы К⁺ накачиваются в него. Перемещение этих ионов взаимосвязано (сопряжено) и осуществляется катионным насосом.

16.5. Чем больше диаметр аксона, тем меньше сопротивление его аксоплазмы продольному току. С уменьшением этого сопротивления увеличивается длина того участка мембраны, на который влияет местная цепь, и это ведет к увеличению расстояния между соседними деполяризующимися участками и к более быстрому проведению импульсов.

16.6. Лягушка - холоднокровное (пойкилотермное) животное, активное при температурах 4-25°С, а кошка - теплокровное (гомойотермное) животное и имеет постоянную температуру тела около 35°С. При таком повышении температуры скорость проведения импульса увеличивается в 3 раза.

16.7. График А показывает, что частота импульсов в сенсорном нейроне находится в прямой зависимости от силы стимуляции мышечного веретена. Известно, что стимул вызывает деполяризацию мембраны, называемую генераторным или рецепторным потенциалом, и величина этого потенциала, как видно из графика Б, прямо пропорциональна частоте сенсорных импульсов. Эти данные позволяют заключить, что усиление стимуляции ведет к увеличению рецепторных потенциалов, а оно в свою очередь - к повышению частоты импульсов в сенсорном нейроне.

Рис. 15.27 (отв.). Эксперимент, позволяющий установить, какие части растения - листья или цветковый апекс-чувствительны к тому фотопериоду, который стимулирует цветение

16.8. Попадая в глаз, луч света проходит следующий путь: конъюнктива→роговица→водянистая влага→хрусталик→стекловидное тело→сетчатка.

16.9. Свет, падающий от объекта на несколько палочек, связанных с мозгом через разные нейроны, может не обладать достаточной энергией, чтобы вызвать распространяющиеся потенциалы действия в каком-либо из этих нейронов, и тогда он не будет воспринят. Если же этот свет падает на три палочки, связанные с мозгом через один общий нейрон, то отдельные рецепторные потенциалы, индуцируемые палочками, будут суммироваться и смогут возбудить распространяющийся потенциал действия, который будет восприниматься мозгом как свет.

16.10. Когда мы смотрим на предмет прямо, отраженный от него свет проходит вдоль оптической оси глаза и падает на сетчатку в центральной ямке, содержащей только колбочки. Днем благодаря большой интенсивности света, падающего на колбочки, в мозгу 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 другой участок сетчатки, где имеются палочки, обладающие большей чувствительностью; палочки будут активироваться даже слабым светом, и изображение будет воспринято мозгом. 16.11. Казалось бы, предмет будет казаться желтым. Сетчатка каждого глаза будет воспринимать только один цвет. В одном глазу свет с длиной волны 530 нм будет стимулировать зеленые колбочки, а в другом глазу свет с длиной волны 620 нм-красные колбочки. В мозгу сигналы от обоих глаз будут действовать совместно, и предмет будет казаться окрашенным в цвет, соответствующий средней длине волн (

), т.е. в желтый цвет. В действительности, однако, смешение контрастных цветов, предъявляемых правому и левому глазу, затруднено из-за так называемой "борьбы полей зрения"; результатом может быть чередующееся восприятие красного и зеленого цвета.