2. Если, как мы сейчас знаем, растения не усваивают азот, то почему масса азота почти во всех растениях оказалась выше, чем в семенах, из которых их выращивали? Из ответа на предыдущий вопрос вы уже понимаете, почему так произошло с клевером и горохом. А как можно объяснить небольшой рост в случае пшеницы?
3. Как могли в середине XIX века определить содержание азота в органических веществах?
Альтернатива солнечной ванне
Всем известны организмы-фотосинтетики. Их источник энергии – солнечный свет. Кроме того, есть и хемосинтетики – организмы, получающие энергию, окисляя соединения серы, железа или азота. Приведите примеры реакций, которые могут осуществлять хемосинтетики для получения энергии, необходимой для их жизнедеятельности.
Макияж для растений
Листья многих водных растений (в основном их верхняя часть) покрыты тонким слоем карбоната кальция. Как это явление связано с фотосинтезом?
Деревья неопределенных лет
Стандартный способ определить возраст спиленного дерева, не прибегая к сложным измерениям, – сосчитать число годовых колец на пне. Однако есть на Земле места, где этот способ не годится. Где они расположены?
Кисель в кожуре
Если свежезамороженную хурму оставить нагреваться на воздухе, то после оттаивания она мало будет отличаться от свежей. Если же ее опустить в теплую воду, то оттаявший фрукт будет похож на кисель в кожуре. Почему так происходит?
«Мафусаил» среди трав
В 1960 году Нобелевская премия по химии была присуждена американскому физикохимику Уилларду Франку Либби (1908–1980) «за разработку метода использования углерода-14 для датирования в археологии, геологии, геофизике и других науках». Метод основан на том, что во всех живых организмах содержание небольшой примеси радиоуглерода (изотоп углерода 14C, период полураспада 5730 лет) в обычном углероде постоянно и такое же, как в углекислом газе воздуха (в расчете на 1 моль углерода). После гибели организма содержание в нем 14C медленно снижается – в два раза каждые 5730 лет, поэтому анализ оставшегося 14C позволяет определить, например, возраст деревянных предметов из египетских пирамид или угля из костра древнего человека.
1. Почему, несмотря на постоянный распад, содержание 14С в углекислом газе воздуха постоянно?
2. Почему в живых организмах содержание 14C постоянно (такое же, как в углекислом газе воздуха)?
3. Почему после гибели организма содержание в нем радиоуглерода начинает уменьшаться?
4. В двух пещерах нашли сталактиты – свешивающиеся с потолка известковые сосульки, образующиеся при просачивании и испарении природной воды, содержащей гидрокарбонат кальция. Оказалось, что в сталактитах из первой пещеры содержание радиоуглерода в СаСО3 почти такое же, как и в углекислом газе воздуха, тогда как сталактиты из второй пещеры вообще не содержат радиоуглерода. Объясните этот факт. (Указание: приведите уравнения реакций, протекающих при образовании раствора гидрокарбоната кальция и при его испарении.)
5. Однажды измерение содержания 14C в траве, выросшей около одного из деревьев в центре Москвы, на Садовом кольце, показало, что возраст травы составляет более 5000 лет! Попытайтесь объяснить странный результат.
Рыбонька моя, ты не простудилась?
В одной научно-популярной статье по биологии сказано: «Если бы зимой, подо льдом, поставить плавающей в речке рыбе градусник, то любая рыба продемонстрировала бы нам, что температура ее тела – те самые 4 ℃, ниже которых никогда не охлаждается жидкая вода в природе».
1. Согласны ли вы с этим утверждением? Свой ответ поясните.
2. При каких температурах в принципе может существовать жидкая вода?
Красна птица перьями
Перья многих птиц, крылья бабочек и жуков часто имеют яркую окраску; при этом перья и крылья могут не содержать никаких красителей. Какими механизмами может быть вызвана окраска?
Чистоплотные четвероногие
Наверное, вы видели, как тщательно умывается кошка: вначале вылизывает себя языком (принимая временами весьма смешные позы), затем чистит лапой. Однако ни один владелец собаки не может похвастаться, что хотя бы один раз видел, чтобы так же аккуратно умывался его питомец. Почему же так по-разному ведут себя эти домашние животные?
«Мельканье брачущихся пар…»
Животные обладают развитой системой химической сигнализации, при которой вещество, выделяемое одним животным, вызывает ту или иную реакцию другого животного. Известно, например, насколько нюх собаки тоньше нашего. Несравнимо более чувствительны органы обоняния насекомых. Сигналом для них являются особые вещества – феромоны (др.-греч. φέρω – «несу», ὁρμάω – «возбуждаю»). Чувствительность к ним удивительна. Например, муравьи вида Atta texana используют метиловый эфир 4-метилпиррол-2-карбоновой кислоты, чтобы метить свои тропы. Всего одного миллиграмма этого соединения достаточно, чтобы пометить тропинку втрое длиннее земного экватора! Муравью достаточно синтезировать для своих надобностей миллиардные доли грамма этого соединения.
Еще более чувствительны к феромонам бабочки – их самцы чувствуют присутствие самок на расстоянии нескольких километров. Некоторые бабочки обнаруживают присутствие феромонов, если в 1 см3 воздуха содержится одна-единственная молекула! Для сравнения: человеческий нос наиболее чувствителен к соединению, которое называется винным лактоном: мы чувствуем его при концентрации 10–17 г/см3, что при молекулярной массе 134 соответствует 45 000 молекул/см3.
Оцените, какое количество (в молекулах и в граммах) своего феромона (полового аттрактанта) должна выделить самка бабочки и с какой скоростью, чтобы самец, находящийся на расстоянии 2 км и чувствующий феромон при концентрации 1 молекула/см3, почувствовал его присутствие и смог долететь до самки. Считайте, что в сторону самца дует слабый ветер (4 км/ч), самцы могут находиться на высоте до 100 м над поверхностью земли. Молекулярную массу феромона примите равной 200.
Муравьи-тяжеловесы и другие уникумы
Почему маленькие животные могут совершать работу, которая совершенно непосильна для человека? Например, муравей тащит груз, который человек (с учетом разницы в размерах) не смог бы сдвинуть с места; блоха прыгает на высоту, во много раз превышающую ее размер, и т. д.
Мышиный аппетит
Почему чем меньше млекопитающее, тем чаще оно должно есть? Например, самое маленькое млекопитающее на планете – этрусская мышь (ее масса всего 1,5 г) – погибает от переохлаждения, если не поест всего несколько часов.
Мышиная диета для слона
Оцените, какая температура тела была бы у слона, если бы он поглощал на единицу массы столько же еды, сколько мышь, т. е. если бы в его организме была такая же удельная мощность тепловыделения. Сколько пищи в сутки в расчете на единицу массы должен поглощать слон (по сравнению с мышью), чтобы температура их тела была одинаковой?
