Week 11 · 2-3 Physical Factors and Their Effect on the Atmosphere (A): heat and the three temperature scales, conduction, convection, radiation, living through freezing and heat, atmospheric pressure, standard pressure, isobars, the barometer, pressure and the body · 3 lessons
2
الحياة مع التجمد والحر
Integrated Science Sec 1 Term 1, Unit 2: pp. 84–89
الهدفأصف كيف يعيش الضفدع الخشبي وسمكة الجليد والسحلية الشوكية في البرد القارس والحر.
كلمات جديدة
مانع التجمد · مادة تمنع بلورات الجليد من إيذاء الخلاياالهيموجلوبين · الصبغة الحمراء في الدم التي تحمل الأكسجينالتكيف · صفة تساعد الكائن الحي على البقاء في موطنه
الشرح
تواجه الكائنات الحية درجات الحرارة القصوى بالتكيفات. ينجو الضفدع الخشبي من الشتاء متجمدًا جزئيًا: يتوقف تنفسه ونبض قلبه، ويعمل الجلوكوز المخزن في أعضائه كمانع تجمد فلا ينمو الجليد داخل خلاياه. وهو لا يموت ثم يعود، بل ينجو من تجمد جزئي. وسمكة الجليد في المياه الباردة قرب القارة القطبية الجنوبية في دمها بروتينات مانعة للتجمد وليس فيه، على غير المعتاد، هيموجلوبين؛ فتأخذ الأكسجين مباشرة من الماء (معلومة إضافية: الماء البارد يحمل أكسجينًا ذائبًا أكثر). وفي الحر تملك السحلية الشوكية التي تعيش في الصحارى الجافة قنوات دقيقة في جلدها تجمع الرطوبة من الهواء أو الرمل وتوصلها إلى فمها. وتُظهر هذه الأمثلة الثلاثة إجابات مختلفة عن المشكلة نفسها: إبقاء الخلايا تعمل في موطن قاسٍ. وسمكة الجليد سمكة حية وليست سمكة مصنوعة من الجليد.
الحيوان
المشكلة
التكيف
الضفدع الخشبي
شتاء متجمد
الجلوكوز كمانع تجمد
سمكة الجليد
ماء جليدي
بروتينات مانعة للتجمد وبلا هيموجلوبين
السحلية الشوكية
حر جاف
قنوات جلدية تجمع الماء
أمثلة محلولة
صنّف التكيفات بحسب المشكلة. التجمد: جلوكوز الضفدع الخشبي وبروتينات سمكة الجليد المانعة للتجمد. الجفاف والحر: القنوات الجلدية للسحلية الشوكية. وهذا يبين أن التكيف صفة تناسب الموطن.
لماذا لا تحتاج سمكة الجليد إلى هيموجلوبين؟ لأن الماء البارد يحمل كثيرًا من الأكسجين الذائب والسمكة ليست نشطة جدًا، فيستطيع دمها أخذ ما يكفي من الأكسجين مباشرة من الماء. وهذا غير مألوف: فمعظم الفقاريات تحتاج إلى الهيموجلوبين.
تجمد ضفدع خشبي عند −٣ °C ثم ذاب. هل يصح القول إنه مات ثم عاد؟ لا. توقف نبض قلبه وتنفسه فترة، لكن الجلوكوز حمى خلاياه، فنجا من تجمد جزئي.
نشاط الفصل
صمّم حيوانًا على الورق. اختر موطنًا (حقل جليد أو صحراء حارة) واخترع تكيفين يناسبانه، أحدهما في الجسم والآخر في السلوك. ارسمه وسمّ التكيفين، واشرح في جملتين كيف يحل كل منهما مشكلة. وقارن حيوانك بالسحلية الشوكية أو الضفدع الخشبي. لا تنسخ صورة من الكتاب.
تدرّب
1
كيف يساعد الجلوكوز الضفدع الخشبي في الشتاء؟
يعمل كمانع تجمد يمنع بلورات الجليد من إيذاء الخلايا.
2
ما الصفة غير المعتادة في دم سمكة الجليد؟
ليس فيه هيموجلوبين (وفيه بروتينات مانعة للتجمد).
3
كيف تحصل السحلية الشوكية على الماء في صحراء جافة؟
قنوات جلدية دقيقة تجمع الرطوبة من الهواء أو الرمل وتوصلها إلى الفم.
4
هل الضفدع الخشبي ميت وهو متجمد؟ فسّر.
لا. ينجو من تجمد جزئي؛ يتوقف قلبه وتنفسه لكن خلاياه محمية.
