Ellenőrizze a szintet. Óracélok: Az élőlények életfolyamataira vonatkozó ismeretek általánosítása, rendszerezése, integritásának, környezettel való kapcsolatának biztosítása. Szint ellenőrzése Mi a táplálkozás emésztés fotoszintézis enzim hemolimfa
Olyan anyagot oldanak fel, amely szerkezetében hasonló a magasabb rendű állatokban található hemoglobinhoz. Az átlátszó fedőkön keresztül áttetsző hemolimfa vörös színt ad a rovar testének. (Fénykép)
A hemolimfában a víztartalom 75-90%, az életciklus szakaszától és a rovar állapotától (aktív élete) függően. Reakciója vagy enyhén savas (mint az állatok vérében), vagy semleges, pH 6-7 között. Eközben a hemolimfa ozmotikus nyomása jóval magasabb, mint a melegvérűé. Különféle aminosavak és egyéb túlnyomórészt szerves eredetű anyagok ozmotikusan aktív vegyületekként működnek.
A hemolimfa ozmotikus tulajdonságai különösen kifejezettek néhány brakk- és sós vizekben élő rovarnál. Tehát a parti légy tömény sóoldatba merítve sem változtatja meg a tulajdonságait, és nem jön ki folyadék a szervezetből, ami egy ilyen „fürdésnél” elvárható lenne.
Tömeg szerint a hemolimfa a testtömeg 5-40%-a.
Mint tudják, az állatok vére hajlamos megalvadni - ez megvédi őket a túl sok vérveszteségtől a sérülések során. A rovarok közül nem mindegyik rendelkezik alvadó vérrel; a sebeiket, ha vannak, általában plazmasejtekkel, podocitákkal és más speciális hemolimfasejtekkel tömik össze.
A hemociták fajtái rovarokban
A rovarok hemolimfájának összetétele
A hemolimfa két részből áll: folyadékból (plazma) és sejtes elemekből, amelyeket hemociták képviselnek.
A plazmában feloldódnak a szerves anyagok és a szervetlen vegyületek ionizált formában: nátrium-, kálium-, kalcium-, magnézium-, klorit-, foszfát-, karbonátionok. A gerincesekhez képest a rovarok hemolimfája több káliumot, kalciumot, foszfort és magnéziumot tartalmaz. Például a növényevő fajoknál a magnézium koncentrációja a vérben 50-szer magasabb lehet, mint az emlősökben. Ugyanez vonatkozik a káliumra is.
Tápanyagok, metabolitok (húgysav), hormonok, enzimek és pigmentvegyületek is megtalálhatók a vér folyékony részében. Bizonyos mennyiségben vannak oldott oxigén és szén-dioxid, peptidek, fehérjék, lipidek, aminosavak is.
Foglalkozzunk részletesebben a hemolimfa tápanyagaival. A szénhidrátok nagy része, körülbelül 80%-a trehalóz, amely két glükózmolekulából áll. A hemolimfában keletkezik, belép a hemolimfába, majd a szervekben a trehaláz enzim hatására hasad. Amikor a hőmérséklet csökken, egy másik szénhidrát - a glikogén - glicerint képez. A rovarok fagyásánál egyébként a glicerin az elsődleges fontosságú: megakadályozza, hogy a hemolimfában jégkristályok képződjenek, amelyek károsíthatják a szöveteket. Kocsonyaszerű anyaggá alakul, és a rovar időnként még mínuszban is életképes marad (például a Braconcephi rider -17 fokig is kibírja a fagyot).
Az aminosavak kellően nagy mennyiségben és koncentrációban vannak jelen a plazmában. Különösen sok a glutamin és a glutaminsav, amelyek szerepet játszanak az ozmoregulációban és az építőiparban. Sok aminosav kombinálódik egymással a plazmában, és ott "tárolódnak" egyszerű fehérjék - peptidek - formájában. A nőstény rovarok hemolimfájában van egy fehérjecsoport - a vitellogeninek, amelyeket a tojássárgája szintézisében használnak. A lizozim fehérje, amely mindkét nem vérében jelen van, szerepet játszik a szervezet baktériumok és vírusok elleni védelmében.
A rovarok "vérsejtjei" - a hemociták - az állati eritrocitákhoz hasonlóan mezodermális eredetűek. Mobilak és mozdulatlanok, eltérő formájúak, eltérő "koncentrációval" vannak bemutatva. Például egy katicabogár hemolimfájának 1 mm 3 -ében körülbelül 80 000 sejt található. Más források szerint számuk elérheti a 100 000-et. A tücsök 1 mm 3 -enként 15-275 ezer.
A hemociták morfológiájuk és funkcióik szerint a fő fajtákra oszthatók: amőbociták, kromofil leukociták, homogén plazmával rendelkező fagociták, szemcsés plazmával rendelkező hemociták. Általában az összes hemocita között 9 típust találtak: prohemocita, plazmocita, granulocita, enocita, cisztocita, gömbsejt, adipohemocita, podocita, féregszerű sejt. Részben ezek különböző eredetű sejtek, részben ugyanannak a vérképző csírának különböző "korúak". Különböző méretűek, formájúak és funkciójúak. (Fénykép)
Általában a hemociták megtelepednek az erek falán, és gyakorlatilag nem vesznek részt a keringésben, és csak az átalakulás következő szakaszának kezdete előtt, vagy mielőtt elkezdenének mozogni a véráramban. Speciális hematopoietikus szervekben képződnek. A tücskökben, legyekben, lepkékben ezek a szervek a gerincvelő régiójában helyezkednek el.
A hemolimfa funkciói
Nagyon változatosak.
táplálkozási funkció: tápanyagok szállítása a szervezetben.
humorális szabályozás: az endokrin rendszer működésének biztosítása, a hormonok és egyéb biológiailag aktív anyagok szervekbe való átvitele.
Légzési funkció: oxigén szállítása a sejtekhez (egyes rovaroknál, amelyek hemocitájában hemoglobin vagy ahhoz közeli pigment található). Egy példát Hironimusról (csicsergő szúnyogok, rángatózó szúnyogok) már fentebb leírtunk. Ez a lárva állapotú rovar a vízben él, olyan mocsaras területen, ahol minimális az oxigéntartalom. Ez a mechanizmus lehetővé teszi számára, hogy felhasználja a vízben lévő O 2-tartalékokat a túléléshez ilyen körülmények között. Más esetekben a vér nem látja el a légzési funkciót. Bár van egy érdekes kivétel: az általa lenyelt emberi eritrociták a táplálás után a bélfalon át a testüregbe hatolhatnak, ahol változatlanok maradnak, hosszú ideig teljes életképességű állapotban. Igaz, túlságosan különböznek a hemocitáktól ahhoz, hogy átvegyék funkciójukat.
kiválasztó funkció: az anyagcseretermékek felhalmozódása, amelyeket aztán a kiválasztó szervek ürítenek ki a szervezetből.
mechanikai funkciója: turgor létrehozása, belső nyomás a test alakjának és a szervek felépítésének megőrzése érdekében. Ez különösen fontos a puha
Számos rovarnál, például sáskáknál vagy szöcskéknél autovérzés figyelhető meg: amikor speciális izmok összehúzódnak, önvédelem céljából vér fröccsen ki belőlük. Ugyanakkor a levegővel keveredve néha habot képez, ami növeli a térfogatát. A vér kilökésének helyei levélbogarak, Coccinellid és mások az artikulációs területen, az első pár testhez való kapcsolódási zónájában és a száj közelében találhatók.
Cikk a "bio/mol/text" versenyhez: A sejtben a szén-dioxid CO 2 vagy bikarbonát (HCO 3 -) formájában történő reakcióit a szén-anhidráz szabályozza, a legaktívabb enzim az összes ismert közül, felgyorsítva a légköri CO 2 hidratáció reverzibilis reakcióját. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a fotoszintézis folyamatát és a karboanhidráz szerepét.
Ledobták-e
Hiába legalább egy
Napsugár a földön?
Vagy nem jelent meg
Benne, átalakulva
Smaragd levelekben.
N.F. Shcherbina
A levegőt megrontó folyamat ismeretének története ismét jóra fordul
1. ábra D. Priestley kísérlete
Magát a „fotoszintézis” kifejezést a híres német növényfiziológus, Wilhelm Pfeffer (1845–1920) javasolta 1877-ben. Úgy gondolta, hogy a zöld növények a szén-dioxidból és a vízből szerves anyagokat képeznek a fényben, és oxigént szabadítanak fel. A napfény energiája pedig egy zöld pigment segítségével felszívódik és átalakul. klorofill. A "klorofill" kifejezést P. Pelletier és J. Kavantou francia kémikusok javasolták 1818-ban. A görög "chloros" - zöld - és "phyllon" - levél szavakból alakult ki. A kutatók később megerősítették, hogy a növények táplálásához szén-dioxidra és vízre van szükség, ebből jön létre a növények tömegének nagy része.
A fotoszintézis összetett, többlépcsős folyamat (3. ábra). Melyik szakaszban van szükség fényenergiára? Kiderült, hogy a szerves anyagok szintézisének reakciójához, a szén-dioxid molekuláik összetételébe való felvételéhez közvetlenül nincs szükség fényenergiára. Ezeket a reakciókat ún sötét, bár nem csak sötétben mennek, hanem világosban is - csak a fény nem szükséges nekik.
A fotoszintézis szerepe az emberi társadalom életében
Az elmúlt években az emberiség energiaforráshiánnyal küzdött. Az olaj- és gáztartalékok közelgő kimerülése arra készteti a tudósokat, hogy új, megújuló energiaforrások után nézzenek. A hidrogén energiahordozóként való felhasználása rendkívül csábító távlatokat nyit meg. A hidrogén a tiszta energia forrása. Amikor elégetik, csak víz képződik: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O. A hidrogént magasabb rendű növények és sok baktérium termeli.
Ami a baktériumokat illeti, többségük szigorúan anaerob körülmények között él, és nem használható fel e gáz nagyüzemi előállítására. A közelmúltban azonban felfedezték az óceánban egy aerob cianobaktérium törzset, amely nagyon hatékonyan termel hidrogént. Cyanobacterium cyanothece Az 51142 egyszerre két alapvető biokémiai útvonalat egyesít – ez az energia tárolása a nappali órákban a fotoszintézis során, valamint a nitrogén megkötése hidrogén felszabadulásával és energiafogyasztással – éjszaka. A már igen magas hidrogén hozamot laboratóriumi körülmények között tovább növelték a nappali órák időtartamának „beállításával”. A jelentett 150 mikromol hidrogén per milligramm klorofill per óra a cianobaktériumok esetében megfigyelt legmagasabb hozam. Ha ezeket az eredményeket egy kicsit nagyobb reaktorra extrapoláljuk, a hozam 900 ml hidrogén/liter baktériumtenyészet lesz 48 óra alatt. Egyrészt ez nem tűnik soknak, de ha elképzeljük a teljes kapacitással működő baktériumokkal működő reaktorokat, amelyek több ezer négyzetkilométernyi egyenlítői óceánon terülnek el, akkor a gáz összmennyisége lenyűgöző lehet.
Az új hidrogéngyártási eljárás a xilóz, a legelterjedtebb egyszerű cukor energiaátalakításán alapul. A Virginia Tech tudósai számos mikroorganizmusból vettek át egy sor enzimet, és létrehoztak egy egyedülálló szintetikus enzimet, amely nem létezik a természetben, és amely lehetővé teszi, hogy bármilyen növényből nagy mennyiségű hidrogént vonjon ki. Ez az enzim példátlan mennyiségű hidrogént szabadít fel a xilózzal mindössze 50 °C-on – körülbelül háromszor annyit, mint a legjobb jelenlegi „mikrobiális” technikák. Az eljárás lényege, hogy a xilózban és polifoszfátokban tárolt energia lebontja a vízmolekulákat, és lehetővé teszi a nagy tisztaságú hidrogén előállítását, amely azonnal továbbítható az áramot termelő üzemanyagcellákba. Kiderült, hogy a leghatékonyabb környezetbarát eljárás, amely csak a reakció elindításához kevés energiát igényel. Az energiaintenzitás tekintetében a hidrogén nem rosszabb, mint a kiváló minőségű benzin. A növényvilág egy hatalmas biokémiai kombájn, amely ámulatba ejti a biokémiai szintézisek nagyságrendjét és változatosságát.
Van egy másik módja annak, hogy az ember felhasználja a növények által asszimilált napenergiát - a fényenergia közvetlen átalakulása elektromos energiává. A klorofilt tartalmazó generátorok működésének hátterében a klorofill azon képessége áll, hogy fény hatására elektronokat ad és köt hozzá. M. Calvin 1972-ben terjesztette elő egy fotocella létrehozásának ötletét, amelyben a klorofill elektromos áramforrásként szolgálna, amely képes egyes anyagokból elektronokat venni, és megvilágított állapotban átadni másoknak. Jelenleg sok ilyen irányú fejlesztés zajlik. Például Andreas Mershin tudós ( Andreas Mershin) és kollégái a Massachusetts Institute of Technology-ban olyan akkumulátorokat hoztak létre, amelyek biológiai molekulák fénygyűjtő komplexumán alapulnak - cianobaktériumokból származó I. fotorendszer. Thermosynecho coccuse longates(4. ábra). Normál napfény mellett a cellák nyitott áramköri feszültsége 0,5 V, teljesítménysűrűsége 81 μW/cm 2 és fotoáram sűrűsége 362 μA/cm 2 volt. Ez pedig a feltalálók szerint 10 000-szer több, mint bármely korábban bemutatott természetes fotorendszeren alapuló biofotovoltaikus elem.
4. ábra: Az 1. fotorendszer (PS1) térszerkezete. A PS a növények és algák fotoszintéziséért felelős komplexek fontos összetevői. A klorofill és rokon molekulák – fehérjék, lipidek és kofaktorok – számos változatából állnak. A molekulák teljes száma egy ilyen halmazban több mint kétszáz.
Az így kapott akkumulátorok hatásfoka mindössze 0,1% volt. Ennek ellenére az érdekesség megalkotói fontos lépésnek tartják a napenergia tömeges bevezetése felé a mindennapi életben. Hiszen potenciálisan ilyen eszközök rendkívül alacsony költséggel állíthatók elő! A napelemek létrehozása csak a kezdete az egész emberiség számára alternatív energiaformák ipari előállításának.
A növényi fotoszintézis másik fontos feladata az emberek szerves anyagokkal való ellátása. És nem csak élelmiszerekhez, hanem gyógyszerekhez, ipari papírgyártáshoz, keményítőhöz stb. A fotoszintézis a szervetlen szén fő belépési pontja a biológiai körforgásba. A légkörben található összes szabad oxigén biogén eredetű, és a fotoszintézis mellékterméke. Az oxidáló atmoszféra kialakulása (ún oxigén katasztrófa) teljesen megváltoztatta a földfelszín állapotát, lehetővé tette a légzés megjelenését, majd később, az ózonréteg kialakulása után lehetővé tette az élet létezését a szárazföldön. Tekintettel a fotoszintézis folyamatának fontosságára, mechanizmusának feltárása a növényélettan egyik legfontosabb és legérdekesebb feladata.
Térjünk át az egyik legérdekesebb enzimre, amely a fotoszintézis "burkolata alatt" működik.
A legaktívabb enzim: Photosynthesis Volunteer
Természetes körülmények között a CO 2 koncentrációja meglehetősen alacsony (0,04% vagy 400 µl/l), így a CO 2 diffúziója a légkörből a levél belső légüregeibe nehézkes. Alacsony szén-dioxid-koncentráció mellett a fotoszintézis során az asszimiláció folyamatában alapvető szerepet játszik az enzim. karboanhidráz(KA). Valószínű, hogy a CA hozzájárul a biztosításhoz ribulóz-biszfoszfát-karboxiláz/oxigenáz(RuBisCO/O, vagy RuBisCO) szubsztrát (CO 2 ), amely a kloroplasztisz stromájában tárolódik bikarbonát ion formájában. A Rubisco/O az egyik legfontosabb enzim a természetben, mivel központi szerepet játszik a szervetlen szén biológiai körforgásba való belépésének fő mechanizmusában, és a Földön a leggyakoribb enzimnek tartják.
A szén-anhidráz rendkívül fontos biokatalizátor és az egyik legaktívabb enzim. A CA katalizálja a CO2 hidratáció reverzibilis reakcióját a sejtben:
CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3 \u003d H + + HCO 3 -.
A karboanhidráz reakció két lépésben megy végbe. Az első szakaszban a HCO 3 − bikarbonát ion képződik. A második szakaszban egy proton szabadul fel, és ez a szakasz korlátozza a folyamatot.
Hipotetikusan a növényi sejtek CA-ja helytől függően különféle élettani funkciókat lát el. A fotoszintézis során a HCO 3 - gyors CO 2 -dá alakulásán túl, ami a RuBisCO-hoz szükséges, felgyorsíthatja a szervetlen szén membránokon keresztül történő szállítását, fenntarthatja a pH-státuszt a sejt különböző részein, mérsékelheti a savasság változását stresszes körülmények között. helyzetekben, és szabályozza az elektronok és protonok szállítását a kloroplasztiszokban.
A szén-anhidráz szinte minden vizsgált növényfajban jelen van. Annak ellenére, hogy számos kísérleti tény szól a karboanhidráznak a fotoszintézisben való részvétele mellett, az enzim ebben a folyamatban való részvételének végső mechanizmusa még tisztázásra vár.
A karboanhidráz számos "családja".
A magasabb üzemben Arabidopsis thaliana Három (a mai napig azonosított ötből) család 19 génjét találták meg, amelyek karboanhidrázokat kódolnak. A magasabb rendű növényekben az α-, β- és γ-családba tartozó CA-kat találtunk. A γ-családból öt CA-t találtak a mitokondriumokban; A β-családba tartozó CA-kat kloroplasztiszokban, mitokondriumokban, citoplazmában és plazmalemmában találták meg (6. ábra). A nyolc α-CA közül csak az α-CA1 és α-CA4 található meg a kloroplasztiszokban. A mai napig az α-CA1, α-CA4, β-CA1 és β-CA5 szénsav-anhidrázokat találtak magasabb rendű növények kloroplasztiszában. A négy CA közül csak egynek a helye ismert, ez a kloroplasztisz strómájában található (6. ábra).
A CA-k olyan metalloenzimek, amelyek aktív helyen fématomot tartalmaznak. Általában az ilyen fém, amely a CA reakcióközpont ligandumaihoz kapcsolódik, a cink. A CA-k harmadlagos és kvaterner szerkezetük szintjén teljesen különböznek egymástól (7. ábra), de különösen meglepő, hogy az összes CA aktív centruma hasonló.
7. ábra Három CA-család képviselőinek negyedidős szerkezete. zöldbenα-hélixek vannak jelölve, sárga- β-gyűrődéses területek, rózsaszín- cink atomok az enzimek aktív központjaiban. Az α és γ-CA szerkezetében a fehérjemolekula β-redős szerveződése, a β-CA szerkezetében az α-fordulatok dominálnak.
A CA elhelyezkedése a növényi sejtekben
A CA-formák sokfélesége utal arra, hogy a cella különböző részein milyen sokféle funkciót látnak el. Hat β-karboanhidráz intracelluláris elhelyezkedésének meghatározására egy zöld fluoreszcens fehérjével (GFP) végzett CA-jelölésen alapuló kísérletet használtunk. A szén-anhidrázt géntechnológiai módszerekkel a GFP-vel azonos „olvasókeretbe” helyeztük, és egy ilyen „térhálós” gén expresszióját lézeres konfokális pásztázó mikroszkóppal elemeztük (8. ábra). A transzgenikus növények mezofil sejtjeiben, amelyekben a β-CA1 és a β-CA5 „keresztkötésben” van a GFB-vel, a GFB jel térben egybeesett a klorofill fluoreszcenciájával, ami a kloroplasztokkal való asszociációját (kolokalizációját) jelzi.
8. ábra A β-KA1-6 gének kódoló régiójához "térhálósított" GFP-vel rendelkező sejtek mikrofényképe. ZöldÉs piros jelzések GFP fluoreszcenciát és klorofill autofluoreszcenciát mutatnak. sárga (jobb oldalon) a kombinált képet mutatja. A fluoreszcenciát konfokális mikroszkóppal rögzítettük.
A transzgénikus növények alkalmazása széles lehetőségeket nyit meg a karboanhidrázok fotoszintézisben való részvételének tanulmányozására.
Mi lehet a CA funkciója a fotoszintézisben?
9. ábra PS1 és PS2 pigment-fehérje komplexek a tilakoid membránban. Nyilak Az elektronok egyik rendszerből a másikba való szállítása és a reakciótermékek láthatók.
Ismeretes, hogy a bikarbonát ionok szükségesek az elektronok normál szállításához a kloroplasztiszok elektrontranszport láncának régiójában. QA→Fe2+ → QB, ahol a QA az elsődleges és a QB a másodlagos kinon akceptorok, a QB pedig a 2. fotorendszer (PS2) akceptor oldalán található (9. ábra). Számos tény jelzi ezen ionok részvételét a víz oxidációs reakciójában a PS2 donor oldalon is. A PS2 pigment-fehérje komplexében a szénsavas anhidrázok jelenléte, amelyek szabályozzák a bikarbonát kívánt helyre történő áramlását, biztosíthatják e reakciók hatékony áramlását. Már korábban is felmerült, hogy a CA részt vesz a PSII védelmében a fotogátlástól intenzív megvilágítás mellett azáltal, hogy a felesleges protonokat megköti, így töltés nélküli CO2 molekulát képez, amely jól oldódik a membrán lipidfázisában. CA jelenléte a CO 2 -t rögzítő és a ribulózt megkötő multienzim komplexben bis foszfát-karboxiláz/oxigenáz tilakoid membránnal. Felállítottak egy hipotézist, amely szerint a membránhoz kötődő CA dehidratálja a bikarbonátot, CO 2 -t termelve. A közelmúltban kimutatták, hogy a fényben felhalmozódott intratilakoid protonokat az izolált tilakoidok szuszpenziójához adott bikarbonát dehidratálására használják fel, és felvetették, hogy ez a reakció a membrán stromális felületén is bekövetkezhet, ha a CA csatornát biztosít protonszivárgás a lumenből.
Meglepő, hogy ennyi múlik a rendszer egy tégláján. Helyének és funkciójának feltárásával pedig az egész rendszer vezérelhető.
Következtetés
Az állatok szén-dioxidja az anyagcsere-reakciók fel nem használt terméke, úgymond - a szerves vegyületek "égése" során felszabaduló "kipufogógáz". Meglepő módon a növények és más fotoszintetikus szervezetek ugyanezt a szén-dioxidot használják a Föld szinte összes szerves anyagának bioszintéziséhez. Bolygónk élete egy szénvázra épül, és a szén-dioxid az a „tégla”, amelyből ez a csontváz épül. A szén-dioxid sorsa pedig - akár benne van a szerves anyagok összetételében, akár a bomlása során szabadul fel - az anyagok körforgásának alapja a bolygón (10. ábra).
Irodalom
- Timiryazev K.A. Növényi élet. M.: Selkhoziz, 1936;
- Artamonov V.I. Érdekes növényélettan. M.: "Agropromizdat", 1991;
- Aliev D.A. és Guliev N.M. növényi szénsav-anhidráz. M.: "Nauka", 1990;
- Chernov N.P. Fotoszintézis. fejezet: A fehérje szerveződésének felépítése és szintjei. Moszkva: Túzok, 2007;
- Baktériumok hidrogénenergiához;
- Barlow Z. (2013). A hidrogén-üzemanyag-gyártásban bekövetkezett áttörés forradalmasíthatja az alternatív energiapiacot. Virginia Politechnikai Intézet és Állami Egyetem;
- Andreas Mershin, Kazuya Matsumoto, Liselotte Kaiser, Daoyong Yu, Michael Vaughn stb. al. (2012). Önszerelő fotorendszer-I biofotovoltaik nanostrukturált TiO2-n és ZnO-n. sci rep. 2 ;
- David N. Silverman, Sven Lindskog. (1988). A karboanhidráz katalitikus mechanizmusa: a víz sebességkorlátozó protolízisének következményei. acc. Chem. Res.. 21 , 30-36;
- Lehninger A. A biokémia alapjai. M.: Mir, 1985;
- Ivanov B.N., Ignatova L.K., Romanova A.K. (2007). A szén-anhidráz formáinak és funkcióinak sokfélesége magasabb szárazföldi növényekben. "Növényélettan". 54 , 1–21;
- Anders Liljas, Martin Laurberg. (2000). Háromszor feltalált kerék. Az EMBO jelentése. 1 , 16-17;
- Natalia N. Rudenko, Ljudmila K. Ignatova, Borisz N. Ivanov. (2007). . Photosynth Res. 91 , 81-89;
- NICOLAS FABRE, ILJA M REITER, NOELLE BECUWE-LINKA, BERNARD GENTY, DOMINIQUE RUMEAU. (2007). A ? és? karboanhidrázok az Arabidopsisban. Növényi sejt környezet. 30 , 617-629;
- Fluoreszkáló kémiai Nobel-díj;
- Jack J. S. van Rensen, Chunhe Xu, Govindjee. (1999). A bikarbonát szerepe a II. fotorendszerben, a növényi fotoszintézis víz-plasztokinon-oxido-reduktázában. Physiol Plant. 105 , 585-592;
- A. Villarejo. (2002). A Photosystem II-hez kapcsolódó karboanhidráz szabályozza a fotoszintetikus oxigénfejlődés hatékonyságát. Az EMBO Journal. 21 , 1930-1938;
- Judith A. Jebanathirajah, John R. Coleman. (1998). Karbonanhidráz társulása egy Calvin-ciklus enzimkomplexszel a Nicotiana tabacumban. planta. 204 , 177-182;
- Pronina N.A. és Semanenko V.E. (1984). A karboanhidráz membránhoz kötött és oldható formáinak lokalizációja a Chlorella sejt. fiziol. Rast. 31 , 241–251;
- L. K. Ignatova, N. N. Rudenko, M. S. Khristin, B. N. Ivanov. (2006). A tilakoid membránok karboanhidráz aktivitásának heterogén eredete. Biokémia (Moszkva). 71 , 525-532.
I. kategóriás biológia, kémia és földrajz szakos tanár
Általánosítás a "Az élőlények élettevékenysége" témában
(Biológia óra 6. osztályban)
Az óra céljai:
Általánosítsa, rendszerezze az élőlények életfolyamataira vonatkozó ismereteket, biztosítva annak integritását, környezettel való kapcsolatát.
A jelenségek lényeges jellemzőinek, tulajdonságainak azonosításához, az ismeretek gyakorlati alkalmazásához szükséges készségek képződési szintjének ellenőrzése.
Elősegíteni a tanulók elképzeléseinek kialakulását a növényekről és állatokról, mint szerves élőlényekről.
^ Az óra alapfogalmai és kifejezései : táplálkozás, emésztés, fotoszintézis, enzim, vér, hidegvérű, melegvérű, külső váz, belső váz, idegrendszer, reflex, ösztön, hormonok, spóra, ivarsejt, mag, növekedés, fejlődés, szaporodás.
Felszerelés: számítógépes előadás „Az élőlények élettevékenysége. Az ismeretek általánosítása”, processzor, videó projektor, képernyő.
Az órák alatt:
Idő szervezése.
Az ismeretek ismétlése, általánosítása.
Biológiai problémák megoldása.
Az élőlények fejlődésének mely szakaszaihoz tartoznak ezek az objektumok?
Indokolt válaszok a „Mely állítások igazak?” feladatokra. (diavetítés kíséretében az állítások szövegével és a hozzá tartozó ábrákkal és diagramokkal, a tanulók kommentálják válaszukat - miért ért egyet vagy nem)
Csak a növények képesek közvetlenül elnyelni a napenergiát.
Minden állat mindenevő.
Minden élő szervezet lélegzik.
A sztóma a giliszta légzőszerve.
Csak a szárazföldi gerinceseknek van tüdeje.
A növényekben lévő szerves anyagok szitacsöveken mozognak.
A gilisztának zárt keringési rendszere van.
A halaknak háromkamrás szívük van.
Az anyagcsere minden élő szervezetben előfordul.
A halak melegvérű állatok.
A növényeknek és gombáknak nincs speciális kiválasztó rendszerük.
A féreg kiválasztó szervei a vesék.
Minden állatnak van belső csontváza.
A gerincesek csontváza a fej, a törzs és a végtagok vázából áll.
A növények aktív mozgásra képesek, mozoghatnak.
A hormonok olyan anyagok, amelyeket az endokrin mirigyek választanak ki a vérbe.
A gerincesek idegrendszere agyból és gerincvelőből, valamint idegekből áll.
Két egyed vesz részt az ivartalan szaporodásban.
A bimbózás az ivartalan szaporodás egyik módja.
A virágzó növények dupla trágyázásúak.
A rovarok fejlődése közvetett módon történik.
Feladatok a téma főbb fogalmainak definícióinak reprodukálására.
^ Táplálkozás, emésztés, fotoszintézis, enzim.
Milyen növényi táplálék a fotoszintézis?
Milyen élőlényekre jellemző az emésztés?
Hogyan kapcsolódnak az enzimek az emésztéshez?
^ Hemolimfa, plazma, vérsejtek, artéria, véna, kapilláris.
Mi az a vérplazma? Hogyan kapcsolódik a vérsejtekhez?
Mi egyesíti ezeket a fogalmakat - artériák, vénák, kapillárisok?
Miben különböznek ezek a hajók?
^ 3. Hidegvérű, melegvérű, vese, ureter, hólyag.
Miben különböznek a melegvérűek a hidegvérűektől?
Mely állatok melegvérűek és melyek hidegvérűek?
Mi egyesíti ezt a három fogalmat - vesék, húgyvezetékek, hólyag.
^ 4. Külső váz, belső váz, szárnyemelés.
Miben különbözik a külső csontváz a belsőtől?
Mely élőlényeknek van külső, és melyeknek belső váza?
Mi az a szárnyemelés?
^ 5. Retikulált idegrendszer, csomóponti idegrendszer, idegimpulzus, reflex, ösztön.
Milyen élőlényeknek van retina idegrendszere? Mik a tulajdonságai?
Milyen jellemzői vannak a csomóponti idegrendszernek?
Mi az idegimpulzus?
Mi az a reflex?
Mi az ösztön?
^ 6. Rügyezés, spórák, vegetatív szervek.
Mi egyesíti ezeket a fogalmakat?
Milyen élőlényekre jellemző a rügyezés?
Mik azok a vegetatív szervek?
Mely élőlények szaporodnak leggyakrabban vegetatív szervekkel?
^ 7. Gameta, hermafrodita, spermium, petesejt, megtermékenyítés, zigóta.
Mi egyesíti a fogalmakat - ivarsejt, sperma, tojás?
Milyen élőlényeket nevezünk hermafroditáknak?
Alkoss mondatot az utolsó négy kifejezésből!
^ 8. Beporzás, embriózsák, központi sejt, kettős megtermékenyítés, palánta.
Mi a beporzás?
Mi egyesíti az olyan fogalmakat, mint az embriózsák és a központi sejt?
Melyek a virágos növényekre jellemző kettős trágyázás?
Mi az a palánta?
^ 9. Hasadás, blastula, gastrula, neurula, mezoderma.
Mi az a zúzás?
Mi képződik ennek a folyamatnak az eredményeként?
Mi egyesíti az olyan fogalmakat, mint a blastula, a gastrula és a neurula?
Mi az a mezoderma?
Az anyag általánosítása.
Miben különbözik az élet a nem élőtől?
Óra összefoglalója: Az élő szervezetek abban különböznek az élettelen testektől, hogy olyan folyamatok jellemzik őket, mint a táplálkozás, a légzés, az anyagcsere, a kiválasztás, a mozgás, az ingerlékenység, a növekedés, a fejlődés és a szaporodás.
Az óra összegzése, a tanulók osztályozása az órán végzett munkáért
A hemolimfa összetétele. A magasabb rendű állatokban két folyadék kering a szervezetben: a vér, amely légzési funkciót lát el, és a nyirok, amely főként tápanyag-szállító funkciót lát el. Tekintettel a magasabb rendű állatok vérétől való jelentős különbségre, a rovarok vére különleges nevet kapott - hemolimfa . Ez az egyetlen szövetfolyadék a rovarok testében. A gerincesek véréhez hasonlóan folyékony intercelluláris anyagból áll - vérplazma és a benne lévő sejtek hemociták . A gerincesek vérével ellentétben a hemolimfa nem tartalmaz hemoglobinnal vagy más légzőszervi pigmenttel ellátott sejteket. Ennek eredményeként a hemolimfa nem végez légzési funkciót. Minden szerv, szövet és sejt felveszi a hemolimfából a számára szükséges tápanyagokat és egyéb anyagokat, amelyekbe anyagcseretermékeket választ ki. A hemolimfa a bélcsatorna faláról az emésztés termékeit minden szervbe, a bomlástermékeket pedig a kiválasztó szervekbe szállítja.
A hemolimfa mennyisége a méhek testében változó: párosított királynőnél - 2,3 mg; a petesejtek méhében - 3,8; a drónban - 10,6; munkásméhben - 2,7-7,2 mg.
A hemolimfa plazma az a belső környezet, amelyben a rovarszervezet összes sejtje él és működik. Szervetlen és szerves anyagok vizes oldata. A hemolimfában a víztartalom 75-90%. A hemolimfa reakciója többnyire enyhén savas vagy semleges (pH 6,4-6,8). A hemolimfa szabad szervetlen anyagai nagyon változatosak, és ionok formájában vannak a plazmában. Összes számuk meghaladja a 3%-ot. A rovarok nemcsak a hemolimfa ozmotikus nyomásának fenntartására használják, hanem az élő sejtek működéséhez szükséges ionok tartalékaként is.
A fő hemolimfa kationok közé tartozik a nátrium, kálium, kalcium és magnézium. Az egyes rovarfajoknál ezen ionok közötti mennyiségi arányok a rovarok szisztematikus helyzetétől, élőhelyétől és táplálkozási rendjétől függenek.
Az ősi és viszonylag primitív rovarokat (szitakötők és orthoptera) a nátriumionok magas koncentrációja és az összes többi kation viszonylag alacsony koncentrációja jellemzi. Azonban az olyan rendeknél, mint a Hymenoptera és Lepidoptera, a hemolimfában alacsony a nátriumtartalom, ezért más kationok (magnézium, kálium és kalcium) dominálnak. A méhlárváknál a hemolimfában a káliumkationok, a kifejlett méheknél a nátriumkationok dominálnak.
A hemolimfa-anionok közül a klór áll az első helyen. A tökéletlen metamorfózissal fejlődő rovarokban a hemolimf kationok 50-80%-át klorid anionok egyensúlyozzák ki. A teljes metamorfózissal fejlődő rovarok hemolimfájában azonban a kloridok koncentrációja nagymértékben lecsökken. Tehát a Lepidoptera-ban a klorid-anionok a hemolimfában található kationok mindössze 8-14%-át képesek kiegyensúlyozni. Ebben a rovarcsoportban a szerves savak anionjai dominálnak.
A klóron kívül a rovarok hemolimfának más szervetlen anyagok anionjai is vannak, mint például a H 2 PO 4 és a HCO 3. Ezen anionok koncentrációja általában alacsony, de fontos szerepet játszhatnak a hemolimfa plazma sav-bázis egyensúlyának fenntartásában.
A méhlárvák hemolimfájának összetétele a következő szervetlen anyagok kationjait és anionjait tartalmazza, g / 100 g hemolimfa:
Nátrium - 0,012-0,017 magnézium - 0,019-0,022
kálium - 0,095 foszfor - 0,031
kalcium - 0,014 klór - 0,00117
A hemolimfa mindig tartalmaz oldható gázokat - némi oxigént és jelentős mennyiségű CO 2 -t.
A hemolimfa plazma különféle szerves anyagokat tartalmaz - szénhidrátokat, fehérjéket, lipideket, aminosavakat, szerves savakat, glicerint, dipeptideket, oligopeptideket, pigmenteket stb.
A különböző korú méhek hemolimfa szénhidrátjainak összetétele nem stabil, és közvetlenül tükrözi a táplálékkal felszívódó cukrok összetételét. Fiatal (5-6 napnál nem idősebb) méhekben alacsony a glükóz- és fruktóztartalom, a dolgozó méhekben - nektárgyűjtőkben - a hemolimfa gazdag ezekben a monoszacharidokban. A méhek hemolimfájában a fruktóz szintje mindig magasabb, mint a glükózé. A hemolimfában lévő glükózt a méh éhezésétől számított 24 óra alatt teljesen felemészti. A hemolimfában lévő glükóz tartalékok elegendőek ahhoz, hogy a takarmányméh 15 percig repüljön. A méh hosszabb repülése esetén hemolimfájának térfogata csökken.
A drónok hemolimfájában kevesebb glükóz található, mint a munkásméhekben, és mennyisége meglehetősen állandó - 1,2%. A meddő anyáknál a hemolimfában magas glükóztartalom (1,7%) volt megfigyelhető a párzási repülések során, de a tojásrakásra való átállással a cukrok mennyisége csökken, és életkorától függetlenül meglehetősen állandó szinten marad. A királynők hemolimfájában jelentősen megnő a cukorkoncentráció, ha rajzásra készülő családokban vannak.
A glükóz és fruktóz mellett a hemolimfa jelentős mennyiségű diszacharid trehalózt tartalmaz. A rovaroknál a trehalóz a szénhidrátok szállítási formájaként szolgál. A zsírtestsejtek glükózból szintetizálják, majd a hemolimfába bocsátják. A szintetizált diszacharidot a hemolimfaáram az egész testben hordozza, és felszívja azokat a szöveteket, amelyeknek szénhidrátra van szükségük. A szövetekben a trehalózt egy speciális enzim, a trehaláz glükózzá bontja. Különösen sok trehaláz a méhekben - pollengyűjtőkben.
A szénhidrátok a méhek szervezetében glikogén formájában raktározódnak, és felhalmozódnak a zsírtestben és az izmokban. A bábban a glikogént a hemolimfa tartalmazza, amely a lárva testének hisztolízise során felszabadul a sejtekből.
A fehérjék a hemolimfa lényeges részét képezik. A rovarok hemolimfájának teljes fehérjetartalma meglehetősen magas - 1-5 g / 100 ml plazma. A poliakrilamid testen végzett korongelektroforézis módszerével 15-30 fehérjefrakciót lehet izolálni a hemolimfából. Az ilyen frakciók száma a rendszertani helyzettől, a nemtől, a rovarok fejlődési szakaszától és az étrendtől függően változik.
A méhlárva hemolimfája sokkal több fehérjét tartalmaz, mint más rovarok lárváinak hemolimfája. Az albumin részaránya a méhlárvában 3,46%, a globulin részesedése 3,10%. A fehérjetartalom állandóbb a felnőtt méhekben, mint a lárvákban. A méh hemolimfájában és a munkásméhben valamivel több fehérje van, mint a drón hemolimfájában. Ezenkívül sok rovarban az érett nőstények hemolimfája olyan fehérjefrakciókat tartalmaz, amelyek a hímeknél hiányoznak. Az ilyen fehérjéket ún vitellogeninek , egy nőstényre jellemző tojássárgája fehérje, mert a vitellogenezis - a fejlődő tojások sárgája képzése - céljaira használják. A vitellogenineket a zsírtestben szintetizálják, és a hemolimfa az érő petesejtekhez (csírasejtekhez) szállítja.
A méhek hemolimfája, mint a legtöbb rovar, különösen gazdag aminosavakban, 50-100-szor több van belőlük, mint a gerincesek plazmájában. Általában 15-16 szabad aminosav található a hemolimfában, ezek közül a glutaminsav és a prolin éri el a maximális tartalmat. A hemolimfában lévő aminosavak pótlása a belekben megemésztett táplálékból és a zsírtestből származik, amelynek sejtjei nem esszenciális aminosavakat tudnak szintetizálni. A kövér test, amely a hemolimfát aminosavakkal látja el, ezek fogyasztójaként is működik. Felszívja a hemolimfából a fehérjeszintézishez használt aminosavakat.
A lipidek (zsírok) főként a belekből és a zsírtestből jutnak be a hemolimfába. A hemolimfa lipidfrakciójának legjelentősebb részét a gliceridek, azaz a glicerin és a zsírsavak észterei adják. A zsírtartalom változó és a rovarok táplálékától függ, egyes esetekben eléri az 5%-ot vagy még többet is. A munkásméh-lárvák hemolimfájának 100 cm3-e 0,37-0,58 g lipidet tartalmaz.
Szinte az összes szerves sav megtalálható a rovarok hemolimfájában. A teljes metamorfózissal fejlődő rovarlárváknál különösen magas a citromsav tartalma a hemolimfaplazmában.
A hemolimfában található pigmentek közül leggyakrabban karotinoidok és flavonoidok találhatók, amelyek a hemolimfának sárgás vagy zöldes színét adják. A színtelen melanin kromogén a mézelő méhek hemolimfájában található.
A hemolimfában a bomlástermékek mindig szabad húgysav vagy sói (urátok) formájában vannak jelen.
A mézelő méhek hemolimfája az említett szerves anyagok mellett mindig tartalmaz oxidatív és reduktív, valamint emésztőenzimeket.
A méhek hemolimfája tartalmaz hemociták , amelyek a mezodermából származó magokkal felszerelt sejtek. Legtöbbjük általában különböző belső szervek felszínén telepszik meg, és csak egy bizonyos mennyiség kering szabadon a hemolimfában. A szövetekkel és a szívvel szomszédos hemociták fagocitaszerveket alkotnak. A méhekben a hemociták a szívbe is behatolnak, és még a szárnyak vékony ereiben is keringenek.
A rovar testében szabadon keringő hemociták teljes száma 13 millió, össztérfogatuk eléri a hemolimfa térfogatának 10%-át. Formájukban nagyon változatosak és több típusra oszthatók. A lárvákban, bábokban, fiatal és idős méhekben található összes hemocita 5-7 típusú. B. A. Shishkin (1957) részletesen tanulmányozta a méhek hemocitáinak szerkezetét, és öt fő típust azonosított: plazmociták, nimfociták, szferuciták, enocitoidok és platociták (22. ábra). Mindegyik típus a hemociták független csoportja, amelyek eredetük szerint nem kapcsolódnak egymáshoz, és nem rendelkeznek morfológiai átmenetekkel. Leírta a hemociták fejlődési stádiumait is a fiatal növekvő formáktól az érett és degenerálódókig.
Rizs. 22.
A - plazmasejtek; B - nimfociták; B - szferulociták; G - enocitoidok; D - platociták (a fejlődés és a degeneráció szakaszában); c - citoplazma; én vagyok a mag; c - vakuolák; bz - bazofil szemcsék; c - gömbök; xg - kromatin csomók; xs - kromatin szemcsék
A plazmociták a lárva hemolimfájának sejtelemei. A fiatal sejtek gyakran mitózissal osztódnak, és öt fejlődési szakaszon mennek keresztül. A sejtek mérete és szerkezete különbözik.
A nimfociták a báb hemolimfájának sejtelemei, amelyek feleakkoraak, mint a plazmasejtek. A nimfociták fénytörő szemcsékkel és vakuolákkal rendelkeznek.
A szferulociták a bábokban és a felnőtt méhekben találhatók. Ezeket a sejteket a citoplazmában lévő zárványok - gömbök - jelenléte különbözteti meg.
Az enocitoidok bábokban és felnőtt méhekben is megtalálhatók. A sejtek kerek alakúak. Az enocitoidok citoplazmája szemcsés vagy kristályos zárványokat tartalmaz. Minden ilyen típusú sejt hat fejlődési szakaszon megy keresztül.
A platociták kicsik, változatos alakúak, és a legtöbb hemocita egy felnőtt méh hemolimfájában található, és az összes méh hemocitájának 80-90%-át teszik ki. A platociták hét fejlődési szakaszon mennek keresztül a fiataltól az érett formáig.
A különböző morfológiai állapotú hemolimfasejtek a képességnek és az átalakulásoknak köszönhetően más-más funkciót tudnak ellátni. Jellemzően minden hemocitatípus az életciklus bizonyos szakaszaiban a maximumra halmozódik fel. A hemociták száma a hemolimfában különösen élesen csökken a méhek 10. életnapjától. Nyilvánvalóan ez fordulópont a méhek életében, és funkciójának megváltozásával jár.
A nyári-őszi időszakban a varroa atka által érintett méhek hemolimfájában megnövekszik az érett és idős korú platociták száma, valamint nagyszámú fiatal sejtforma jelenléte. Ez nyilvánvalóan annak a ténynek köszönhető, hogy amikor a kullancs méhekkel táplálkozik, a hemolimfa térfogata csökken, ami anyagcserezavarokhoz és a platociták regenerálódásához vezet.
A hemolimfa funkciói. A hemolimfa kimossa a rovar összes sejtjét, szövetét és szervét. Ez az a belső környezet, amelyben a méh összes sejtje él és működik. A hemolimfa hét fő létfontosságú funkciót lát el.
A hemolimfa tápanyagokat szállít a bélfalakból minden szervbe. Ennek végrehajtása során trofikus funkció hemociták és plazmakémiai vegyületek vesznek részt. A tápanyagok egy része a hemolimfából érkezik a zsírtest sejtjeibe, és ott rakódik le tartalék tápanyagok formájában, amelyek a méhek éhezésekor ismét átjutnak a hemolimfába.
A hemolimfa második fontos funkciója az részvétel a bomlástermékek eltávolításában . A testüregben áramló hemolimfa fokozatosan telítődik bomlástermékekkel. Ekkor érintkezik a malpighi erekkel, amelyek sejtjei a bomlástermékeket, a húgysavat választják ki az oldatból. Így a hemolimfa a méh testének sejtjeiből húgysavat, urátokat és egyéb anyagokat szállít a malpighi erekbe, amelyek fokozatosan csökkentik a hemolimfában a bomlástermékek koncentrációját. A malpighi erekből a húgysav a hátsó bélbe jut, ahonnan a széklettel ürül ki.
N. Ya. Kuznetsov (1948) kimutatta, hogy a baktériumok fagocitózisa két folyamatból áll. Először a hemolimfa kémiai ágensei hatnak a baktériumokra, majd a baktériumokat a fagociták szívják fel.
OF Grobov (1987) kimutatta, hogy a lárva szervezete mindig védekező reakcióval - fagocitózissal - reagál az amerikai tenyésztenyészet kórokozójának behurcolására. A fagociták elfogják és elpusztítják a lárva bacilusait, de ez nem biztosítja a szervezet teljes védelmét. A bacilusok szaporodása intenzívebb, mint fagocitózisuk, és a lárva elpusztul. Ugyanakkor a fagocitózis teljes hiányát figyelték meg.
Szintén fontos mechanikai funkciója hemolimfa - a szükséges belső nyomás vagy turgor létrehozása. Ennek köszönhetően a lárvák bizonyos testformát tartanak fenn. Ezenkívül az izomösszehúzódás következtében a hemolimfa megnövekedett nyomása léphet fel, és átterjedhet rajta egy másik helyre, hogy más funkciót töltsön be, például a lárvák kutikula borítását vedlés közben megszakítsa, vagy a méhek szárnyait kiterjessze. most került elő a cellákból.
A hemolimfa szerepe a állandó aktív savasság fenntartása
. A szervezetben szinte minden létfontosságú folyamat normálisan lezajlik a környezet állandó reakciójával. Az aktív savasság (pH) állandó fenntartása a hemolimfa pufferelő tulajdonságainak köszönhető.
MI Reznichenko (1930) kimutatta, hogy a méhek hemolimfáját jó pufferelés jellemzi. Tehát, amikor a hemolimfát 10-szer hígították, az aktív savassága szinte nem változott.
A hemolimfa viszi gázcserében való részvétel , bár nem szállítja az oxigént a méh egész testében. A sejtekben képződött CO 2 közvetlenül bejut a hemolimfába, és magával viszi azokat a helyekre, ahol a megnövekedett levegőztetési képesség biztosítja az eltávolítását a légcsőrendszeren keresztül.
Kétségtelen, hogy az antibiotikumok és egyes plazmafehérjék képesek létrehozni rovarok rezisztenciája a kórokozókkal szemben (immunitás).
Mint ismeretes, a gerincesek vérében két független immunrendszer működik - nem specifikus és specifikus.
A nem specifikus immunitás az antibakteriális fehérjetermékek vérbe való felszabadulásának köszönhető, ami az állatok természetes vagy szerzett ellenállását hozza létre a betegségekkel szemben. Ennek a nemzetségnek a legtöbbet tanulmányozott vegyülete a lizozim, egy enzim, amely elpusztítja a baktériumsejtek membránját. Megállapítást nyert, hogy a rovaroknál a nem specifikus immunrendszer is magában foglalja ugyanazt az enzimet.
A gerincesekben a specifikus immunitás az antitestek képződésével függ össze. Az antitestek a globulin fehérjékhez tartoznak. Bármely antitest védő hatása azon a képességen alapul, hogy képes kötődni egy specifikus antigénhez. A védőoltás, azaz egy fertőző betegség legyengített vagy elpusztult kórokozóit tartalmazó vakcina alkalmazása serkenti a specifikus antitestek képződését, és rezisztenciát hoz létre ezzel a betegséggel szemben.
Úgy gondolják, hogy a rovarok hemolimfájában nem képződnek antitestek. Ennek ellenére ismert, hogy a vakcinázás hatékonyan védi a rovarokat számos betegségtől.
1913-ban I. L. Serbinov hipotézist terjesztett elő a méhek immunitás létrehozásának lehetőségéről a szájon keresztül a szervezetbe juttatott vakcina segítségével. Később V. I. Poltev és G. V. Aleksandrova (1953) megjegyezte, hogy amikor a kifejlett méheket megfertőzték az európai tenyésztenyészet kórokozójával, 10-12 nap múlva immunitás alakult ki.
A hemolimfa kimossa a méh összes szervét és szövetét, egyesíti őket egyetlen egésszé. Hormonok, enzimek és egyéb anyagok, amelyek az egész testben szállítódnak, belépnek a hemolimfába. A hormonok hatására a metamorfózis folyamatai mennek végbe: a lárva bábbá, a báb pedig felnőtt méhpé alakul. Így a méhek testében zajló fő anyagcsere-folyamatok közvetlenül kapcsolódnak a hemolimfához.
A hemolimfa bizonyos mértékig biztosítja a test hőszabályozását. A fokozott hőtermelés helyeit (mellizmokat) átmosva a hemolimfa felmelegszik, és ezt a hőt alacsonyabb hőmérsékletű helyekre továbbítja.
A kaptár új kialakítása lehetővé teszi, hogy a mézet "a csapból" kapja, és ne zavarja a méheket
Előző oldal -
Válaszok iskolai tankönyvekre
A táplálkozás az a folyamat, amely során az élőlények anyagokhoz és energiához jutnak. Az élelmiszerek tartalmazzák az új sejtek létrehozásához szükséges vegyi anyagokat, és energiát biztosítanak a szervezetben lezajló folyamatokhoz.
2. Mi az emésztés lényege?
A szervezetbe jutva a táplálék a legtöbb esetben nem tud azonnal felszívódni. Ezért mechanikai és kémiai feldolgozáson esik át, amelynek eredményeként az összetett szerves anyagok egyszerűbbekké alakulnak; majd felszívódnak a vérben és az egész testben elhordják.
3. Meséljen a növények talajtáplálkozásáról!
A talajtáplálkozás során a növények a gyökér segítségével felszívják a vizet és a benne oldott ásványi anyagokat, amelyek vezető szöveteken keresztül jutnak be a szárba és a levelekbe.
4. Mi a növények levegő táplálása?
A levegő táplálkozásának fő szervei a zöld levelek. A levegő speciális résszerű sejtképződményeken - sztómákon - keresztül jut be hozzájuk, amelyekből a növény csak szén-dioxidot használ fel táplálkozásra. A levélkloroplasztiszok zöld klorofill pigmentet tartalmaznak, amely elképesztő képességgel rendelkezik a napenergia megkötésére. Ezt az energiát felhasználva a növények egyszerű szervetlen anyagokból (szén-dioxidból és vízből) összetett kémiai átalakulások során alakítják ki a szükséges szerves anyagokat. Ezt a folyamatot fotoszintézisnek nevezik (a görög "fotók" - fény és "szintézis" - kapcsolat). A fotoszintézis során a napenergia a szerves molekulákban található kémiai energiává alakul át. A levelekből képződött szerves anyagok a növény más részeire kerülnek, ahol létfontosságú folyamatokra költik el, vagy a tartalékban rakódnak le.
5. A növényi sejt mely organellumában megy végbe a fotoszintézis?
A fotoszintézis folyamata egy növényi sejt kloroplasztiszában játszódik le.
6. Hogyan történik az emésztés protozoonokban?
Az emésztés protozoonokban, például amőbában a következőképpen történik. Miután útközben találkozott egy baktériummal vagy egy egysejtű algával, az amőba lassan beburkolja a zsákmányt pszeudopodák segítségével, amelyek egyesülve egy buborékot - emésztési vakuolumot - alkotnak. Az emésztőnedv a környező citoplazmából jut be, aminek hatására a hólyag tartalma megemésztődik. A keletkező tápanyagok a vezikula falán keresztül bejutnak a citoplazmába - belőlük épül fel az állat teste. Az emésztetlen maradványok a test felszínére kerülnek, és kiszorulnak, az emésztési vakuólum pedig eltűnik.
7. Melyek a gerincesek emésztőrendszerének főbb szakaszai?
A gerincesek emésztőrendszere általában a szájból, a garatból, a nyelőcsőből, a gyomorból, a belekből és a végbélnyílásból, valamint számos mirigyből áll. Az emésztőmirigyek enzimeket választanak ki (a latin "fermentum" - fermentáció) - olyan anyagokat, amelyek biztosítják az élelmiszer emésztését. A legnagyobb mirigyek a máj és a hasnyálmirigy. A szájüregben az ételt összetörik és nyállal megnedvesítik. Itt a nyálenzimek hatására megindul az emésztés folyamata, amely a gyomorban folytatódik. A belekben az étel végül megemésztődik, és a tápanyagok felszívódnak a vérbe. Az emésztetlen maradványok kiürülnek a szervezetből.
8. Milyen élőlényeket nevezünk szimbiontának?
A szimbionták (a görög "szimbiózisból" - együttélés) olyan organizmusok, amelyek együtt táplálkoznak. Például a gombák - gombák, vargánya, vargánya és még sokan mások - bizonyos növényekben nőnek. A gomba micéliuma befonja a növény gyökereit, sőt sejtjei belsejében is megnövekszik, míg a fa gyökerei a gombától további vizet és ásványi sókat kapnak, a növényből származó gomba pedig szerves anyagokat kap, amit klorofill nélkül, önmagát nem tudja szintetizálni.
10. Miben különbözik egy planariás emésztőrendszere a giliszta emésztőrendszerétől?
A planáriák emésztőrendszerében a hidrához hasonlóan csak egy szájnyílás van. Ezért, amíg az emésztés be nem fejeződik, az állat nem tud új zsákmányt lenyelni.
A gilisztának összetettebb és tökéletesebb emésztőrendszere van. A szájnyílással kezdődik és az anális nyílással végződik, és a táplálék csak egy irányba halad át rajta - a garaton, a nyelőcsövön, a gyomron és a belekben. A planáriával ellentétben a giliszta táplálkozása nem függ az emésztési folyamattól.
11. Milyen húsevő növényeket ismer?
A napharmat szegényes talajokon és mocsarakban él. Ez a kis növény ragadós szőrszálakkal fogja el a rovarokat, amelyek a leveleit borítják. Gondatlan rovarok tapadnak rájuk, vonzza őket az édes lé ragacsos cseppecskéinek ragyogása. Beleakadnak, a szőrszálak szorosan a levéllemezhez szorítják az áldozatot, amely meghajolva megragadja a zsákmányt. Az állatok emésztőnedvére emlékeztető lé szabadul fel, a rovar megemésztődik, a tápanyagokat pedig a levél szívja fel. Egy másik ragadozó növény, a pemphigus szintén mocsarakban nő. Speciális tasakok segítségével kis rákokra vadászik. De a Vénusz légycsapda még egy fiatal békát is képes elkapni leveleivel-pofáival. Az amerikai Darlingtonia növény valódi csapdákba csábítja a rovarokat – csapdába ejti a leveleket, amelyek úgy néznek ki, mint egy élénk színű kancsó. Nektárt hordozó mirigyekkel vannak felszerelve, amelyek illatos édes levet választanak ki, amely nagyon vonzó a jövőbeli áldozatok számára.
12. Mondjon példákat mindenevő állatokra!
A mindenevő állatok példái a főemlősök, sertések, patkányok stb.
13. Mi az enzim?
Az enzim egy speciális kémiai anyag, amely biztosítja az élelmiszerek emésztését.
14. Milyen adaptációk találhatók az állatok táplálékfelvételéhez?
A durva növényi táplálékkal táplálkozó kis növényevő állatok erős rágószervekkel rendelkeznek. A folyékony táplálékkal táplálkozó rovaroknál - legyek, méhek, lepkék - a szájszervek szívó ormánygá alakulnak.
Számos állat rendelkezik élelmiszer-szűrési eszközzel. Például a kagylók, tengeri makk csillók vagy sörteszerű antennák segítségével megszűrik a táplálékot (mikroszkopikus élőlényeket). Egyes bálnáknál ezt a funkciót a szájlemezek - a bálnacsont - látják el. Miután megtöltötte a száját vízzel, a bálna átszűri a lemezeken, majd lenyeli a közéjük ragadt kis rákféléket.
Az emlősök (nyulak, birkák, macskák, kutyák) jól fejlett fogakkal rendelkeznek, amelyekkel leharapják és megőrlik a táplálékot. A fogak alakja, mérete és száma az állat táplálkozási módjától függ,
