Pārbaudiet līmeni. Nodarbības mērķi: Vispārināt un sistematizēt zināšanas par organismu dzīvības procesiem, nodrošinot to integritāti un saistību ar vidi. Pārbaudīt līmeni Kas ir uzturs gremošanas fotosintēzes enzīms hemolimfa

Tiek izšķīdināta viela, kuras struktūra ir līdzīga hemoglobīnam, kas atrodams augstākajos dzīvniekos. Caur caurspīdīgiem vākiem caurspīdīga hemolimfa piešķir kukaiņa ķermenim sarkanu krāsu. (Foto)

Ūdens saturs hemolimfā ir 75-90%, atkarībā no dzīves cikla stadijas un kukaiņa stāvokļa (aktīvās dzīves). Tās reakcija ir vai nu nedaudz skāba (kā dzīvnieku asinīs), vai neitrāla, pH 6-7 robežās. Tikmēr hemolimfas osmotiskais spiediens ir daudz augstāks nekā siltasiņu asinīm. Dažādas aminoskābes un citas pārsvarā organiskas izcelsmes vielas darbojas kā osmotiski aktīvi savienojumi.

Hemolimfas osmotiskās īpašības ir īpaši izteiktas dažiem kukaiņiem, kas apdzīvo iesāļus un sāļus ūdeņus. Tātad arī tad, kad krasta muša ir iegremdēta koncentrētā sāls šķīdumā, tās asinis nemaina tās īpašības, un no ķermeņa neizdalās šķidrums, kas būtu sagaidāms ar šādu “vannošanos”.

Pēc svara hemolimfa ir 5-40% no ķermeņa svara.

Kā zināms, dzīvnieku asinīm ir tendence sarecēt – tas pasargā no pārlieku liela asins zuduma traumu laikā. Starp kukaiņiem ne visiem piemīt recēšanas asinis; to brūces, ja tādas ir, parasti ir aizbāztas ar plazmas šūnām, podocītiem un citām specializētām hemolimfas šūnām.

Hemocītu šķirnes kukaiņos

Kukaiņu hemolimfas sastāvs

Hemolimfa sastāv no divām daļām: šķidruma (plazmas) un šūnu elementiem, ko pārstāv hemocīti.

Plazmā tiek izšķīdinātas organiskās vielas un neorganiskie savienojumi jonizētā veidā: nātrija, kālija, kalcija, magnija, hlorīta, fosfāta, karbonāta joni. Salīdzinot ar mugurkaulniekiem, kukaiņu hemolimfa satur vairāk kālija, kalcija, fosfora un magnija. Piemēram, zālēdāju sugās magnija koncentrācija asinīs var būt 50 reizes lielāka nekā zīdītājiem. Tas pats attiecas uz kāliju.

Uzturvielas, metabolīti (urīnskābe), hormoni, fermenti un pigmentu savienojumi atrodami arī šķidrajā asins daļā. Noteiktā daudzumā ir arī izšķīdis skābeklis un oglekļa dioksīds, peptīdi, olbaltumvielas, lipīdi, aminoskābes.

Ļaujiet mums sīkāk pakavēties pie hemolimfas barības vielām. Lielākā daļa ogļhidrātu, aptuveni 80%, ir trehaloze, kas sastāv no divām glikozes molekulām. Tas veidojas, nonāk hemolimfā un pēc tam tiek šķelts ar enzīmu trehalāzi orgānos. Kad temperatūra pazeminās, cits ogļhidrāts - glikogēns - veido glicerīnu. Starp citu, tieši glicerīns ir primāri svarīgs, kad kukaiņi piedzīvo sals: tas neļauj hemolimfā veidot ledus kristālus, kas var bojāt audus. Tas pārvēršas par želejveida vielu, un kukainis dažkārt paliek dzīvotspējīgs pat zem nulles temperatūras (piemēram, Braconcephi jātnieks var izturēt sasalšanu līdz -17 grādiem).

Aminoskābes plazmā atrodas pietiekami lielā daudzumā un koncentrācijā. Īpaši daudz ir glutamīna un glutamīnskābes, kas spēlē lomu osmoregulācijā un tiek izmantotas, lai izveidotu. Daudzas aminoskābes savienojas viena ar otru plazmā un tur “uzglabājas” vienkāršu proteīnu – peptīdu veidā. Sieviešu kukaiņu hemolimfā ir olbaltumvielu grupa - vitellogenīni, kurus izmanto dzeltenuma sintēzē. Olbaltumvielu lizocīms, kas atrodas abu dzimumu asinīs, spēlē lomu ķermeņa aizsardzībā no baktērijām un vīrusiem.

Kukaiņu "asins" šūnas - hemocīti - tāpat kā dzīvnieku eritrocīti, ir mezodermālas izcelsmes. Tie ir kustīgi un nekustīgi, tiem ir atšķirīga forma, tiem ir atšķirīga "koncentrācija". Piemēram, mārītei 1 mm 3 hemolimfā ir aptuveni 80 000 šūnu. Saskaņā ar citiem avotiem to skaits var sasniegt 100 000. Kriketam ir no 15 līdz 275 tūkstošiem uz 1 mm 3.

Hemocīti tiek sadalīti pēc morfoloģijas un funkcijām galvenajās šķirnēs: amoebocīti, hromofīlie leikocīti, fagocīti ar viendabīgu plazmu, hemocīti ar granulētu plazmu. Kopumā starp visiem hemocītiem tika konstatēti pat 9 veidi: prohemocīts, plazmocīts, granulocīts, enocīts, cistocīts, sfēriskā šūna, adipohemocīts, podocīts, tārpveida šūna. Daļēji tās ir dažādas izcelsmes šūnas, daļēji - viena un tā paša hematopoētiskā dīgļa dažāda "vecuma". Tiem ir dažādi izmēri, formas un funkcijas. (Foto)

Parasti hemocīti nosēžas uz asinsvadu sieniņām un praktiski nepiedalās apritē, un tikai pirms nākamā transformācijas posma sākuma vai pirms tie sāk kustēties asinsritē. Tie veidojas īpašos asinsrades orgānos. Crickets, Mušu, Tauriņu šie orgāni atrodas mugurkaula trauka reģionā.

Hemolimfas funkcijas

Tās ir ļoti dažādas.

uztura funkcija: barības vielu transportēšana pa visu ķermeni.

humorāls regulēšana: endokrīnās sistēmas darbības nodrošināšana, hormonu un citu bioloģiski aktīvo vielu pārnešana uz orgāniem.

Elpošanas funkcija: skābekļa transportēšana uz šūnām (dažiem kukaiņiem, kuru hemocītos ir hemoglobīns vai tam tuvs pigments). Piemērs no Hironimus (čirkstoši odi, raustīšanās odi) jau ir aprakstīts iepriekš. Šis kukainis kāpuru stadijā dzīvo ūdenī, purvainā vietā, kur skābekļa saturs ir minimāls. Šis mehānisms ļauj viņam izmantot ūdenī esošās O 2 rezerves, lai izdzīvotu šādos apstākļos. Citos gadījumos asinis nepilda elpošanas funkciju. Lai gan ir interesants izņēmums: pēc barošanas cilvēka eritrocīti, ko viņš norījis, var iekļūt zarnu sieniņās ķermeņa dobumā, kur tie ilgstoši paliek nemainīgi, pilnas dzīvotspējas stāvoklī. Tiesa, tie ir pārāk atšķirīgi no hemocītiem, lai veiktu savu funkciju.

ekskrēcijas funkcija: vielmaiņas produktu uzkrāšanās, kas pēc tam tiks izvadīta no organisma ar ekskrēcijas orgānu palīdzību.

mehāniskā funkcija: turgora radīšana, iekšējais spiediens, lai saglabātu ķermeņa formu un orgānu struktūru. Tas ir īpaši svarīgi ar to mīkstajiem

Vairākiem kukaiņiem, piemēram, siseņiem vai sienāžiem, tiek novērota autohemorāģija: saraujoties īpašiem muskuļiem, no tiem izšļakstās asinis pašaizsardzības nolūkos. Tajā pašā laikā, acīmredzot, sajaucoties ar gaisu, tas dažkārt veido putas, kas palielina tā apjomu. Asins izmešanas vietas lapu vaboles, Coccinellid un citi atrodas artikulācijas zonā, pirmā pāra piestiprināšanas zonā pie ķermeņa un pie mutes.

Raksts konkursam "bio/mol/text": Oglekļa dioksīda reakcijas CO 2 vai bikarbonāta (HCO 3 −) veidā šūnā kontrolē karboanhidrāze, aktīvākais enzīms starp visiem zināmajiem, paātrina atmosfēras CO 2 hidratācijas atgriezenisko reakciju. Šajā rakstā mēs aplūkosim fotosintēzes procesu un karboanhidrāzes lomu tajā.

Vai tas ir nomests
Velti vismaz viens
Saules stars uz zemes?
Vai arī viņš neparādījās
Tajā pārveidots
Smaragda lapās.
N.F. Ščerbina

Gaisu sabojājošā procesa zināšanu vēsture atkal pārvēršas labā

1. attēls. D. Prīstlija eksperiments

Terminu "fotosintēze" 1877. gadā ierosināja slavenais vācu augu fiziologs Vilhelms Pfefers (1845–1920). Viņš uzskatīja, ka no oglekļa dioksīda un ūdens zaļie augi gaismā veido organiskas vielas un izdala skābekli. Un saules gaismas enerģija tiek absorbēta un pārveidota ar zaļā pigmenta palīdzību. hlorofils. Terminu "hlorofils" 1818. gadā ierosināja franču ķīmiķi P. Pelletjē un J. Kavantu. Tas ir izveidots no grieķu vārdiem "chloros" - zaļš - un "phyllon" - lapa. Pētnieki vēlāk apstiprināja, ka augu barošanai nepieciešams oglekļa dioksīds un ūdens, no kuriem veidojas lielākā daļa augu masas.

Fotosintēze ir sarežģīts daudzpakāpju process (3. att.). Kurā stadijā nepieciešama gaismas enerģija? Izrādījās, ka organisko vielu sintēzes reakcijai, oglekļa dioksīda iekļaušanai to molekulu sastāvā, gaismas enerģija tieši nav nepieciešama. Šīs reakcijas sauc tumšs, lai gan tie iet ne tikai tumsā, bet arī gaismā - vienkārši gaisma viņiem nav vajadzīga.

Fotosintēzes loma cilvēku sabiedrības dzīvē

Pēdējos gados cilvēce ir saskārusies ar enerģijas resursu trūkumu. Gaidāmā naftas un gāzes rezervju izsīkšana mudina zinātniekus meklēt jaunus, atjaunojamus enerģijas avotus. Ūdeņraža kā enerģijas nesēja izmantošana paver ārkārtīgi vilinošas perspektīvas. Ūdeņradis ir tīras enerģijas avots. Kad tas tiek sadedzināts, veidojas tikai ūdens: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O. Ūdeņradi ražo augstāki augi un daudzas baktērijas.

Kas attiecas uz baktērijām, lielākā daļa no tām dzīvo stingri anaerobos apstākļos, un tās nevar izmantot šīs gāzes liela mēroga ražošanai. Tomēr nesen okeānā tika atklāts aerobo zilaļģu celms, kas ļoti efektīvi ražo ūdeņradi. Cyanobacterium cyanothece 51142 apvieno divus fundamentālus bioķīmiskos ceļus vienlaikus - tā ir enerģijas uzkrāšana dienas gaišajā laikā fotosintēzes laikā un slāpekļa fiksācija ar ūdeņraža izdalīšanos un enerģijas patēriņu - naktī. Jau tā diezgan augstā ūdeņraža iznākums tika vēl vairāk palielināts laboratorijas apstākļos, “pielāgojot” diennakts gaišo stundu ilgumu. Ziņojumā norādītā 150 mikromolu ūdeņraža iznākums uz miligramu hlorofila stundā ir lielākais, kas novērots zilaļģēm. Ja šos rezultātus ekstrapolē uz nedaudz lielāku reaktoru, 48 stundu laikā iznākums būs 900 ml ūdeņraža uz litru baktēriju kultūras. No vienas puses, šķiet, ka tas nav daudz, taču, ja iedomājaties reaktorus ar baktērijām, kas darbojas ar pilnu jaudu, izkliedēti tūkstošiem kvadrātkilometru ekvatoriālo okeānu, tad kopējais gāzes daudzums var būt iespaidīgs.

Jaunā ūdeņraža ražošanas procesa pamatā ir ksilozes, visizplatītākā vienkāršā cukura, enerģijas pārveide. Virdžīnijas Tech zinātnieki ir paņēmuši fermentu komplektu no vairākiem mikroorganismiem un radījuši unikālu sintētisko enzīmu, kas dabā neeksistē, kas ļaus iegūt lielu daudzumu ūdeņraža no jebkura auga. Šis enzīms atbrīvo nepieredzētu ūdeņraža daudzumu ar ksilozi tikai 50°C temperatūrā – apmēram trīs reizes vairāk nekā ar labākajām pašreizējām "mikrobu" metodēm. Procesa būtība ir tāda, ka ksilozē un polifosfātos uzkrātā enerģija sadala ūdens molekulas un dod iespēju iegūt augstas tīrības pakāpes ūdeņradi, ko nekavējoties var nosūtīt uz kurināmā elementiem, kas ražo elektrību. Tas izrādās visefektīvākais videi draudzīgais process, kas prasa maz enerģijas, lai sāktu reakciju. Enerģijas intensitātes ziņā ūdeņradis nav zemāks par augstas kvalitātes benzīnu. Augu pasaule ir milzīgs bioķīmisks kombināts, kas pārsteidz ar bioķīmisko sintēžu mērogu un daudzveidību.

Ir vēl viens veids, kā cilvēks var izmantot augu asimilēto saules enerģiju - tieša gaismas enerģijas pārvēršana elektroenerģijā. Hlorofila spēja dot un piesaistīt elektronus gaismas iedarbībā ir pamatā hlorofilu saturošu ģeneratoru darbībai. M. Kalvins 1972. gadā izvirzīja ideju izveidot fotoelementu, kurā hlorofils kalpotu kā elektriskās strāvas avots, kas spētu paņemt elektronus no dažām apgaismotām vielām un pārnest tos uz citām. Pašlaik šajā virzienā tiek veiktas daudzas attīstības iespējas. Piemēram, zinātnieks Andreass Meršins ( Andreass Meršins) un viņa kolēģi Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā radīja baterijas, kuru pamatā ir bioloģisko molekulu gaismas savākšanas komplekss - fotosistēma I no zilaļģēm. Thermosynecho coccuse longates(4. att.). Normālā saules gaismā šūnās bija atvērtas ķēdes spriegums 0,5 V, jaudas blīvums 81 μW/cm 2 un fotostrāvas blīvums 362 μA/cm 2 . Un tas, pēc izgudrotāju domām, ir 10 000 reižu vairāk nekā jebkurš iepriekš parādītais biofotoelements, kura pamatā ir dabiskas fotosistēmas.

4. attēls. Fotosistēmas 1 (PS1) telpiskā struktūra. PS ir svarīgas kompleksu sastāvdaļas, kas atbild par fotosintēzi augos un aļģēs. Tie sastāv no vairākām hlorofila variācijām un radniecīgām molekulām – olbaltumvielām, lipīdiem un kofaktoriem. Kopējais molekulu skaits šādā komplektā ir līdz pat vairāk nekā diviem simtiem.

Iegūto akumulatoru efektivitāte bija tikai aptuveni 0,1%. Neskatoties uz to, kurioza veidotāji to uzskata par nozīmīgu soli ceļā uz saules enerģijas masveida ieviešanu ikdienā. Galu galā potenciāli šādas ierīces var ražot par ārkārtīgi zemām izmaksām! Saules bateriju radīšana ir tikai sākums alternatīvu enerģijas veidu rūpnieciskajā ražošanā visai cilvēcei.

Vēl viens svarīgs augu fotosintēzes uzdevums ir nodrošināt cilvēkus ar organiskām vielām. Un ne tikai pārtikai, bet arī farmācijai, papīra rūpnieciskai ražošanai, cietei u.c. Fotosintēze ir galvenais neorganiskā oglekļa ieejas punkts bioloģiskajā ciklā. Viss brīvais skābeklis atmosfērā ir biogēnas izcelsmes un ir fotosintēzes blakusprodukts. Oksidējošas atmosfēras veidošanās (tā sauktā skābekļa katastrofa) pilnībā mainīja zemes virsmas stāvokli, padarīja iespējamu elpošanas parādīšanos un vēlāk, pēc ozona slāņa veidošanās, ļāva uz sauszemes pastāvēt dzīvībai. Ņemot vērā fotosintēzes procesa nozīmi, tā mehānisma atklāšana ir viens no svarīgākajiem un interesantākajiem uzdevumiem, ar ko saskaras augu fizioloģija.

Pāriesim pie viena no interesantākajiem fermentiem, kas darbojas fotosintēzes "zem pārsega".

Aktīvākais enzīms: Fotosintēzes brīvprātīgais

Dabiskos apstākļos CO 2 koncentrācija ir diezgan zema (0,04% jeb 400 µl/l), tāpēc CO 2 difūzija no atmosfēras lapas iekšējos gaisa dobumos ir apgrūtināta. Zemas oglekļa dioksīda koncentrācijas apstākļos būtiska loma tā asimilācijas procesā fotosintēzes laikā ir fermentam. karboanhidrāze(KA). Visticamāk, ka CA palīdz nodrošināt ribulozes bisfosfāta karboksilāze/oksigenāze(RuBisCO/O vai RuBisCO) substrāts (CO 2 ), kas glabājas hloroplasta stromā bikarbonāta jonu veidā. Rubisco/O ir viens no svarīgākajiem fermentiem dabā, jo tam ir galvenā loma neorganiskā oglekļa iekļūšanas bioloģiskajā ciklā galvenajā mehānismā un tiek uzskatīts par visizplatītāko enzīmu uz Zemes.

Oglekļa anhidrāze ir ārkārtīgi svarīgs biokatalizators un viens no aktīvākajiem fermentiem. CA katalizē atgriezenisko CO2 hidratācijas reakciju šūnā:

CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3 \u003d H + + HCO 3 -.

Karboanhidrāzes reakcija notiek divos posmos. Pirmajā posmā veidojas bikarbonāta jons HCO 3 −. Otrajā posmā tiek atbrīvots protons, un tieši šis posms ierobežo procesu.

Hipotētiski augu šūnu CA var veikt dažādas fizioloģiskas funkcijas atkarībā no atrašanās vietas. Fotosintēzes laikā papildus ātrai HCO 3 pārvēršanai par CO 2, kas nepieciešama RuBisCO, tas var paātrināt neorganiskā oglekļa transportēšanu caur membrānām, uzturēt pH stāvokli dažādās šūnu daļās, mazināt skābuma izmaiņas stresa apstākļos. situācijās un regulē elektronu un protonu transportu hloroplastos.

Oglekļa anhidrāze ir gandrīz visās pētītajās augu sugās. Neskatoties uz daudziem eksperimentāliem faktiem par labu karboanhidrāzes dalībai fotosintēzē, galīgais mehānisms fermenta līdzdalībai šajā procesā vēl ir jānoskaidro.

Daudzas karboanhidrāzes "ģimenes".

Augstākajā augā Arabidopsis thaliana Tika atrasti 19 gēni no trim (no piecām līdz šim identificētajām) ģimenēm, kas kodē karboanhidrāzes. Augstākajos augos tika konstatētas CA, kas pieder pie α-, β- un γ-ģimenēm. Mitohondrijās tika konstatētas piecas γ-ģimenes CA; β-ģimenes CA tika konstatētas hloroplastos, mitohondrijās, citoplazmā un plazmalemmā (6. att.). No astoņiem α-CA tikai α-CA1 un α-CA4 ir atrodami hloroplastos. Līdz šim karboanhidrāzes α-CA1, α-CA4, β-CA1 un β-CA5 ir atrastas augstāko augu hloroplastos. No šīm četrām CA ir zināma tikai viena atrašanās vieta, un tā atrodas hloroplasta stromā (6. att.).

CA ir metaloenzīmi, kas satur metāla atomu aktīvajā vietā. Parasti šāds metāls, kas saistīts ar CA reakcijas centra ligandiem, ir cinks. CA ir pilnīgi atšķirīgas viena no otras to terciārās un kvartārās struktūras līmenī (7. att.), taču īpaši pārsteidzoši ir tas, ka visu CA aktīvie centri ir līdzīgi.

7. attēls. Trīs CA ģimeņu pārstāvju kvartāra struktūra. zaļā krāsāα-spirāles ir atzīmētas, dzeltens- β-locīšanas zonas, rozā- cinka atomi enzīmu aktīvajos centros. α un γ-CA struktūrās dominē proteīna molekulas β-locīta organizācija, β-CA struktūrā dominē α-pagriezieni.

CA atrašanās vieta augu šūnās

CA formu daudzveidība norāda uz to funkciju daudzveidību, ko tās veic dažādās šūnas daļās. Eksperiments, kas balstīts uz CA marķējumu ar zaļo fluorescējošo proteīnu (GFP), tika izmantots, lai noteiktu sešu β-karboanhidrāzu intracelulāro atrašanās vietu. Oglekļa anhidrāze tika ievietota vienā “lasīšanas rāmī” ar GFP ar gēnu inženierijas metodēm, un šāda “savienota” gēna ekspresija tika analizēta, izmantojot lāzera konfokālās skenēšanas mikroskopiju (8. att.). Transgēno augu mezofilajās šūnās, kurās β-CA1 un β-CA5 ir “šķērsssaistīti” ar GFB, GFB signāls telpā sakrita ar hlorofila fluorescenci, kas norādīja uz tā saistību (kolokalizāciju) ar hloroplastiem.

8. attēls. Šūnu mikrogrāfija ar GFP, kas ir "šķērssaistīta" ar β-KA1-6 gēnu kodējošo reģionu. Zaļš un sarkanie signāli parādīt attiecīgi GFP fluorescenci un hlorofila autofluorescenci. dzeltens (pa labi) parāda apvienoto attēlu. Fluorescence tika reģistrēta, izmantojot konfokālo mikroskopu.

Transgēno augu izmantošana paver plašas iespējas pētīt karboanhidrāžu līdzdalību fotosintēzē.

Kādas varētu būt CA funkcijas fotosintēzē?

9. attēls. PS1 un PS2 pigmenta-proteīna kompleksi tilakoīda membrānā. Bultiņas parādīta elektronu pārnešana no vienas sistēmas uz otru un reakcijas produkti.

Ir zināms, ka bikarbonāta joni ir nepieciešami normālai elektronu transportēšanai hloroplastu elektronu transportēšanas ķēdes reģionā. QA→Fe2+ → QB, kur QA ir primārais un QB ir sekundārie hinona akceptori, un QB atrodas fotosistēmas 2 (PS2) akceptora pusē (9. att.). Vairāki fakti liecina par šo jonu dalību ūdens oksidācijas reakcijā arī PS2 donora pusē. Oglekļa anhidrāžu klātbūtne PS2 pigmenta-olbaltumvielu kompleksā, kas regulē bikarbonāta plūsmu uz vēlamo vietu, varētu nodrošināt šo reakciju efektīvu plūsmu. Jau tika ierosināts, ka CA ir iesaistīts PSII aizsardzībā no fotoinhibīcijas intensīvā apgaismojumā, saistot liekos protonus, veidojot neuzlādētu CO2 molekulu, kas labi šķīst membrānas lipīdu fāzē. CA klātbūtne daudzenzīmu kompleksā, kas fiksē CO 2 un saista ribulozi bis fosfāta karboksilāze/oksigenāze ar tilakoīda membrānu. Tika izvirzīta hipotēze, saskaņā ar kuru ar membrānu saistītais CA dehidrē bikarbonātu, radot CO 2 . Nesen tika pierādīts, ka gaismā uzkrātie intratilakoīdu protoni tiek izmantoti izolētu tilakoīdu suspensijai pievienotā bikarbonāta dehidratācijā, un ir ierosināts, ka šī reakcija var notikt uz membrānas stromas virsmas, ja CA nodrošina kanālu protonu noplūde no lūmena.

Pārsteidzoši, ka tik daudz kas ir atkarīgs no viena sistēmas ķieģeļa. Un, atklājot tās atrašanās vietu un funkcijas, var kontrolēt visu sistēmu.

Secinājums

Oglekļa dioksīds dzīvniekiem ir neizmantots vielmaiņas reakciju produkts, tā teikt - "izplūdes", kas izdalās organisko savienojumu "degšanas" laikā. Pārsteidzoši, ka augi un citi fotosintēzes organismi izmanto šo pašu oglekļa dioksīdu gandrīz visu organisko vielu biosintēzei uz Zemes. Dzīve uz mūsu planētas ir veidota, pamatojoties uz oglekļa skeletu, un tieši oglekļa dioksīds ir tas “ķieģelis”, no kura tiek veidots šis skelets. Un tieši oglekļa dioksīda liktenis – vai tas ir iekļauts organisko vielu sastāvā vai izdalās sadalīšanās laikā – ir pamatā vielu apritei uz planētas (10. att.).

Literatūra

Timirjazevs K.A. Augu dzīve. M.: Selhoziz, 1936;
Artamonovs V.I. Interesanta augu fizioloģija. M.: "Agropromizdat", 1991;
Alievs D.A. un Gulievs N.M. augu karboanhidrāze. M.: "Nauka", 1990;
Černova N.P. Fotosintēze. Nodaļa: Olbaltumvielu organizācijas struktūra un līmeņi. Maskava: Bustard, 2007;
Baktērijas ūdeņraža enerģijai;
Bārlovs Z. (2013). Izrāviens ūdeņraža degvielas ražošanā varētu mainīt alternatīvās enerģijas tirgu. Virdžīnijas Politehniskais institūts un Valsts universitāte;
Andreass Meršins, Kazuja Matsumoto, Liselote Kaisere, Daoyong Yu, Michael Vaughn u.c. al. (2012). Pašsamontēti fotosistēmas I biofotoelementi uz nanostrukturēta TiO2 un ZnO. sci rep. 2 ;
Deivids N. Silvermens, Svens Lindskogs. (1988). Karboanhidrāzes katalītiskais mehānisms: ātrumu ierobežojošas ūdens protolīzes sekas. acc. Chem. Res.. 21 , 30-36;
Lehningers A. Bioķīmijas pamati. M.: Mir, 1985;
Ivanovs B.N., Ignatova L.K., Romanova A.K. (2007). Oglekļa anhidrāzes formu un funkciju daudzveidība augstākajos zemes augos. "Augu fizioloģija". 54 , 1–21;
Anderss Liljass, Mārtiņš Laurbergs. (2000). Trīs reizes izgudrots ritenis. EMBO ziņo. 1 , 16-17;
Natālija N. Rudenko, Ludmila K. Ignatova, Boriss N. Ivanovs. (2007). . Photosynth Res. 91 , 81-89;
NICOLAS FABRE, ILJA M REITER, NOELLE BECUWE-LINKA, BERNARD GENTY, DOMINIQUE RUMEAU. (2007). Kodējošo gēnu raksturojums un ekspresijas analīze ? un? karboanhidrāzes Arabidopsis. Augu šūnu vide. 30 , 617-629;
Fluorescējošā Nobela prēmija ķīmijā;
Džeks J. S. van Rensens, Čunhe Sju, Govindžī. (1999). Bikarbonāta loma II fotosistēmā, augu fotosintēzes ūdens-plastohinona oksido-reduktāzē. Fizioloģiskais augs. 105 , 585-592;
A. Villarejo. (2002). Ar fotosistēmu II saistītā karboanhidrāze regulē fotosintētiskā skābekļa evolūcijas efektivitāti. EMBO žurnāls. 21 , 1930-1938;
Džūdita A. Džebanatiradža, Džons R. Koulmens. (1998). Karboanhidrāzes asociācija ar Calvin cikla enzīmu kompleksu Nicotiana tabacum. planta. 204 , 177-182;
Pronina N.A. un Semaņenko V.E. (1984). Membrānā piesaistīto un šķīstošo karboanhidrāzes formu lokalizācija Hlorellašūna. fiziol. Rast. 31 , 241–251;
L. K. Ignatova, N. N. Rudenko, M. S. Hristins, B. N. Ivanovs. (2006). Tilakoīdu membrānu karboanhidrāzes aktivitātes heterogēna izcelsme. Bioķīmija (Maskava). 71 , 525-532.

Usova Irina Valerianovna,

Pirmās kategorijas bioloģijas, ķīmijas un ģeogrāfijas skolotājs

Vispārinājums par tēmu "Organistu dzīves aktivitāte"

(Bioloģijas stunda 6. klasē)

Nodarbības mērķi:

Vispārināt un sistematizēt zināšanas par organismu dzīvības procesiem, nodrošinot to integritāti un saistību ar vidi.
Pārbaudīt prasmju veidošanās līmeni, lai identificētu parādību būtiskās pazīmes un īpašības, pielietotu zināšanas praksē.
Veicināt skolēnu priekšstatu veidošanos par augiem un dzīvniekiem kā neatņemamiem organismiem.

^ Nodarbības pamatjēdzieni un termini : uzturs, gremošana, fotosintēze, enzīms, asinis, aukstasiņu, siltasiņu, ārējais skelets, iekšējais skelets, nervu sistēma, reflekss, instinkts, hormoni, sporas, gametas, sēklas, augšana, attīstība, vairošanās.

Aprīkojums: datorprezentācija “Organistu dzīves aktivitāte. Zināšanu vispārināšana”, procesors, video projektors, ekrāns.

Nodarbību laikā:

Laika organizēšana.
Zināšanu atkārtošana un vispārināšana.

Bioloģisko problēmu risināšana.

- Pēc kādām īpašībām un īpašībām pupiņu sēklas un vistas olu var klasificēt kā dzīvos organismus?

Pie kurām organismu attīstības stadijām pieder šie objekti?

Argumentētas atbildes uz uzdevumiem "Kuri apgalvojumi ir patiesi?" (pievienota slaidrāde ar apgalvojumu tekstu un atbilstošajiem skaitļiem un diagrammām, skolēni komentē savu atbildi - kāpēc viņi piekrīt vai nepiekrīt)

Tikai augi var tieši absorbēt saules enerģiju.
Visi dzīvnieki ir visēdāji.
Visi dzīvie organismi elpo.
Stoma ir slieku elpošanas orgāns.
Tikai sauszemes mugurkaulniekiem ir plaušas.
Organiskās vielas augos pārvietojas caur sieta caurulēm.
Sliekai ir slēgta asinsrites sistēma.
Zivīm ir trīs kameru sirds.
Metabolisms notiek visos dzīvajos organismos.
Zivis ir siltasiņu dzīvnieki.
Augiem un sēnēm nav īpašu ekskrēcijas sistēmu.
Tārpu izdalošie orgāni ir nieres.
Visiem dzīvniekiem ir iekšējs skelets.
Mugurkaulnieku skelets sastāv no galvas, stumbra un ekstremitāšu skeleta.
Augi spēj aktīvi kustēties, var kustēties.
Hormoni ir vielas, ko endokrīnie dziedzeri izdala asinīs.
Mugurkaulnieku nervu sistēma sastāv no smadzenēm un muguras smadzenēm un nerviem.
Divi indivīdi piedalās aseksuālā reprodukcijā.
Budding ir aseksuālas pavairošanas metode.
Ziedošajiem augiem ir dubultā mēslošana.
Kukaiņiem ir netiešs attīstības veids.

Uzdevumi reproducēt tēmas galveno jēdzienu definīcijas.

(Skolēni pēc kārtas sniedz jēdzienu definīcijas. Skolotājs uzdod jautājumus par šiem terminiem. Atsevišķi skolēni veido teikumus ar vienu vai vairākiem jēdzieniem, apvienojot tos ietilpīgākā jēdzienā. Tajā pašā laikā ekrānā tiek parādīti slaidi ar terminiem un attēliem ).

^ Uzturs, gremošana, fotosintēze, fermenti.

Kādus uztura veidus izšķir augos?

Kāda veida augu barība ir fotosintēze?

Kādiem organismiem raksturīga gremošana?

Kā fermenti ir saistīti ar gremošanu?

^ Hemolimfa, plazma, asins šūnas, artērija, vēna, kapilārs.

Kādiem organismiem iekšējā vide ir hemolimfa? Kādā krāsā viņa ir?

Kas ir asins plazma? Kā tas ir saistīts ar asins šūnām?

Kas vieno šos jēdzienus – artērijas, vēnas, kapilāri?

Kā šie kuģi atšķiras?

^ 3. Aukstasiņu, siltasiņu, nieru, urīnvada, urīnpūšļa.

Kā siltasiņu dzīvnieki atšķiras no aukstasiņu dzīvniekiem?

Kuri dzīvnieki ir siltasiņu un kuri aukstasiņu?

Kas vieno šos trīs jēdzienus – nieres, urīnvadi, urīnpūslis.

^ 4. Ārējais skelets, iekšējais skelets, spārnu pacelšana.

Kā ārējais skelets atšķiras no iekšējā?

Kuriem organismiem ir ārējais skelets, bet kuriem iekšējais?

Kas ir spārnu pacelšana?

^ 5. Tīklveida nervu sistēma, mezglu nervu sistēma, nervu impulss, reflekss, instinkts.

Kādiem organismiem ir tīklenes nervu sistēma? Kādas ir tās īpašības?

Kādas ir mezgla nervu sistēmas iezīmes?

Kas ir nervu impulss?

Kas ir reflekss?

Kas ir instinkts?

^ 6. Dīgšana, sporas, veģetatīvie orgāni.

Kas vieno visus šos jēdzienus?

Kādiem organismiem raksturīga pumpuru veidošanās?

Kas ir veģetatīvie orgāni?

Kādi organismi visbiežāk vairojas ar veģetatīviem orgāniem?

^ 7. Gameta, hermafrodīts, sperma, olšūna, apaugļošana, zigota.

Kas vieno jēdzienus - gameta, sperma, olšūna?

Kādus organismus sauc par hermafrodītiem?

Izveidojiet teikumu, izmantojot pēdējos četrus terminus.

^ 8. Apputeksnēšana, embrija maisiņš, centrālā šūna, dubultā apaugļošana, stāds.

Kas ir apputeksnēšana?

Kas apvieno tādus jēdzienus kā embrija maisiņš un centrālā šūna?

Kādas ir divkāršās mēslošanas pazīmes, kas raksturīgas ziedošiem augiem?

Kas ir stāds?

^ 9. Šķelšanās, blastula, gastrula, neirula, mezoderma.

Kas ir drupināšana?

Kas veidojas šī procesa rezultātā?

Kas vieno tādus jēdzienus kā blastula, gastrula un neurula?

Kas ir mezoderma?

Materiāla vispārināšana.

Studenti atbild uz jautājumu:

Ar ko dzīvošana atšķiras no nedzīvības?

Nodarbības kopsavilkums: Dzīvie organismi atšķiras no nedzīvas dabas ķermeņiem ar to, ka tiem raksturīgi tādi procesi kā uzturs, elpošana, vielmaiņa, izvadīšana, kustība, aizkaitināmība, augšana, attīstība un vairošanās.

Nodarbības rezumēšana, skolēnu atzīme par darbu stundā

Hemolimfas sastāvs. Augstākiem dzīvniekiem organismā cirkulē divi šķidrumi: asinis, kas veic elpošanas funkciju, un limfa, kas galvenokārt veic barības vielu pārnēsāšanas funkciju. Ņemot vērā ievērojamo atšķirību no augstāko dzīvnieku asinīm, kukaiņu asinīm tika piešķirts īpašs nosaukums - hemolimfa . Tas ir vienīgais audu šķidrums kukaiņu ķermenī. Tāpat kā mugurkaulnieku asinis, tās sastāv no šķidras starpšūnu vielas - plazma un tajā esošās šūnas hemocīti . Atšķirībā no mugurkaulnieku asinīm hemolimfa nesatur šūnas, kas apgādātas ar hemoglobīnu vai citu elpošanas pigmentu. Tā rezultātā hemolimfa neveic elpošanas funkciju. Visi orgāni, audi un šūnas ņem no hemolimfas tiem nepieciešamās uzturvielas un citas vielas un izdala tajā vielmaiņas produktus. Hemolimfa transportē gremošanas produktus no zarnu kanāla sienām uz visiem orgāniem, bet sabrukšanas produktus pārnes uz izvadorgāniem.

Hemolimfas daudzums bišu organismā ir dažāds: pārotajā mātītē - 2,3 mg; olnīcu dzemdē - 3,8; dronā - 10,6; darba bitē - 2,7-7,2 mg.

Hemolimfas plazma ir iekšējā vide, kurā dzīvo un funkcionē visas kukaiņu organisma šūnas. Tas ir neorganisku un organisku vielu ūdens šķīdums. Ūdens saturs hemolimfā ir no 75 līdz 90%. Hemolimfas reakcija pārsvarā ir nedaudz skāba vai neitrāla (pH no 6,4 līdz 6,8). Hemolimfas brīvās neorganiskās vielas ir ļoti dažādas un atrodas plazmā jonu veidā. To kopējais skaits pārsniedz 3%. Kukaiņi tos izmanto ne tikai hemolimfas osmotiskā spiediena uzturēšanai, bet arī kā jonu rezervi, kas nepieciešama dzīvo šūnu funkcionēšanai.

Galvenie hemolimfas katjoni ir nātrijs, kālijs, kalcijs un magnijs. Katrai kukaiņu sugai šo jonu kvantitatīvās attiecības ir atkarīgas no to sistemātiskā stāvokļa, dzīvotnes un uztura režīma.

Senie un salīdzinoši primitīvie kukaiņi (spāres un ortoptera) raksturojas ar augstu nātrija jonu koncentrāciju ar salīdzinoši zemu visu pārējo katjonu koncentrāciju. Tomēr tādās kārtās kā Hymenoptera un Lepidoptera nātrija saturs hemolimfā ir zems, un tāpēc citi katjoni (magnijs, kālijs un kalcijs) kļūst par dominējošiem. Bišu kāpuros hemolimfā dominē kālija katjoni, bet pieaugušām bitēm dominē nātrija katjoni.

Starp hemolimfu anjoniem hlors ir pirmajā vietā. Kukaiņiem, kas attīstās ar nepilnīgu metamorfozi, no 50 līdz 80% hemolimf katjonu līdzsvaro hlorīda anjoni. Tomēr kukaiņu hemolimfā, kas attīstās ar pilnīgu metamorfozi, hlorīdu koncentrācija ir ievērojami samazināta. Tātad Lepidoptera hlorīda anjoni var līdzsvarot tikai 8–14% no hemolimfā esošajiem katjoniem. Šajā kukaiņu grupā dominē organisko skābju anjoni.

Papildus hloram kukaiņu hemolimfā ir arī citi neorganisku vielu anjoni, piemēram, H 2 PO 4 un HCO 3. Šo anjonu koncentrācija parasti ir zema, taču tiem var būt svarīga loma skābju-bāzes līdzsvara uzturēšanā hemolimfas plazmā.

Bišu kāpuru hemolimfas sastāvā ir šādi neorganisko vielu katjoni un anjoni, g uz 100 g hemolimfas:

Nātrijs - 0,012-0,017 magnijs - 0,019-0,022
kālijs - 0,095 fosfors - 0,031
kalcijs - 0,014 hlors - 0,00117

Hemolimfā vienmēr ir šķīstošās gāzes – nedaudz skābekļa un ievērojams daudzums CO 2.

Hemolimfas plazmā ir dažādas organiskas vielas – ogļhidrāti, olbaltumvielas, lipīdi, aminoskābes, organiskās skābes, glicerīns, dipeptīdi, oligopeptīdi, pigmenti u.c.

Hemolimfas ogļhidrātu sastāvs dažāda vecuma bitēm nav stabils un tieši atspoguļo ar pārtiku uzņemto cukuru sastāvu. Jaunām bitēm (ne vecākas par 5-6 dienām) ir zems glikozes un fruktozes saturs, bet darba bitēm - nektāra savācējiem hemolimfa ir bagāta ar šiem monosaharīdiem. Fruktozes līmenis bišu hemolimfā vienmēr ir augstāks nekā glikozes līmenis. Hemolimfā esošo glikozi bite pilnībā patērē 24 stundu laikā pēc bada. Glikozes rezerves hemolimfā ir pietiekamas, lai lopbarības bite varētu lidot 15 minūtes. Ar ilgāku bites lidojumu samazinās tās hemolimfas tilpums.

Dronu hemolimfā glikozes ir mazāk nekā darba bitēm, un tās daudzums ir diezgan nemainīgs - 1,2%. Neauglīgām mātēm pārošanās lidojumos tika konstatēts augsts glikozes saturs hemolimfā (1,7%), taču, pārejot uz olu dēšanu, cukuru daudzums samazinās un saglabājas vienā diezgan nemainīgā līmenī neatkarīgi no vecuma. Karalieņu hemolimfā, atrodoties ģimenēs, kas gatavojas spietošanai, ievērojami palielinās cukura koncentrācija.

Papildus glikozei un fruktozei hemolimfa satur ievērojamu daudzumu disaharīda trehalozes. Kukaiņiem trehaloze kalpo kā ogļhidrātu transporta veids. Tauku ķermeņa šūnas to sintezē no glikozes un pēc tam atbrīvo hemolimfā. Sintezētais disaharīds tiek pārnests ar hemolimfas strāvu visā ķermenī un uzsūcas tajos audos, kuriem nepieciešami ogļhidrāti. Audos trehaloze tiek sadalīta līdz glikozei, izmantojot īpašu enzīmu trehalāzi. Īpaši daudz trehalāzes bitēs – ziedputekšņu savācējos.
Ogļhidrāti tiek uzkrāti bišu ķermenī glikogēna veidā un uzkrājas tauku ķermenī un muskuļos. Kucēnā glikogēns atrodas hemolimfā, kas tajā izdalās no šūnām kāpura ķermeņa orgānu histolīzes laikā.

Olbaltumvielas veido būtisku hemolimfas daļu. Kopējais olbaltumvielu saturs kukaiņu hemolimfā ir diezgan augsts - no 1 līdz 5 g uz 100 ml plazmas. Ar diska elektroforēzes metodi uz poliakrilamīda korpusa no hemolimfas ir iespējams izolēt no 15 līdz 30 olbaltumvielu frakcijām. Šādu frakciju skaits mainās atkarībā no taksonomiskā stāvokļa, dzimuma, kukaiņu attīstības stadijas un uztura.

Bites kāpuru hemolimfā ir daudz vairāk olbaltumvielu nekā citu kukaiņu kāpuru hemolimfā. Albumīna daļa bišu kāpurā ir 3,46%, bet globulīna daļa ir 3,10%. Pieaugušām bitēm olbaltumvielu saturs ir nemainīgāks nekā kāpuros. Dzemdes hemolimfā un darba bitē proteīnu ir nedaudz vairāk nekā drona hemolimfā. Turklāt daudzos kukaiņos nobriedušu mātīšu hemolimfa satur proteīna frakcijas, kuru tēviņiem nav. Tādus proteīnus sauc vitellogenīni , mātītēm raksturīgs dzeltenuma proteīns, jo tos izmanto viteloģenēzes nolūkos – dzeltenuma veidošanai attīstošās olās. Vitellogenīni tiek sintezēti tauku ķermenī, un hemolimfa transportē tos uz nobriestošiem oocītiem (cilmes šūnām).

Bišu hemolimfa, tāpat kā vairums citu kukaiņu, ir īpaši bagāta ar aminoskābēm, to ir 50-100 reizes vairāk nekā mugurkaulnieku plazmā. Parasti hemolimfā atrodamas 15-16 brīvās aminoskābes, starp tām glutamīnskābe un prolīns sasniedz maksimālo saturu. Hemolimfas aminoskābju papildināšana notiek ar pārtiku, kas tiek sagremota zarnās un no tauku ķermeņa, kura šūnas spēj sintezēt neaizvietojamās aminoskābes. Tauku ķermenis, kas apgādā hemolimfu ar aminoskābēm, darbojas arī kā to patērētājs. Tas absorbē aminoskābes no hemolimfas, kas tiek izmantotas proteīnu sintēzei.

Lipīdi (tauki) nonāk hemolimfā galvenokārt no zarnām un tauku ķermeņa. Nozīmīgākā hemolimfas lipīdu frakcijas daļa ir glicerīdi, t.i., glicerīna un taukskābju esteri. Tauku saturs ir mainīgs un atkarīgs no kukaiņu barības, dažos gadījumos sasniedzot 5% vai vairāk. 100 cm 3 darba bišu kāpuru hemolimfa satur no 0,37 līdz 0,58 g lipīdu.

Gandrīz visas organiskās skābes var atrast kukaiņu hemolimfā. Kukaiņu kāpuriem, kas attīstās ar pilnīgu metamorfozi, hemolimfas plazmā ir īpaši augsts citronskābes saturs.

No hemolimfā esošajiem pigmentiem visbiežāk sastopami karotinoīdi un flavonoīdi, kas rada hemolimfas dzeltenīgu vai zaļganu krāsu. Medus bišu hemolimfa satur bezkrāsainu melanīna hromogēnu.

Hemolimfā sabrukšanas produkti vienmēr atrodas brīvas urīnskābes vai tās sāļu (urātu) veidā.

Kopā ar atzīmētajām organiskajām vielām medus bišu hemolimfa vienmēr satur oksidatīvos un reducējošos, kā arī gremošanas enzīmus.

Bišu hemolimfa satur hemocīti , kas ir šūnas, kas aprīkotas ar kodoliem, kas nāk no mezodermas. Lielākā daļa no tiem parasti nosēžas uz dažādu iekšējo orgānu virsmas, un tikai noteikts daudzums brīvi cirkulē hemolimfā. Hemocīti, kas atrodas blakus audiem un sirdij, veido fagocītiskus orgānus. Bitēm hemocīti iekļūst arī sirdī un cirkulē pat plānās spārnu vēnās.

Kopējais hemocītu skaits, kas brīvi cirkulē kukaiņa ķermenī, ir 13 miljoni, un to kopējais apjoms sasniedz 10% no hemolimfas tilpuma. Savā formā tie ir ļoti dažādi un ir sadalīti vairākos veidos. Visi hemocīti, kas atrodami kāpuros, kūniņās, jaunās un vecās bitēs, ir 5-7 veidu. B. A. Shishkin (1957) detalizēti pētīja bišu hemocītu struktūru un noteica piecus galvenos veidus: plazmocītus, nimfocītus, sferulocītus, enocitoīdus un platocītus (22. att.). Katrs veids ir neatkarīga hemocītu grupa, kas pēc izcelsmes nav saistīti viens ar otru un kuriem nav morfoloģisku pāreju. Viņš arī aprakstīja hemocītu attīstības stadijas no jaunām augošām formām līdz nobriedušām un deģenerējošām formām.

Rīsi. 22.

A - plazmas šūnas; B - nimfocīti; B - sferulocīti; G - enocitoīdi; D - platocīti (attīstības un deģenerācijas stadijā); c - citoplazma; es esmu kodols; c - vakuoli; bz - bazofīlie graudi; c - sfēras; xg - hromatīna kluči; xs - hromatīna graudi

Plazmocīti ir kāpura hemolimfas šūnu elementi. Jaunas šūnas bieži dalās ar mitozes palīdzību un iziet piecus attīstības posmus. Šūnas atšķiras pēc izmēra un struktūras.

Nimfocīti ir zīlītes hemolimfas šūnu elementi, kas ir uz pusi mazāki par plazmas šūnām. Nimfocītiem ir gaismas laušanas granulas un vakuoli.

Sferulocīti ir atrodami kūniņā un pieaugušajā bitē. Šīs šūnas izceļas ar ieslēgumu klātbūtni citoplazmā - sfērām.

Enocitoīdi atrodami arī kucēniem un pieaugušām bitēm. Šūnas ir apaļas formas. Enocitoīdu citoplazma satur granulētus vai kristāliskus ieslēgumus. Visas šāda veida šūnas iziet sešus attīstības posmus.

Platocīti ir mazi, daudzveidīgi pēc formas un visvairāk hemocītu pieaugušas bites hemolimfā, kas veido 80-90% no visiem bišu hemocītiem. Platocīti iziet septiņus attīstības posmus no jaunām līdz nobriedušām formām.

Pateicoties spējai un transformācijām, hemolimfas šūnas dažādos morfoloģiskajos stāvokļos var veikt dažādas funkcijas. Parasti katrs hemocītu veids noteiktos dzīves cikla posmos uzkrājas maksimāli. Hemocītu skaits hemolimfā īpaši strauji samazinās no bišu 10. dzīves dienas. Acīmredzot tas ir pagrieziena punkts bites dzīvē un saistīts ar tās funkciju maiņu.

Vasaras-rudens periodā varroa ērces skarto bišu hemolimfā palielinās nobriedušu un vecu platocītu skaits, kā arī ir liels skaits jaunu šūnu formu. Acīmredzot tas ir saistīts ar faktu, ka tad, kad ērce barojas ar biti, hemolimfas apjoms samazinās, izraisot vielmaiņas traucējumus un platocītu atjaunošanos.

Hemolimfas funkcijas. Hemolimfa mazgā visas kukaiņa šūnas, audus un orgānus. Tā ir iekšējā vide, kurā dzīvo un darbojas visas bites ķermeņa šūnas. Hemolimfa veic septiņas galvenās dzīvībai svarīgās funkcijas.

Hemolimfa pārnēsā barības vielas no zarnu sieniņām uz visiem orgāniem. Veicot šo trofiskā funkcija piedalās hemocīti un plazmas ķīmiskie savienojumi. Daļa barības vielu nonāk no hemolimfas uz tauku ķermeņa šūnām un tiek nogulsnētas tur rezerves barības vielu veidā, kuras atkal nonāk hemolimfā, kad bites cieš badu.

Otra svarīgā hemolimfas funkcija ir dalība sabrukšanas produktu izņemšanā . Ķermeņa dobumā plūstošā hemolimfa pakāpeniski tiek piesātināta ar sabrukšanas produktiem. Tad tas nonāk saskarē ar Malpighian traukiem, kuru šūnas no šķīduma atlasa sabrukšanas produktus, urīnskābi. Tādējādi hemolimfa transportē urīnskābi, urātus un citas vielas no bites ķermeņa šūnām uz malpighian traukiem, kas pakāpeniski samazina sabrukšanas produktu koncentrāciju hemolimfā. No Malpighian traukiem urīnskābe nonāk aizmugurējā zarnā, no kurienes tā tiek izvadīta ar izkārnījumiem.

N. Ya. Kuzņecovs (1948) parādīja, ka baktēriju fagocitoze sastāv no diviem procesiem. Pirmkārt, hemolimfas ķīmiskie aģenti iedarbojas uz baktērijām, un pēc tam baktērijas absorbē fagocīti.

OF Grobov (1987) parādīja, ka kāpura organisms vienmēr reaģē uz Amerikas peru patogēna ievešanu ar aizsargreakciju - fagocitozi. Fagocīti uztver un iznīcina kāpuru baciļus, taču tas nenodrošina pilnīgu ķermeņa aizsardzību. Baciļu vairošanās ir intensīvāka nekā to fagocitoze, un kāpurs iet bojā. Tajā pašā laikā tika novērots pilnīgs fagocitozes trūkums.

Arī svarīgi mehāniskā funkcija hemolimfa - nepieciešamā iekšējā spiediena vai turgora radīšana. Pateicoties tam, kāpuri saglabā noteiktu ķermeņa formu. Turklāt, saraujoties muskuļiem, var rasties paaugstināts hemolimfas spiediens, kas caur to var tikt pārnests uz citu vietu, lai veiktu citu funkciju, piemēram, lai saplēstu kutikulas apvalku kāpuriem kausēšanas laikā vai izplestu spārnus bitēm, kuras ir bišu. tikko iznira no šūnām.

Hemolimfas loma organismā saglabājot nemainīgu aktīvo skābumu . Gandrīz visi dzīvībai svarīgie procesi organismā var noritēt normāli, pastāvīgi reaģējot uz vidi. Pastāvīga aktīvā skābuma (pH) uzturēšana tiek panākta hemolimfas bufera īpašību dēļ.

MI Reznichenko (1930) parādīja, ka bišu hemolimfai ir raksturīga laba buferizācija. Tātad, kad hemolimfa tika atšķaidīta 10 reizes, tās aktīvā skābums gandrīz nemainījās.

Hemolimfa ņem dalība gāzes apmaiņā , lai gan tas nenes skābekli pa visu bites ķermeni. Šūnās izveidotais CO 2 tieši nonāk hemolimfā un tiek aiznests līdzi uz vietām, kur palielinātas aerācijas iespējas nodrošina tā izvadīšanu caur trahejas sistēmu.

Nav šaubu, ka antibiotikas un daži plazmas proteīni var radīt kukaiņu rezistence pret patogēniem (imunitāte).

Kā zināms, mugurkaulnieku asinīs darbojas divas neatkarīgas imūnsistēmas – nespecifiskas un specifiskas.

Nespecifiskā imunitāte ir saistīta ar antibakteriālo olbaltumvielu produktu izdalīšanos asinīs, radot dabisku vai iegūtu dzīvnieku rezistenci pret slimībām. Viens no visvairāk pētītajiem šīs ģints savienojumiem ir lizocīms, enzīms, kas iznīcina baktēriju šūnu membrānu. Ir konstatēts, ka kukaiņiem nespecifiskā imūnsistēma ietver arī tā paša enzīma lietošanu.

Specifiskā imunitāte mugurkaulniekiem ir saistīta ar antivielu veidošanos. Antivielas pieder pie globulīna proteīniem. Jebkuras antivielas aizsargājošā iedarbība balstās uz tās spēju saistīties ar noteiktu antigēnu. Vakcinācija, t.i., vakcīnas lietošana ar novājinātiem vai nogalinātiem infekcijas slimības patogēniem, stimulē specifisku antivielu veidošanos un rada rezistenci pret šo slimību.

Tiek uzskatīts, ka antivielas neveidojas kukaiņu hemolimfā. Tomēr, neskatoties uz to, ir zināms, ka vakcinācija efektīvi aizsargā kukaiņus no vairākām slimībām.

I. L. Serbinovs tālajā 1913. gadā izvirzīja hipotēzi par iespēju radīt imunitāti bitēm ar caur muti organismā ievadītas vakcīnas palīdzību. Vēlāk V. I. Poltevs un G. V. Aleksandrova (1953) atzīmēja, ka pieaugušām bitēm inficējoties ar Eiropas peru izraisītāju, tām pēc 10-12 dienām izveidojās imunitāte.

Hemolimfa mazgā visus bites orgānus un audus, apvieno tos vienotā veselumā. Hormoni, fermenti un citas vielas, kas tiek pārnestas visā ķermenī, nonāk hemolimfā. Hormonu ietekmē notiek metamorfozes procesi: kāpura pārtapšana par zīlīti un lāce par pieaugušu biti. Tādējādi galvenie vielmaiņas procesi bites ķermenī ir tieši saistīti ar hemolimfu.

Hemolimfa zināmā mērā nodrošina ķermeņa termoregulāciju. Mazgājot paaugstinātas siltuma veidošanās vietas (krūšu muskuļus), hemolimfa uzsilst un pārnes šo siltumu uz vietām ar zemāku temperatūru.

Jaunais stropa dizains ļauj iegūt medu "no krāna" un netraucē bitēm

Iepriekšējā lapa -

Atbildes uz skolas mācību grāmatām

Uzturs ir process, kurā organismi iegūst vielas un enerģiju. Pārtika satur ķīmiskas vielas, kas nepieciešamas jaunu šūnu radīšanai un enerģijas nodrošināšanai ķermeņa procesiem.

2. Kāda ir gremošanas būtība?

Pārtika, nonākot organismā, vairumā gadījumu nevar tikt uzreiz uzsūkta. Tāpēc tas tiek pakļauts mehāniskai un ķīmiskai apstrādei, kā rezultātā sarežģītas organiskās vielas pārvēršas vienkāršākos; tad tie uzsūcas asinīs un ar tām tiek pārnesti pa visu ķermeni.

3. Pastāstiet par augu uzturu augsnē.

Augsnes barošanas laikā augi ar saknes palīdzību uzņem ūdeni un tajā izšķīdinātās minerālvielas, kas caur vadošiem audiem nonāk stublājos un lapās.

4. Kas ir augu gaisa barošana?

Galvenie gaisa uztura orgāni ir zaļas lapas. Gaiss tajos iekļūst caur īpašiem spraugām līdzīgiem šūnu veidojumiem - stomatiem, no kuriem augs uzturā izmanto tikai oglekļa dioksīdu. Lapu hloroplasti satur zaļo pigmentu hlorofilu, kam ir pārsteidzoša spēja uztvert saules enerģiju. Izmantojot šo enerģiju, augi sarežģītās ķīmiskās pārvērtībās no vienkāršām neorganiskām vielām (oglekļa dioksīda un ūdens) veido tiem nepieciešamās organiskās vielas. Šo procesu sauc par fotosintēzi (no grieķu valodas "fotogrāfijas" - gaisma un "sintēze" - savienojums). Fotosintēzes laikā saules enerģija tiek pārveidota ķīmiskajā enerģijā, ko satur organiskās molekulas. Izveidotās organiskās vielas no lapām pārvietojas uz citām auga daļām, kur tās tiek izlietotas dzīvībai svarīgos procesos vai nogulsnējas rezervātā.

5. Kurās augu šūnas organellās notiek fotosintēze?

Fotosintēzes process notiek augu šūnas hloroplastos.

6. Kā vienšūņiem tiek veikta gremošana?

Gremošana vienšūņos, piemēram, amēbā, tiek veikta šādi. Sastapusi kādu baktēriju vai vienšūnu aļģi, amēba lēnām apņem upuri ar pseidopodu palīdzību, kas, saplūstot, veido burbuli - gremošanas vakuolu. No apkārtējās citoplazmas tajā nonāk gremošanas sula, kuras ietekmē tiek sagremots pūslīšu saturs. Iegūtās barības vielas caur pūslīšu sieniņu nonāk citoplazmā - no tām tiek veidots dzīvnieka ķermenis. Nesagremotās atliekas pārvietojas uz ķermeņa virsmu un tiek izspiestas, un gremošanas vakuola pazūd.

7. Kādas ir galvenās mugurkaulnieku gremošanas sistēmas sadaļas?

Mugurkaulnieku gremošanas sistēma parasti sastāv no mutes, rīkles, barības vada, kuņģa, zarnām un tūpļa, kā arī no daudziem dziedzeriem. Gremošanas dziedzeri izdala fermentus (no latīņu "fermentum" - fermentācija) - vielas, kas nodrošina pārtikas gremošanu. Lielākie dziedzeri ir aknas un aizkuņģa dziedzeris. Mutes dobumā barība tiek sasmalcināta un samitrināta ar siekalām. Šeit siekalu enzīmu ietekmē sākas gremošanas process, kas turpinās kuņģī. Zarnās pārtika beidzot tiek sagremota, un barības vielas uzsūcas asinīs. Nesagremotās atliekas tiek izvadītas no organisma.

8. Kādus organismus sauc par simbiontiem?

Simbionti (no grieķu "simbioze" - dzīvo kopā) ir organismi, kas barojas kopā. Piemēram, noteiktos augos aug sēnes – baravikas, baravikas, baravikas un daudzas citas. Sēnītes micēlijs sapina auga saknes un pat aug tā šūnās, savukārt koka saknes no sēnītes saņem papildus ūdeni un minerālsāļus, savukārt sēne no auga saņem organiskās vielas, kuras tai, bez hlorofila, nevar sintezēt sevi.

10. Kā planārijas gremošanas sistēma atšķiras no sliekām?

Planārijas gremošanas sistēmā, tāpat kā hidrai, ir tikai viena mutes atvere. Tāpēc, kamēr gremošana nav pabeigta, dzīvnieks nevar norīt jaunu laupījumu.

Sliekai ir sarežģītāka un perfektāka gremošanas sistēma. Tas sākas ar mutes atveri un beidzas ar anālo atveri, un pārtika caur to iziet tikai vienā virzienā - caur rīkli, barības vadu, kuņģi un zarnām. Atšķirībā no planārijas, slieku uzturs nav atkarīgs no gremošanas procesa.

11. Kādus gaļēdājus augus pazīsti?

Sundew dzīvo nabadzīgās augsnēs un purvos. Šis mazais augs noķer kukaiņus ar lipīgiem matiņiem, kas pārklāj tā lapas. Pie tiem pielīp neuzmanīgi kukaiņi, kurus piesaista saldās sulas lipīgo pilienu spožums. Viņi tajā iestrēgst, matiņi cieši piespiež upuri pie lapas plāksnes, kas, noliecoties, satver laupījumu. Izdalās sula, kas atgādina dzīvnieku gremošanas sulu, un kukainis tiek sagremots, un lapas absorbē barības vielas. Purvos aug arī cits plēsīgs augs – pemfigus. Viņa medī mazos vēžveidīgos ar īpašu maisiņu palīdzību. Bet Venēras mušu slazds var notvert pat jaunu vardi ar lapām-žokļu palīdzību. Amerikāņu Darlingtonijas augs ievilina kukaiņus īstos slazdos – notver lapas, kas izskatās kā spilgtas krāsas krūze. Tie ir aprīkoti ar nektāru nesošiem dziedzeriem, kas izdala smaržīgu saldu sulu, kas ir ļoti pievilcīga nākamajiem upuriem.

12. Sniedziet visēdāju dzīvnieku piemērus.

Visēdāju dzīvnieku piemēri ir primāti, cūkas, žurkas utt.

13. Kas ir ferments?

Enzīms ir īpaša ķīmiska viela, kas nodrošina pārtikas gremošanu.

14. Kādi pielāgojumi barības uzsūkšanai ir sastopami dzīvniekiem?

Maziem zālēdājiem, kas barojas ar rupju augu pārtiku, ir spēcīgi košļājamie orgāni. Kukaiņiem, kas barojas ar šķidru barību – mušām, bitēm, tauriņiem – mutes orgāni tiek pārvērsti par sūcošo probosci.

Vairākiem dzīvniekiem ir ierīces barības izkāšanai. Piemēram, gliemenes, jūras zīles izkāš barību (mikroskopiskus organismus) ar skropstu vai sariem līdzīgu antenu palīdzību. Dažiem vaļiem šo funkciju veic mutes plāksnes – vaļa kauls. Piepildījis muti ar ūdeni, valis to izfiltrē caur plāksnēm un pēc tam norij starp tām iestrēgušos mazus vēžveidīgos.

Zīdītājiem (trušiem, aitām, kaķiem, suņiem) ir labi attīstīti zobi, ar kuriem tie nokož un sasmalcina barību. Zobu forma, izmērs un skaits ir atkarīgs no dzīvnieka barošanās veida,