Verificați nivelul. Obiectivele lecției: Generalizarea și sistematizarea cunoștințelor despre procesele vitale ale organismelor care asigură integritatea și relația acestuia cu mediul. Verificați nivelul Ce este hemolimfa enzimei fotosintezei digestia alimentelor

O substanță similară ca structură cu hemoglobina găsită la animalele superioare a fost dizolvată. Strălucind prin tegumente transparente, hemolimfa dă culoare roșie corpului insectei. (Fotografie)

Conținutul de apă din hemolimfă este de 75-90%, în funcție de stadiul ciclului de viață și de starea (viața activă) a insectei. Reacția sa este fie slab acidă (ca în sângele animalelor), fie neutră, în intervalul de pH 6-7. Între timp, presiunea osmotică a hemolimfei este mult mai mare decât cea a sângelui animalelor cu sânge cald. Diferiți aminoacizi și alte substanțe de origine predominant organică acționează ca compuși osmotic activi.

Proprietățile osmotice ale hemolimfei sunt deosebit de pronunțate la puținele insecte care locuiesc în apele salmastre și sărate. Deci, chiar și atunci când o muscă de coastă este scufundată într-o soluție concentrată de sare, sângele ei nu își schimbă proprietățile și lichidul nu iese din corp, ceea ce ar fi de așteptat cu o astfel de „scăldat”.

În greutate, hemolimfa reprezintă 5-40% din greutatea corporală.

După cum știți, sângele animalelor tinde să se coaguleze - acest lucru le protejează de pierderea prea mare de sânge în caz de rănire. Nu toate insectele au sânge care coagula; rănile lor, dacă apar astfel, sunt de obicei închise cu „dopuri” de plasmocite, podocite și alte celule hemolimfatice speciale.

Soiuri de hemocite la insecte

Compoziția hemolimfei insectelor

Hemolimfa este formată din două părți: lichid (plasmă) și elemente celulare, reprezentate de hemocite.

În plasmă, substanțele organice și compușii anorganici sunt dizolvați sub formă ionizată: ioni de sodiu, potasiu, calciu, magneziu, clorit, fosfat, carbonat. Comparativ cu vertebratele, hemolimfa insectelor conține mai mult potasiu, calciu, fosfor și magneziu. De exemplu, la speciile erbivore, concentrația de magneziu din sânge poate fi de 50 de ori mai mare decât la mamifere. Același lucru este valabil și pentru potasiu.

De asemenea, în partea lichidă a sângelui se găsesc nutrienți, metaboliți (acid uric), hormoni, enzime și compuși pigmentari. Oxigenul dizolvat și dioxidul de carbon, peptidele, proteinele, lipidele și aminoacizii se găsesc acolo într-o oarecare măsură.

Să ne oprim asupra nutrienților hemolimfei mai detaliat. Dintre carbohidrați, majoritatea, aproximativ 80%, sunt trehaloză, care constă din două molecule de glucoză. Se formează, intră în hemolimfă și apoi este scindată de enzima trehalază din organe. Când temperatura scade, glicerina se formează dintr-un alt carbohidrat - glicogen. Apropo, glicerina este de importanță primordială atunci când insectele supraviețuiesc înghețului: împiedică formarea hemolimfei de cristale de gheață care pot deteriora țesuturile. Se transformă într-o substanță asemănătoare jeleului, iar insecta își păstrează viabilitatea uneori chiar și la temperaturi sub zero (de exemplu, călărețul Braconcephi poate rezista la îngheț până la -17 grade).

Aminoacizii sunt prezenți în plasmă într-o cantitate și concentrație suficient de mare. În special, există o mulțime de glutamina și acid glutamic, care joacă un rol în osmoreglarea și sunt folosite pentru construcție. Mulți aminoacizi se combină între ei în plasmă și sunt „depozitați” acolo sub formă de proteine simple - peptide. În hemolimfa insectelor femele există un grup de proteine - vitelogenine, care sunt utilizate în sinteza gălbenușului c. Lizozima proteică, care este prezentă în sângele ambelor sexe, joacă un rol în apărarea organismului împotriva bacteriilor și virușilor.

Celulele „sângelui” ale insectelor – hemocitele – ca și eritrocitele animalelor, sunt de origine mezodermică. Sunt mobile și nemișcate, au forme diferite, sunt prezentate cu „concentrație” diferită. De exemplu, în 1 mm 3 de hemolimfă de gărgăriță există aproximativ 80.000 de celule. Potrivit altor surse, numărul lor poate ajunge la 100.000. Greierul are între 15 și 275 de mii pe 1 mm 3.

Hemocitele sunt împărțite după morfologie și funcții în principalele tipuri: amoebocite, leucocite cromofile, fagocite cu plasmă omogenă, hemocite cu plasmă granulară. În general, dintre toate hemocitele au fost găsite până la 9 specii: prohemocit, plasmocit, granulocit, enocit, cistocit, celulă sferică, adipohemocit, podocit, celulă vierme. Parțial acestea sunt celule de origini diferite, parțial - „vârste” diferite ale aceluiași germen hematopoietic. Ele vin într-o varietate de dimensiuni, forme și funcții. (Fotografie)

De obicei, hemocitele se instalează pe pereții vaselor de sânge și practic nu participă la circulație și numai înainte de începerea următoarei etape de transformare sau înainte de a începe să se miște în fluxul sanguin. Ele se formează în organe hematopoietice speciale. La greieri, muște, fluturi și aceste organe sunt situate în regiunea vasului dorsal.

Funcțiile hemolimfei

Sunt foarte diverse.

Funcția nutrițională: transportul nutrienților prin organism.

Umoral reglare: asigurarea funcționării sistemului endocrin, transferul de hormoni și alte substanțe biologic active către organe.

Funcția respiratorie: transportul oxigenului către celule (la unele insecte ale căror hemocite au hemoglobină sau un pigment apropiat). Exemplul de la Chironimus (țânțari clopot, țânțari dergun) a fost deja descris mai sus. Această insectă în stadiul larvar trăiește în apă, în zone mlăștinoase, unde conținutul de oxigen este minim. Acest mecanism îi permite să folosească rezervele de O 2 din apă pentru a supraviețui în astfel de condiții. În altele, sângele nu îndeplinește funcția respiratorie. Deși există o excepție interesantă: după masă, eritrocitele umane înghițite de acesta pot pătrunde prin peretele intestinal în cavitatea corpului, unde rămân neschimbate și rămân în stare de deplină viabilitate pentru o perioadă lungă de timp. Adevărat, ele sunt prea diferite de hemocite pentru a-și prelua funcția.

Funcția excretorie: acumulare de produse metabolice, care vor fi apoi excretate din organism de către organele excretoare.

Funcție mecanică: creează turgență, presiune internă pentru a menține forma corpului și structura organului. Acest lucru este deosebit de important pentru moale lor

La o serie de insecte, de exemplu, lăcuste sau lăcuste, se observă autohemoragie: atunci când mușchii speciali se contractă, sângele lor stropește pentru autoapărare. În același timp, se pare că, amestecându-se cu aerul, formează uneori spumă, care îi crește volumul. Locurile de ejectare a sângelui la Gândacii de frunze, Coccinellidele și altele sunt localizate în zona articulației, în zona de atașare a primei perechi de corp și în apropierea gurii.

Articol pentru concurs "bio / mol / text": Reacțiile dioxidului de carbon sub formă de CO 2 sau bicarbonat (HCO 3 -) din celulă sunt controlate de anhidraza carbonică - cea mai activă enzimă dintre toate cunoscute, accelerând reacția reversibilă de hidratare a CO 2 atmosferică. În acest articol, vom analiza procesul de fotosinteză și rolul anhidrazei carbonice în acesta.

Este îngropat
În lipsa măcar a unui singur
Raza de soare spre pământ?
Sau nu s-a ridicat,
Transformat în ea,
În frunze de smarald.
N.F. Șcherbina

Istoria învățării procesului care transformă din nou aerul stricat în aer bun

Figura 1. Experimentul D. Priestley

Termenul de „fotosinteză” în sine a fost propus în 1877 de celebrul fiziolog german Wilhelm Pfeffer (1845-1920). El credea că din dioxid de carbon și apă, plantele verzi în lumină formează materie organică și eliberează oxigen. Iar energia luminii solare este absorbita si transformata cu ajutorul pigmentului verde. clorofilă... Termenul de „clorofilă” a fost propus în 1818 de chimiștii francezi P. Peltier și J. Cavant. Este format din cuvintele grecești chloros - verde - și phillon - frunză. Cercetătorii au confirmat ulterior că plantele au nevoie de dioxid de carbon și apă pentru a le hrăni, din care este făcută cea mai mare parte a masei plantelor.

Fotosinteza este un proces complex în mai multe etape (Fig. 3). În ce stadiu este necesară energia luminii? S-a dovedit că reacția de sinteza a substanțelor organice, includerea dioxidului de carbon în compoziția moleculelor lor nu necesită în mod direct energie luminoasă. Aceste reacții au fost numite întuneric, deși merg nu numai în întuneric, ci și în lumină, doar că lumina nu este necesară pentru ei.

Rolul fotosintezei în viața societății umane

În ultimii ani, omenirea s-a confruntat cu o lipsă de resurse energetice. Epuizarea iminentă a rezervelor de petrol și gaze îi determină pe oamenii de știință să caute surse de energie noi, regenerabile. Utilizarea hidrogenului ca purtător de energie deschide perspective extrem de atractive. Hidrogenul este o sursă de energie curată. Când este ars, se formează doar apă: 2H 2 + O 2 = 2H 2 O. Plantele superioare și multe bacterii secretă hidrogen.

În ceea ce privește bacteriile, majoritatea trăiesc în condiții strict anaerobe și nu pot fi utilizate pentru producția pe scară largă a acestui gaz. Recent, însă, în ocean a fost descoperită o tulpină de cianobacterii aerobe, care produce hidrogen foarte eficient. Cyanobacterium cyanothece 51142 combină două căi biochimice fundamentale simultan - aceasta este stocarea energiei în timpul zilei în timpul fotosintezei și fixarea azotului cu eliberarea de hidrogen și consumul de energie - noaptea. Randamentul de hidrogen, și atât de mare, a putut să crească și mai mult în condițiile de laborator prin „ajustarea” duratei orelor de lumină. Randamentul raportat - 150 micromoli de hidrogen per miligram de clorofilă pe oră - este cel mai mare care ar putea fi observat pentru cianobacterii. Dacă aceste rezultate sunt extrapolate la un reactor ceva mai mare, randamentul este de 900 ml hidrogen per litru de cultură bacteriană în 48 de ore. Pe de o parte, acest lucru nu pare să fie mult, dar dacă vă imaginați reactoare cu bacterii care lucrează la putere maximă întinzându-se pe mii de kilometri pătrați de oceane ecuatoriale, atunci cantitatea totală de gaz poate fi impresionantă.

Noul proces de producere a hidrogenului se bazează pe conversia energiei xilozei, cel mai abundent zahăr simplu. Oamenii de știință de la Virginia Tech au luat un set de enzime dintr-un număr de microorganisme și au creat o enzimă sintetică unică, care nu are analogi în natură, care vă va permite să extrageți cantități mari de hidrogen din orice plantă. Această enzimă, la o temperatură de numai 50 ° C, eliberează o cantitate fără precedent de hidrogen folosind xiloză - de aproximativ trei ori mai mult decât cele mai bune tehnici moderne „microbiene”. Esența procesului se rezumă la faptul că energia stocată în xiloză și polifosfați descompune moleculele de apă și vă permite să obțineți hidrogen de înaltă puritate, care poate fi trimis imediat la celulele de combustie care generează electricitate. Rezultatul este un proces eficient, prietenos cu mediul, care necesită puțină energie doar pentru a începe reacția. În ceea ce privește intensitatea energetică, hidrogenul nu este inferior benzinei de înaltă calitate. Flora este o plantă biochimică uriașă, care uimește prin amploarea și varietatea sintezelor biochimice.

Există o altă modalitate prin care omul poate folosi energia solară asimilată de plante - transformarea directă a energiei luminoase în energie electrică. Capacitatea clorofilei de a da și atașa electroni sub influența luminii stă la baza muncii generatoarelor care conțin clorofilă. M. Calvin a propus în 1972 ideea creării unei celule foto, în care clorofila să servească drept sursă de curent electric, capabilă să preia electroni de la unele substanțe sub iluminare și să le transfere altora. În prezent, multe dezvoltări sunt în curs de desfășurare în acest domeniu. De exemplu, omul de știință Andreas Mershin ( Andreas Mershin) și colegii săi de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts au creat baterii bazate pe un complex de recoltare a luminii de molecule biologice - fotosistemul I din cianobacterii Thermosynecho coccuselongates(fig. 4). În lumina normală a soarelui, celulele au prezentat o tensiune în circuit deschis de 0,5 V, o putere specifică de 81 µW/cm2 și o densitate de fotocurent de 362 µA/cm2. Și acesta, conform inventatorilor, este de 10.000 de ori mai mult decât orice biofotovoltaic prezentat anterior, bazat pe sisteme foto naturale.

Figura 4. Structura spațială a fotosistemului 1 (FS1). PS sunt componente importante ale complexelor responsabile de fotosinteza la plante și alge. Ele sunt formate din mai multe varietăți de clorofilă și molecule înrudite - proteine, lipide și cofactori. Numărul total de molecule dintr-un astfel de set este de până la peste două sute.

Eficiența bateriilor rezultate a fost de numai aproximativ 0,1%. Cu toate acestea, creatorii curiozității îl consideră un pas important către introducerea masivă a energiei solare în viața de zi cu zi. Într-adevăr, astfel de dispozitive pot fi produse la costuri extrem de mici! Crearea celulelor fotovoltaice este doar începutul în producția industrială de tipuri alternative de energie pentru întreaga omenire.

O altă sarcină importantă a fotosintezei plantelor este de a oferi oamenilor materie organică. Și nu numai pentru alimente, ci și pentru produse farmaceutice, producție industrială de hârtie, amidon etc. Fotosinteza este principalul punct de intrare al carbonului anorganic în ciclul biologic. Tot oxigenul liber din atmosferă este de origine biogenă și este un produs secundar al fotosintezei. Formarea unei atmosfere oxidante (așa-numita dezastru de oxigen) a schimbat complet starea suprafeței pământului, a făcut posibilă apariția respirației, iar ulterior, după formarea stratului de zonă, a permis existența vieții pe uscat. Având în vedere importanța procesului de fotosinteză, dezvăluirea mecanismului acestuia este una dintre cele mai importante și interesante sarcini cu care se confruntă fiziologia plantelor.

Să trecem la una dintre cele mai interesante enzime care funcționează sub capota fotosintezei.

Cea mai activă enzimă: voluntar pentru fotosinteză

În condiții naturale, concentrația de CO 2 este destul de scăzută (0,04% sau 400 μl / l), prin urmare, difuzarea CO 2 din atmosferă în cavitățile interioare de aer ale frunzei este dificilă. În condiții de concentrație scăzută de dioxid de carbon, un rol esențial în procesul de asimilare a acestuia în timpul fotosintezei revine enzimei anhidrazei carbonice(CA). Probabil, nava spațială ajută la asigurare ribuloză bisfosfat carboxilază / oxigenază(RBPC / O, sau RuBisCO) substrat (CO 2) stocat în stroma cloroplastului sub formă de ion bicarbonat. RuBisc / O este una dintre cele mai importante enzime din natură, deoarece joacă un rol central în mecanismul principal de intrare a carbonului anorganic în ciclul biologic și este considerată cea mai abundentă enzimă de pe Pământ.

Anhidraza carbonică este un biocatalizator extrem de important, una dintre cele mai active enzime. CA catalizează reacția reversibilă de hidratare a CO 2 în celulă:

CO2 + H20 = H2C03 = H + + HCO3-.

Reacția anhidrazei carbonice are loc în două etape. În prima etapă se formează ionul bicarbonat HCO 3 -. În a doua etapă, un proton este eliberat, iar această etapă limitează procesul.

Ipotetic, CA ale celulelor vegetale pot îndeplini diverse funcții fiziologice în conformitate cu locația lor. În timpul fotosintezei, pe lângă transferul rapid de HCO 3 - în CO 2, care este necesar pentru RuBisCO / O, poate accelera transportul carbonului anorganic prin membrane, poate menține starea pH-ului în diferite părți ale celulelor, poate atenua modificările de aciditate în situații stresante și reglează transportul electronilor și protonilor către cloroplast. ...

Anhidraza carbonică este prezentă în aproape toate speciile de plante studiate. În ciuda numeroaselor fapte experimentale în favoarea participării anhidrazei carbonice la fotosinteză, mecanismul final al participării enzimei la acest proces rămâne de elucidat.

Numeroase „familii” de anhidraze carbonice

Într-o plantă superioară Arabidopsis thaliana Au fost găsite 19 gene din trei familii (din cinci stabilite până în prezent) care codifică anhidrazele carbonice. La plantele superioare au fost găsite CA aparținând familiilor α-, β- și γ. Cinci CA din familia y au fost găsite în mitocondrii; CA din familia Β au fost găsite în cloroplaste, mitocondrii, citoplasmă și plasmalemă (Fig. 6). Aproximativ opt α-CA se știe doar că α-CA1 și α-CA4 sunt localizate în cloroplaste. Până în prezent, anhidrazele carbonice α-KA1, α-KA4, β-KA1 și β-KA5 au fost găsite în cloroplastele plantelor superioare. Dintre aceste patru CA, doar unul este cunoscut și este localizat în stroma cloroplastică (Fig. 6).

CA sunt metaloenzime care conțin un atom de metal în centrul activ. De obicei, un astfel de metal care este legat de liganzii centrului de reacție CA este zincul. CA sunt complet diferite unele de altele la nivelul structurilor lor terțiare și cuaternare (Fig. 7), dar este deosebit de surprinzător faptul că centrii activi ai tuturor CA sunt similare.

Figura 7. Structura cuaternară a reprezentanților a trei familii de AC. În verde sunt indicate elice α, galben- zone de pliere β, roz- atomi de zinc din centrii activi ai enzimelor. În structurile α și γ-CA predomină organizarea pliată în β a moleculei proteice, în structura β-CA predomină α-turnurile.

Localizarea CA în celulele vegetale

Varietatea formelor CA indică multitudinea de funcții pe care le îndeplinesc în diferite părți ale celulei. Pentru a determina locația intracelulară a șase anhidraze β-carbonice, am folosit un experiment bazat pe etichetarea CA cu proteină fluorescentă verde (GPB). Anhidraza carbonică a fost modificată genetic în același „cadru de citire” cu PBS, iar expresia acestei gene „reticulate” a fost analizată utilizând microscopie de scanare confocală laser (Fig. 8). În celulele mezofile ale plantelor transgenice, în care β-CA1 și β-CA5 sunt „legați” cu PBS, semnalul PBS a coincis în spațiu cu fluorescența clorofilei, ceea ce a indicat legătura (colocalizarea) acesteia cu cloroplastele.

Figura 8. Micrografie a celulelor cu GFP, care este „cusut” cu regiunea de codificare a genelor β-KA1-6. Verdeși semnale roșii arată fluorescența GFP și, respectiv, autofluorescența clorofilei. Galben (pe dreapta) este afișată imaginea combinată. Fluorescența a fost înregistrată folosind un microscop confocal.

Utilizarea plantelor transgenice deschide oportunități largi pentru studierea participării anhidrazelor carbonice la fotosinteză.

Care pot fi funcțiile CA în fotosinteză?

Figura 9. Complexele pigment-proteină PS1 și PS2 în membrana tilacoidă. Săgeți sunt prezentate transportul electronilor de la un sistem la altul și produsele de reacție.

Se știe că ionii de bicarbonat sunt necesari pentru transportul normal al electronilor în secțiunea lanțului de transport de electroni a cloroplastelor. QA → Fe 2+ → QB, unde QA este principalul și QB este acceptorii secundari de chinonă, iar QB este situat pe partea acceptor a fotosistemului 2 (PS2) (Fig. 9). O serie de fapte indică participarea acestor ioni la reacția de oxidare a apei pe partea donatoare a PS2. Prezența anhidrazelor carbonice în complexul pigment-protein al PS2, care reglează furnizarea de bicarbonat la locul dorit, ar putea oferi un curs eficient al acestor reacții. S-a sugerat deja că CA participă la protecția PS2 împotriva fotoinhibării în condiții de iluminare intensă prin legarea de protoni în exces pentru a forma o moleculă de CO2 neîncărcată care este ușor solubilă în faza lipidică a membranei. Prezența CA a fost demonstrată într-un complex multienzimatic care fixează CO2 și leagă ribuloza bis fosfat carboxilază / oxigenază cu membrană tilacoidă. S-a emis ipoteza că CA asociat membranei deshidratează bicarbonatul, producând CO2. Recent, s-a demonstrat că protonii intratilacoizi acumulați în lumină sunt utilizați în deshidratarea bicarbonatului adăugat la o suspensie de tilacoizi izolați și s-a sugerat că această reacție poate avea loc pe suprafața membranei stromale dacă CA oferă un canal pentru protoni. scurgeri din lumen.

În mod surprinzător, atât de mult depind de un singur bloc al sistemului. Și dezvăluind locația și funcția sa, întregul sistem poate fi controlat.

Concluzie

Dioxidul de carbon pentru animale este un produs neutilizat al reacțiilor metabolice, ca să spunem așa - „eșapament” eliberat în timpul „combustiei” compușilor organici. În mod surprinzător, plantele și alte organisme fotosintetice folosesc tocmai acest dioxid de carbon pentru biosinteza aproape întregii materii organice de pe Pământ. Viața pe planeta noastră este construită pe baza unui schelet de carbon și dioxidul de carbon este „cărămida” din care este construit acest schelet. Și soarta dioxidului de carbon - indiferent dacă este inclus în compoziția materiei organice sau eliberat în timpul descompunerii sale - este cea care stă la baza circulației substanțelor pe planetă (Fig. 10).

Literatură

Timiryazev K.A. Viața plantelor. M .: „Selkhoziz”, 1936;
Artamonov V.I. Fiziologia plantelor distractive. M .: „Agropromizdat”, 1991;
Aliev D.A. și Guliev N.M. Anhidraza carbonică a plantelor. M .: „Știință”, 1990;
Cernov N.P. Fotosinteză. Capitolul: Structura și nivelurile de organizare a proteinei. M .: „Bustard”, 2007;
Bacterii pentru energia hidrogenului;
Barlow Z. (2013). Revoluția în producția de combustibil cu hidrogen ar putea revoluționa piața energiei alternative. Institutul Politehnic din Virginia și Universitatea de Stat;
Andreas Mershin, Kazuya Matsumoto, Liselotte Kaiser, Daoyong Yu, Michael Vaughn etc. al .. (2012). Fotosistem auto-asamblat-I biofotovoltaic pe TiO2 și ZnO nanostructurat. Rep. științific. 2 ;
David N. Silverman, Sven Lindskog. (1988). Mecanismul catalitic al anhidrazei carbonice: implicațiile unei protolize a apei care limitează viteza. Acc. Chim. Res.. 21 , 30-36;
Lehninger A. Fundamentele Biochimiei. M .: „Mir”, 1985;
Ivanov B.N., Ignatova L.K., Romanova A.K. (2007). Varietate de forme și funcții ale anhidrazei carbonice la plantele terestre superioare. „Fiziologia plantelor”. 54 , 1–21;
Anders Liljas, Martin Laurberg. (2000). O roată inventată de trei ori. Rapoartele EMBO. 1 , 16-17;
Natalia N. Rudenko, Lyudmila K. Ignatova, Boris N. Ivanov. (2007). ... Res. fotosinteză. 91 , 81-89;
NICOLAS FABRE, ILJA M REITER, NOELLE BECUWE-LINKA, BERNARD GENTY, DOMINIQUE RUMEAU. (2007). Caracterizarea și analiza expresiei genelor care codifică? și? anhidrazele carbonice la Arabidopsis. Mediile celulare vegetale. 30 , 617-629;
Premiul Nobel pentru chimie fluorescent;
Jack J. S. van Rensen, Chunhe Xu, Govindjee. (1999). Rolul bicarbonatului în fotosistemul II, apa-plastochinona oxido-reductaza din fotosinteza plantelor. Plant Physiol. 105 , 585-592;
A. Villarejo. (2002). O anhidrază carbonică asociată fotosistemului II reglează eficiența evoluției fotosintetice a oxigenului. Jurnalul EMBO. 21 , 1930-1938;
Judith A. Jebanathirajah, John R. Coleman. (1998). Asocierea anhidrazei carbonice cu un complex enzimatic al ciclului Calvin la Nicotiana tabacum. Planta. 204 , 177-182;
Pronina N.A. și Semanenko V.E. (1984). Localizarea formelor solubile și legate de membrană de anhidrază carbonică în Chlorella celulă. Fiziol. Rast. 31 , 241–251;
L. K. Ignatova, N. N. Rudenko, M. S. Khristin, B. N. Ivanov. (2006). Originea heterogenă a activității anhidrazei carbonice a membranelor tilacoide. Biochimie (Moscova). 71 , 525-532.

Usova Irina Valerianovna,

Profesor de biologie, chimie și geografie de categoria I

Generalizare pe tema „Viața organismelor”

(Lecția de biologie în clasa a 6-a)

Obiectivele lecției:

Să generalizeze și să sistematizeze cunoștințele despre procesele de viață ale organismelor, asigurându-le integritatea și relația cu mediul.
Verificați nivelul de formare a abilităților pentru a evidenția semnele și proprietățile esențiale ale fenomenelor, aplicați cunoștințele în practică.
Promovați formarea înțelegerii de către elevi a plantelor și animalelor ca organisme întregi.

^ Concepte de bază și termeni ai lecției : nutriție, digestie, fotosinteză, enzimă, sânge, sânge rece, sânge cald, schelet extern, schelet intern, sistem nervos, reflex, instinct, hormoni, spor, gameți, sămânță, creștere, dezvoltare, reproducere.

Echipament: prezentare pe calculator „Activitatea vitală a organismelor. Generalizarea cunoștințelor”, procesor, videoproiector, ecran.

În timpul orelor:

Organizarea timpului.
Repetarea și generalizarea cunoștințelor.

Rezolvarea problemelor biologice.

- Pe baza ce proprietăți și caracteristici pot fi clasificate semințele de fasole și ouăle de găină ca organisme vii?

Cărei etape de dezvoltare a organismelor aparțin aceste obiecte?

Răspunsuri motivate la sarcinile „Care afirmații sunt corecte?” (însoțit de o prezentare de diapozitive cu textul enunțurilor și imaginile și diagramele aferente, elevii comentează răspunsul lor - de ce sunt de acord sau nu)

Doar plantele pot absorbi direct energia solară.
Toate animalele sunt omnivore.
Toate organismele vii respiră.
Stomata este organul respirator al râmelor.
Doar vertebratele terestre au plămâni.
Substanțele organice din plante se deplasează prin tuburi sită.
Râmele are un sistem circulator închis.
Peștele are o inimă cu trei camere.
Metabolismul are loc în toate organismele vii.
Peștii sunt animale cu sânge cald.
Plantele și ciupercile nu au sisteme excretoare speciale.
Organele excretoare ale viermilor sunt rinichii.
Toate animalele au un schelet intern.
Scheletul vertebratelor este format din scheletul capului, trunchiului și membrelor.
Plantele sunt capabile de mișcare activă, se pot mișca.
Hormonii sunt substanțe secretate de glandele endocrine în sânge.
Sistemul nervos al vertebratelor este format din creier și măduva spinării și nervi.
Doi indivizi participă la reproducerea asexuată.
Înmugurirea este o modalitate de reproducere asexuată.
Plantele cu flori au dubla fertilizare.
Insectele au un tip indirect de dezvoltare.

Sarcini de reproducere a definițiilor conceptelor de bază ale temei.

(Elevii dau, pe rând, definiții ale conceptelor. Profesorul pune întrebări cu privire la acești termeni. Elevii individuali alcătuiesc propoziții cu unul sau mai multe concepte, combinându-le într-un concept mai cuprinzător. Diapozitivele cu termeni și imagini sunt afișate pe ecran în același timp) .

^ Nutriție, digestie, fotosinteză, enzime.

- Ce tipuri de nutriție se disting la plante?

Ce tip de nutriție a plantelor este fotosinteza?

Pentru ce organisme este tipică digestia?

Ce legătură au enzimele cu procesul de digestie?

^ Hemolimfa, plasma, celule sanguine, artera, vena, capilara.

- Pentru ce organisme este hemolimfa ca mediu intern? Ce culoare este?

Ce este plasma sanguină? Cum este legat de celulele sanguine?

Ce unește aceste concepte - artere, vene, capilare?

Cum sunt diferite aceste vase?

^ 3. Sânge rece, sânge cald, rinichi, ureter, vezică urinară.

Cum diferă animalele cu sânge cald de cele cu sânge rece?

Ce animale sunt cu sânge cald și care sunt cu sânge rece?

Ceea ce unește aceste trei concepte - rinichi, uretere, vezică urinară.

^ 4. Scheletul exterior, scheletul interior, ridicarea aripii.

Care este diferența dintre scheletul extern și cel intern?

Pentru ce organisme este caracteristic scheletul extern și pentru care - cel intern?

Ce este ridicarea aripilor?

^ 5. Sistem nervos reticular, sistem nervos nodular, impuls nervos, reflex, instinct.

Pentru ce organisme este tipic sistemul nervos reticular? Care sunt caracteristicile sale?

Care sunt caracteristicile sistemului nervos nodal?

Ce este un impuls nervos?

Ce este un reflex?

Ce este instinctul?

^ 6. Înmugurire, spori, organe vegetative.

Ce au în comun toate aceste concepte?

Pentru ce organisme înmugurire sunt tipice?

Ce sunt organele vegetative?

Ce organisme se reproduc cel mai adesea prin organe vegetative?

^ 7. Gamet, hermafrodit, spermatozoid, ovul, fecundare, zigot.

Ce au conceptele în comun - gamet, spermatozoid, ovul?

Ce organisme se numesc hermafrodite?

Alcătuiește o propoziție folosind ultimii patru termeni.

^ 8. Polenizare, sac embrionar, celulă centrală, fertilizare dublă, răsad.

Ce este polenizarea?

Ce au în comun concepte precum sacul embrionar și celula centrală?

Care sunt caracteristicile fertilizării duble caracteristice plantelor cu flori?

Ce este un răsad?

^ 9. Zdrobire, blastula, gastrula, neurula, mezodermul.

Ce este zdrobirea?

Care este rezultatul acestui proces?

Ce au în comun concepte precum blastula, gastrula și neurula?

Ce este mezodermul?

Generalizarea materialului.

Elevii răspund la întrebarea:

Prin ce diferă lucrurile vii de cele nevii?

Concluzia lecției: Organismele vii diferă de corpurile de natură neînsuflețită prin aceea că sunt caracterizate prin procese precum nutriția, respirația, metabolismul, excreția, mișcarea, iritabilitatea, creșterea, dezvoltarea și reproducerea.

Însumarea rezultatelor lecției, atribuirea de note elevilor pentru munca la lecție

Compoziția hemolimfei. La animalele superioare, în organism circulă două fluide: sângele, care îndeplinește funcția respiratorie, și limfa, care îndeplinește în principal funcția de a transporta substanțele nutritive. Datorită diferenței semnificative față de sângele animalelor superioare, sângele insectelor a primit un nume special - hemolimfa ... Este singurul fluid tisular din corpul insectelor. La fel ca sângele vertebratelor, este format dintr-o substanță intercelulară lichidă - plasmă și celulele din el - hemocite ... Spre deosebire de sângele vertebratelor, hemolimfa nu conține celule alimentate cu hemoglobină sau alt pigment respirator. Ca urmare, hemolimfa nu îndeplinește funcția respiratorie. Toate organele, țesuturile și celulele preiau nutrienții și alte substanțe de care au nevoie din hemolimfă și eliberează produse metabolice în ea. Hemolimfa transportă produsele digestive de la pereții canalului intestinal către toate organele și transferă produsele de descompunere către organele excretoare.

Cantitatea de hemolimfă din corpul albinelor variază: la o matcă împerecheată - 2,3 mg; în uterul ovipar - 3,8; drona - 10,6; pentru o albină lucrătoare - 2,7-7,2 mg.

Plama hemolimfei este mediul intern în care trăiesc și funcționează toate celulele corpului insectei. Este o soluție apoasă de substanțe anorganice și organice. Conținutul de apă din hemolimfă este de la 75 la 90%. Reacția hemolimfei este în mare parte slab acidă sau neutră (pH de la 6,4 la 6,8). Substanțele anorganice libere ale hemolimfei sunt foarte diverse și se află în plasmă sub formă de ioni. Numărul lor total depășește 3%. Sunt folosite de insecte nu numai pentru a menține presiunea osmotică a hemolimfei, ci și ca rezervă de ioni necesari funcționării celulelor vii.

Principalii cationi ai hemolimfei includ sodiu, potasiu, calciu și magneziu. La fiecare specie de insecte, raporturile cantitative dintre acești ioni depind de poziția sa sistematică, habitatul și regimul alimentar.

Insectele antice și relativ primitive (libelule și ortoptere) se caracterizează printr-o concentrație mare de ioni de sodiu cu o concentrație relativ scăzută a tuturor celorlalți cationi. Cu toate acestea, în ordine precum Hymenoptera și Lepidoptera, conținutul de sodiu din hemolimfă este scăzut și, prin urmare, alți cationi (magneziu, potasiu și calciu) devin dominanti. La larvele de albine, cationii de potasiu predomină în hemolimfă, iar cationii de sodiu la albinele adulte.

Clorul este pe primul loc printre anionii hemolimfei. La insectele care se dezvoltă cu metamorfoză incompletă, de la 50 la 80% din cationii hemolimfei sunt echilibrați de anioni de clor. Cu toate acestea, în hemolimfa insectelor care se dezvoltă cu metamorfoză completă, concentrația de cloruri este mult redusă. Deci, la Lepidoptera, anionii de clor pot echilibra doar 8-14% din cationii continuti de hemolimfa. În acest grup de insecte predomină anionii de acid organic.

Pe lângă clor, hemolimfa insectelor are și alți anioni de substanțe anorganice, de exemplu H 2 PO 4 și HCO 3. Concentrația acestor anioni este de obicei scăzută, dar ei pot juca un rol important în menținerea echilibrului acido-bazic în plasma hemolimfei.

Hemolimfa unei larve de albine conține următorii cationi și anioni de substanțe anorganice, g la 100 g de hemolimfă:

Sodiu - 0,012-0,017 magneziu - 0,019-0,022
potasiu - 0,095 fosfor - 0,031
calciu - 0,014 clor - 0,00117

Hemolimfa conține întotdeauna gaze solubile - puțin oxigen și o cantitate semnificativă de CO2.

Plasma hemolimfei conține o varietate de substanțe organice - carbohidrați, proteine, lipide, aminoacizi, acizi organici, glicerol, dipeptide, oligopeptide, pigmenți etc.

Compoziția carbohidraților hemolimfatici la albinele de diferite vârste nu este stabilă și reflectă direct compoziția zaharurilor absorbite cu alimente. Albinele tinere (nu mai mult de 5-6 zile) au un conținut scăzut de glucoză și fructoză, iar în rândul albinelor lucrătoare - colectoare de nectar, hemolimfa este bogată în aceste monozaharide. Nivelul de fructoză din hemolimfa albinelor este întotdeauna mai mare decât cel al glucozei. Glucoza conținută în hemolimfă este consumată complet de albină în timpul a 24 de ore de post. Rezervele de glucoză din hemolimfă sunt suficiente pentru ca albina colectoare să zboare timp de 15 minute. Cu un zbor mai lung al albinei, volumul hemolimfei sale scade.

Există mai puțină glucoză în hemolimfa trântorilor decât la albinele lucrătoare, iar cantitatea acesteia este destul de constantă - 1,2%. La matcile infertile, în timpul zborurilor de împerechere s-a observat un conținut ridicat de glucoză în hemolimfă (1,7%), dar odată cu trecerea la depunerea ouălor, cantitatea de zaharuri scade și se menține la un nivel destul de constant, indiferent de vârstă. . În hemolimfa mătcilor se constată o creștere semnificativă a concentrației de zahăr atunci când acestea se află în familii care se pregătesc pentru roi.

Pe lângă glucoză și fructoză, hemolimfa conține cantități semnificative de trehaloză dizaharidă. La insecte, trehaloza servește ca formă de transport a carbohidraților. Celulele corpului gras îl sintetizează din glucoză și apoi îl eliberează în hemolimfă. Dizaharida sintetizată cu fluxul de hemolimfă este transportată în întregul corp și absorbită de acele țesuturi care au nevoie de carbohidrați. În țesuturi, trehaloza este descompusă în glucoză de către o enzimă specială - trehalaza. Trehalaza este deosebit de abundentă la albinele colectoare de polen.
Carbohidrații sunt stocați în corpul albinelor sub formă de glicogen și se acumulează în corpul adipos și în mușchi. În pupă, glicogenul este conținut în hemolimfă, eliberat în ea din celule în timpul histolizei organelor corpului larvei.

Proteinele alcătuiesc o parte esențială a hemolimfei. Conținutul total de proteine din hemolimfa insectelor este destul de mare - de la 1 la 5 g la 100 ml de plasmă. Prin metoda electroforezei pe disc pe un corp de poliacrilamidă, este posibilă izolarea a 15 până la 30 de fracții proteice din hemolimfă. Numărul acestor fracții variază în funcție de poziția taxonomică, sex, stadiul de dezvoltare a insectelor și alimentație.

Hemolimfa larvei de albine conține semnificativ mai multe proteine decât hemolimfa larvelor altor insecte. Ponderea albuminei în larva albinei este de 3,46%, iar ponderea globulinei este de 3,10%. Conținutul de proteine este mai constant la albinele adulte decât la larve. În hemolimfa uterului și albina lucrătoare, există puțin mai multe proteine în comparație cu hemolimfa trântorului. În plus, la multe insecte, hemolimfa femelelor mature sexual conține fracții proteice care sunt absente la masculi. Astfel de proteine se numesc - vitelogenine , proteină specifică feminină a gălbenușului, deoarece sunt utilizate în scopuri de vitelogeneză - formarea gălbenușului în ouăle în curs de dezvoltare. Vitellogeninele sunt sintetizate în corpul adipos, iar hemolimfa le transportă la ovocite (celule germinale) în curs de maturizare.

Hemolimfa albinelor, ca majoritatea celorlalte insecte, este deosebit de bogată în aminoacizi, fiind de 50-100 de ori mai mulți decât în plasma vertebratelor. De obicei, în hemolimfă se găsesc 15-16 aminoacizi liberi, printre care acidul glutamic și prolina ating conținutul maxim. Refacerea rezervei de aminoacizi din hemolimfa are loc din alimentele care sunt digerate în intestin și din corpul gras, ale cărui celule pot sintetiza aminoacizi neesențiali. Corpul gras, care furnizează hemolimfei cu aminoacizi, acționează și ca un consumator al acestora. Absoarbe aminoacizii din hemolimfa, care sunt consumati pentru sinteza proteinelor.

Lipidele (grăsimile) pătrund în hemolimfă în principal din intestine și din corpul adipos. Cea mai semnificativă parte a fracției lipidice a hemolimfei sunt gliceridele, adică esterii glicerolului și acizilor grași. Conținutul de grăsime nu este constant și depinde de hrana insectelor, ajungând în unele cazuri la 5% sau mai mult. 100 cm 3 de hemolimfa larvelor de albine lucrătoare conțin de la 0,37 la 0,58 g de lipide.

Aproape toți acizii organici se găsesc în hemolimfa insectelor. La larvele de insecte care se dezvoltă cu metamorfoză completă, se observă un conținut deosebit de ridicat de acid citric în plasma hemolimfei.

Dintre pigmenții conținuți de hemolimfă, cei mai des întâlniți sunt carotenoizii și flavonoizii, care creează o culoare galbenă sau verzuie a hemolimfei. Hemolimfa albinelor conține un cromogen de melanină incolor.

În hemolimfă, produșii de carie sunt întotdeauna prezenți sub formă de acid uric liber sau sub formă de săruri ale acestuia (urați).

Alături de substanțele organice remarcate, hemolimfa albinelor conține întotdeauna enzime oxidante și reducătoare, precum și digestive.

Hemolimfa albinelor contine hemocite , care sunt celule nucleate care provin din mezoderm. Cele mai multe dintre ele se așează de obicei pe suprafața diferitelor organe interne și doar unele dintre ele circulă liber în hemolimfă. Hemocitele adiacente țesuturilor și inimii formează organe fagocitare. La albine, hemocitele pătrund în inimă și circulă chiar și în venele subțiri ale aripilor.

Numărul total de hemocite care circulă liber în corpul insectei este de 13 milioane, iar volumul total al acestora atinge 10% din volumul hemolimfei. Ele sunt foarte diverse în formă și sunt împărțite în mai multe tipuri. Toate hemocitele găsite în larve, pupe, albine tinere și bătrâne sunt de 5-7 tipuri. BA Shishkin (1957) a studiat în detaliu structura hemocitelor la albine și a identificat cinci tipuri principale: plasmocite, nimfocite, sferulocite, enocitoide și plateocite (Fig. 22). Fiecare tip este un grup independent de hemocite care nu sunt legate între ele ca origine și nu au tranziții morfologice. El a descris, de asemenea, etapele de dezvoltare ale hemocitelor de la formele tinere în creștere până la cele mature și degenerate.

Orez. 22.

A - plasmocite; B - nimfocite; B - sferulocite; G - enocitoide; D - plateocite (în stadiul de dezvoltare și degenerare); c - citoplasmă; Eu sunt nucleul; c - vacuole; bz - boabe bazofile; c - sferule; xr - aglomerări de cromatină; xs - granule de cromatina

Plasmacitele sunt elementele celulare ale hemolimfei larvei. Celulele tinere se divid adesea mitotice și trec prin cinci etape de dezvoltare. Celulele diferă ca mărime și structură.

Nimfocitele sunt elemente celulare ale hemolimfei pupale, care au jumătate din dimensiunea celulelor plasmatice. Nimfocitele au granule și vacuole care refractă lumina.

Sferulocitele se găsesc în pupă și la albina adultă. Aceste celule se disting prin prezența incluziunilor în citoplasmă - sferule.

Enocitoizii se găsesc și în pupe și albine adulte. Celulele sunt rotunde. Citoplasma enocitoidelor conține incluziuni granulare sau cristaline. Toate celulele de acest tip trec prin șase stadii de dezvoltare.

Platocitele sunt mici, de diferite forme și cele mai numeroase hemocite din hemolimfa unei albine adulte, reprezentând 80-90% din totalul hemocitelor la o albină. Platocitele trec prin șapte stadii de dezvoltare, de la tinere până la maturitate.

Datorită capacității și transformărilor, celulele hemolimfelor, care se află în stări morfologice diferite, pot îndeplini diferite funcții. De obicei, fiecare tip de hemocit se acumulează în număr maxim în anumite etape ale ciclului de viață. În special, scade brusc numărul de hemocite din hemolimfă din a 10-a zi de viață a albinelor. Aparent, acesta este un punct de cotitură în viața albinei și este asociat cu o schimbare a funcției sale.

În perioada vară-toamnă, în hemolimfa albinelor infectate cu acarianul varroa, se înregistrează o creștere a numărului de plateocite mature și bătrâneți, precum și prezența unui număr mare de forme de celule tinere. Acest lucru se datorează aparent faptului că atunci când căpușa se hrănește cu albină, volumul hemolimfei scade, ducând la tulburări metabolice și la regenerarea plateocitelor.

Funcțiile hemolimfei. Hemolimfa spală toate celulele, țesuturile și organele insectei. Este mediul intern în care trăiesc și funcționează toate celulele corpului albinei. Hemolimfa are șapte funcții vitale esențiale.

Hemolimfa transportă nutrienți de la pereții intestinali către toate organele. În realizarea acestui lucru funcția trofică sunt implicate hemocitele și compușii chimici plasmatici. O parte din nutrienți vine de la hemolimfă către celulele corpului gras și este depozitată acolo sub formă de nutrienți de rezervă, care trec din nou în hemolimfă atunci când albinele mor de foame.

A doua funcție importantă a hemolimfei este participarea la eliminarea produselor de degradare ... Hemolimfa, care curge în cavitatea corpului, este treptat saturată cu produse de degradare. Apoi intră în contact cu vasele malpighiene, ale căror celule selectează produse de degradare din soluție, acid uric. Astfel, hemolimfa transporta acidul uric, uratii si alte substante din celulele corpului albinei catre vasele malpighiene, care reduc treptat concentratia produselor de descompunere in hemolimfa. Din vasele malpighiene, acidul uric intră în intestinul posterior, de unde este expulzat cu fecale.

N. Ya. Kuznetsov (1948) a arătat că fagocitoza bacteriană constă din două procese. Mai întâi, agenții chimici ai hemolimfei acționează asupra bacteriilor, iar apoi are loc procesul de absorbție a bacteriilor de către fagocite.

OF Grobov (1987) a arătat că organismul larvei răspunde întotdeauna la introducerea agentului patogen al locului american cu o reacție de protecție - fagocitoză. Fagocitele captează și distrug bacilii larvelor, dar acest lucru nu asigură o protecție completă a organismului. Reproducerea bacililor este mai intensă decât fagocitoza lor, iar larva moare. În același timp, a existat o absență completă a fagocitozei.

De asemenea, esențial functie mecanica hemolimfa - creând presiunea internă necesară, sau turgor. Datorită acestui fapt, larvele își mențin o anumită formă a corpului. În plus, prin contracția mușchilor, poate să apară o presiune crescută a hemolimfei și să fie transmisă prin aceasta în alt loc pentru a îndeplini o altă funcție, de exemplu, pentru a rupe învelișul cuticular la larve în timpul napârlirii sau pentru a întinde aripile albinelor care tocmai au ieșit din celule.

Rolul hemolimfei în menţinând o aciditate activă constantă ... Aproape toate procesele de viață din organism pot decurge normal cu o reacție constantă a mediului. Menținerea unei acidități active (pH) constantă se realizează datorită proprietăților de tamponare ale hemolimfei.

MI Reznichenko (1930) a arătat că hemolimfa albinelor se distinge printr-o bună capacitate de tamponare. Deci, atunci când hemolimfa a fost diluată de 10 ori, aciditatea sa activă aproape nu s-a schimbat.

Hemolimfa ia participarea la bursa de gaze , deși nu transportă oxigen prin corpul albinei. CO 2 format în celule pătrunde direct în hemolimfă și este dus cu el în locurile în care posibilitățile sporite de aerare asigură eliminarea acestuia prin sistemul traheal.

Nu există nicio îndoială că antibioticele și unele proteine plasmatice pot crea rezistența insectelor la agenți patogeni (imunitate).

După cum știți, în sângele vertebratelor funcționează două sisteme imunitare independente - nespecifice și specifice.

Imunitatea nespecifică se datorează eliberării de produse proteice antibacteriene în fluxul sanguin, care creează o rezistență naturală sau dobândită a animalelor la boli. Printre cei mai studiați compuși de acest fel se numără lizozima, o enzimă care distruge membrana celulelor bacteriene. S-a stabilit că la insecte sistemul imunitar nespecific include și utilizarea aceleiași enzime.

Imunitatea specifică la vertebrate este asociată cu formarea de anticorpi. Anticorpii aparțin proteinelor globulinice. Efectul protector al oricărui anticorp se bazează pe capacitatea sa de a se lega de un antigen specific. Vaccinarea, adică utilizarea unui vaccin cu agenți patogeni slăbiți sau uciși ai unei boli infecțioase, stimulează formarea de anticorpi specifici și creează rezistență la această boală.

Se crede că anticorpii nu se formează în hemolimfa insectelor. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, se știe că vaccinarea protejează eficient insectele de o serie de boli.

În 1913, I.L.Serbinov a avansat o ipoteză despre posibilitatea creării imunității la albine cu ajutorul unui vaccin introdus în organism prin gură. Mai târziu, V.I. Poltev și G.V. Aleksandrova (1953) au remarcat că, atunci când albinele adulte au fost infectate cu agentul cauzator al luptei europene, au dezvoltat imunitate după 10-12 zile.

Hemolimfa spală toate organele și țesuturile albinei, le unește într-un singur întreg. Hemolimfa conține hormoni, enzime și alte substanțe care sunt transportate în tot corpul. Sub influența hormonilor, au loc procesele de metamorfoză: transformarea larvei în pupă și a pupei într-o albină adultă. Astfel, principalele procese metabolice din corpul albinei sunt direct legate de hemolimfa.

Hemolimfa asigură într-o oarecare măsură termoreglarea corpului. Spălând locurile cu producție crescută de căldură (mușchii pieptului), hemolimfa se încălzește și transferă această căldură în locuri cu o temperatură mai scăzută.

Noul design al stupului vă permite să obțineți miere „de la robinet” și să nu deranjați albinele

Pagina precedentă -

Răspunsuri la manualele școlare

Nutriția este procesul de obținere de substanțe și energie de către organisme. Alimentele conțin substanțele chimice necesare pentru a crea celule noi și pentru a furniza energie pentru procesele organismului.

2. Care este esența digestiei?

Odată ajunsă în organism, alimentele în majoritatea cazurilor nu pot fi asimilate imediat. Prin urmare, suferă o prelucrare mecanică și chimică, în urma căreia substanțele organice complexe sunt transformate în altele mai simple; apoi sunt absorbite în sânge și transportate în tot corpul.

3. Povestește-ne despre nutriția solului a plantelor.

Cu nutriția solului, plantele, cu ajutorul rădăcinii, absorb apa și mineralele dizolvate în acesta, care pătrund în tulpini și frunze prin țesuturile conductoare.

4. Ce este nutriția plantelor aeriene?

Principalele organe ale nutriției aerului sunt frunzele verzi. Aerul pătrunde în ele prin formațiuni speciale de celule sub formă de fante - stomatele, din care planta folosește doar dioxid de carbon pentru nutriție. Cloroplastele din frunze conțin pigmentul verde clorofilă, care are o capacitate uimitoare de a capta energia solară. Folosind această energie, plantele, prin transformări chimice complexe din substanțe anorganice simple (dioxid de carbon și apă), formează substanțele organice de care au nevoie. Acest proces se numește fotosinteză (din grecescul „fotografii” - lumină și „sinteză” - conexiune). În timpul fotosintezei, energia solară este transformată în energie chimică, închisă în molecule organice. Materia organică rezultată din frunze este transferată în alte părți ale plantei, unde este cheltuită pentru procese vitale sau depozitată într-o rezervă.

5. În ce organite ale unei celule vegetale are loc fotosinteza?

Procesul de fotosinteză are loc în cloroplastele celulei vegetale.

6. Cum se desfășoară digestia la protozoare?

Digestia în protozoare, de exemplu, în amibe, se efectuează după cum urmează. După ce întâlnește o bacterie sau o alge unicelulare pe drum, amiba își învăluie încet prada cu ajutorul pseudopodelor, care, contopindu-se, formează o bulă - o vacuola digestivă. Sucul digestiv intră în el din citoplasma înconjurătoare, sub influența căreia conținutul veziculei este digerat. Nutrienții rezultați prin peretele bulei intră în citoplasmă - din care este construit corpul animalului. Reziduurile nedigerate se deplasează la suprafața corpului și sunt împinse afară, iar vacuola digestivă dispare.

7. Care sunt principalele diviziuni ale sistemului digestiv al vertebratelor?

Sistemul digestiv al vertebratelor constă de obicei din gură, faringe, esofag, stomac, intestine și anus, precum și numeroase glande. Glandele digestive secretă enzime (din latinescul „fermentum” – fermentație) – substanțe care asigură digestia alimentelor. Cele mai mari glande sunt ficatul și pancreasul. În cavitatea bucală, alimentele sunt zdrobite și umezite cu salivă. Aici, sub influența enzimelor salivare, începe procesul de digestie, care continuă în stomac. În intestine, alimentele sunt în cele din urmă digerate, iar nutrienții sunt absorbiți în fluxul sanguin. Reziduurile nedigerate sunt excretate din organism.

8. Ce organisme se numesc simbionti?

Simbiontii (din grecescul „simbioza” – locuiesc impreuna) sunt organisme care se hranesc impreuna. De exemplu, ciupercile - hribi, hribi și multe altele - cresc în anumite plante. Miceliul ciupercii împletește rădăcinile plantei și chiar crește în celulele acesteia, în timp ce rădăcinile copacului primesc apă suplimentară și săruri minerale de la ciupercă, iar ciuperca din plantă primește substanțe organice pe care nu le poate sintetiza fără clorofilă.

10. Prin ce diferă sistemul digestiv al unei planarii de sistemul digestiv al unui râme?

În sistemul digestiv al unei planare, ca o hidră, există o singură deschidere a gurii. Prin urmare, până la terminarea digestiei, animalul nu poate înghiți o nouă pradă.

Râmele are un sistem digestiv mai complex și mai perfect. Începe cu deschiderea gurii și se termină cu analul, iar mâncarea trece printr-o singură direcție - prin faringe, esofag, stomac și intestine. Spre deosebire de planaria, alimentația râmelor nu depinde de procesul de digestie.

11. Ce plante carnivore cunoașteți?

Sundew trăiește pe soluri sărace și mlaștini. Această plantă mică prinde insecte cu firele de păr lipicioase care îi acoperă frunzele. La ei li se aderă insecte imprudente, atrase de strălucirea picăturilor lipicioase de suc dulce. Se blochează în ea, firele de păr presează strâns prada de placa de frunze, care, curbându-se, apucă prada. Se eliberează o seva asemănătoare cu cea digestivă a animalelor, iar insecta este digerată, iar substanțele nutritive sunt absorbite de frunză. În mlaștini crește și o altă plantă prădătoare, pemfigusul. Ea vânează crustacee mici folosind pungi speciale. Dar capcana de muște Venus cu frunzele sale de maxilare poate captura chiar și o broască tânără. Planta americană Darlingtonia atrage insectele în adevărate capcane - prind frunze care arată ca un ulcior viu colorat. Sunt dotate cu glande purtătoare de nectar care secretă un suc dulce parfumat, foarte atractiv pentru viitoarele victime.

12. Dați exemple de omnivore.

Exemple de omnivore sunt primatele, porcii, șobolanii și altele.

13. Ce este o enzimă?

O enzimă este o substanță chimică specială care facilitează digestia alimentelor.

14. Ce adaptări pentru absorbția alimentelor se găsesc la animale?

Animalele erbivore mici care se hrănesc cu alimente vegetale grosiere au organe de mestecat puternice. La insectele care se hrănesc cu hrană lichidă - muște, albine, fluturi - organele bucale sunt transformate într-o proboscide care suge.

Un număr de animale au dispozitive pentru strecurarea alimentelor. De exemplu, moluștele bivalve, ghindele de mare tulpinează alimentele (organisme microscopice) cu ajutorul cililor sau antenelor din peri. La unele balene, această funcție este îndeplinită de plăcile bucale - osul de balenă. După ce a adunat apă în gură, balena o filtrează prin farfurii, apoi înghite mici crustacee blocate între ele.

Mamiferele (iepuri, oi, pisici, câini) au dinții bine dezvoltați, cu care mușcă și măcina alimente. Forma, dimensiunea și numărul dinților depind de modul în care se hrănește animalul,