У многоклеточных организмов клетки разных тканей удалены друг от друга. Поэтому у них сформировалась транспортная система.обеспечивающая поступление газов и питательных вещество всем органам и тканям.
Передвижение веществ в растении
Чтобы узнать, как работает транспортная система растений, проведем два опыта.
Опыт 1 . Побеги тополя (клена, ивы) поместим в сосуд с водой, подкрашенной красными чернилами. Через двое суток сделаем несколько продольных и поперечных срезов стебля. На всех срезах увидим, что окрасилась только древесина. Кора и сердцевина остались неокрашенными. Это значит, что вода с растворенными веществами поднимается по древесине стебля, по сосудам.
Опыт 2
. Два побега поместим в сосуд с водой и выставим на свет. Предварительно у одного из
них снимем кольцо коры (шириной 3 см), отступив от конца побега 8-10 см. Через 3-4 недели у побегов разовьются придаточные корни. У неповрежденного побега корни образуются на нижнем конце. У побега с кольцевым срезом придаточные корни разовьются над оголенным участком стебля. Под кольцевым срезом корней не будет, так как, сняв кольцо коры, мы повредили ситовидные трубки. Органические вещества из листьев, передвигаясь по лубу, дошли до места среза и здесь накопились. Это способствовало развитию придаточных корней.
Таким образом, опыт доказывает, что органические вещества передвигаются по коре стебля, ситовидным трубкам луба. Они движутся ко всем органам растения - корням, подземным побегам, верхушкам надземных побегов, цветкам, плодам, семенам.
Транспорт веществ у животных
Подобно тому, как происходит транспорт веществ по проводящей системе растения, кровеносная система обеспечивает перенос кислорода и питательных веществ ко всем органам и тканям животных. Из тканей в кровь поступают углекислый газ и вредные вещества. Освобождение крови от углекислого газа происходит в органах дыхания, а от вредных веществ - в органах выделения.
Главным органом кровеносной системы, обеспечивающим ее транспортную функцию, является сердце. Оно играет роль насоса, который обеспечивает кровообращение. Сердце перекачивает кровь по кровеносным сосудам.
Теплокровные и холоднокровные животные
У лягушек, ящериц, змей, крокодилов, черепах кровь смешивается в одном из отделов сердца. В результате во все органы поступает кровь, бедная кислородом. Такие животные являются холоднокровными. Температура их тела зависит от окружающей среды. У птиц и млекопитающих кровь, насыщенная кислородом, не смешивается с кровью, несущей углекислый газ и вредные вещества. Повышение содержания кислорода в крови обеспечивает выделение большого количества энергии, благодаря чему эти животные имеют постоянную температуру тела и являются теплокровными. Это позволяет им легче переносить неблагоприятные условия среды и широко расселяться по планете.
71) Какое значение имеет транспорт веществ для многоклеточных организмов?
Ответ: Благодаря транспорту веществ, все минеральные вещества и различные белки, углеводы, жиры доходят до своего «пункта назначения». И начинают бурно синтезировать с другими молекулами.
72) Нарисуйте растение и подпишите его органы. Напишите названия веществ и стрелками покажите, в каких направлениях они передвигаются по растению.
73) Напишите, какие вещества передвигаются:
Ответ: а) по сосудам древесины: минеральные вещества
б) по ситовидным трубкам луба: органические вещества
74) Что такое кровь? Каковы ее функции в организме?
Ответ: Соединительная ткань. Благодаря белкам, содержащимся в крови, она выполняет множество функций, в том числе транспортную и защитную.
75) Сравните замкнутую и незамкнутую кровеносные системы. Чем они отличаются?
Ответ: В замкнутой кровеносной системе кровь движется по кругу, а в незамкнутой кровеносной системе кровеносные сосуды открываются в полость тела.
76) Рассмотрите рисунки. Подпишите отделы кровеносных систем. Напишите, к каким типам относятся изображенные кровеносные системы.
77) Дополните предложения
Ответ: Красные клетки крови содержат пигмент гемоглобин. Соединяясь с кислородом, он разносит его по всему организму. Белые кровяные клетки уничтожают попавшие в организм вредоносные микроорганизмы.
78) Дайте определения
Ответ: Артерия - это сосуд, по которому перемещается кровь, насыщенная кислородом, т.е. движется к органам.
Вена - это сосуд, по которому перемещается кровь, насыщенная углекислым газом, т.е. движется от органов.
Капилляр - это мельчайшие сосуды, пронизывающие все тело животного.
79) Рассмотрите рисунки. Подпишите части сердца, обозначенные цифрами. Выберите из списка животных, которым принадлежат изображенные сердца, и впишите их в соответствующие строки
Животные: лев, медведь, треска, воробей, карп, белуга, синий кит, окунь, дельфин, бегемот, собака, утка, кенгуру.
Ответ: 1 - Предсердная
2 - Желудочки
- I) Треска, карп, белуга, окунь
- II) Лев, медведь, воробей, синий кит, дельфин, бегемот, собака, утка, кенгуру
Лабораторная работа
«Передвижение воды и минеральных веществ по стеблю
1) Препаровальным ножом сделайте поперечный срез побега липы (предварительно простоявшего 18-20 часов в растворе чернил)
2) С помощью лупы рассмотрите сделанный срез. Какой слой стебля окрасился? Сделайте рисунок
3) Препаровальным ножом сделайте продольный срез стебля липы
4) С помощью лупы рассмотрите срез. Как окрасился стебель? Сделайте рисунок
Ответы к школьным учебникам
В процессе транспорта веществ они поставляются из мест поступления в организм из окружающей среды или мест образования их в организме к органам, которым данные вещества необходимы для жизнедеятельности. Так, у млекопитающих кислород, поступающий в легкие, благодаря транспортной системе переносится ко всем клеткам животного организма, а углекислый газ, напротив, транспортируется к легким и выводится во внешнюю среду.
2. Как происходит перенос веществ у одноклеточных организмов?
У одноклеточных организмов различные вещества переносятся движением цитоплазмы. Например, у амебы это происходит в процессе ее движения, при котором цитоплазма перетекает из одной части тела в другую. Содержащиеся в ней вещества перемешиваются и разносятся по всей клетке. У инфузории туфельки - простейшего с постоянной формой тела - передвижение пищеварительного пузырька и распределение питательных веществ по всей клетке достигается непрерывным круговым движением цитоплазмы.
3. Какова роль кровеносной системы?
Кровеносная система, состоящая из сосудов, обеспечивает доступ крови ко всем органам и тканям организма и осуществляет одну из важнейших функций - транспорт веществ и газов.
4. Что такое кровь?
5. Из чего состоит кровь?
Кровь - один из видов соединительной ткани, циркулирующая по кровеносной системе. Кровь разносит по организму питательные вещества и кислород, выносит углекислый газ и другие продукты распада. Кровь состоит из бесцветной жидкости - плазмы и клеток крови. Различают красные и белые кровяные клетки, а также кровяные пластинки. Красные кровяные клетки придают крови красный цвет, так как в их состав входит особое вещество - пигмент гемоглобин (от греч. «тема» - кровь и лат. «глобулюс» - шарик). Соединяясь с кислородом, гемоглобин разносит его по всему организму. Таким образом, кровь выполняет дыхательную функцию. Белые кровяные клетки выполняют защитную функцию: они уничтожают попавшие в организм болезнетворные микроорганизмы. Кровяные пластинки участвуют в процессе свертывания крови. Так, при ранении, благодаря кровяным пластинкам, кровь в месте раны свертывается, и кровотечение останавливается.
6. Что такое устьица, где они расположены?
7. Как осуществляется передвижение воды и минеральных веществ в растении?
Вода и растворенные в ней минеральные вещества передвигаются в растении от корней к надземным частям по сосудам древесины.
8, По какой части стебля передвигаются органические вещества?
Органические вещества передвигаются из листьев в другие части растения по ситовидным трубкам луба.
9. В чем заключается роль корневых волосков? Что такое корневое давление?
10. Каково значение испарения воды листьями?
Через корневые волоски в растение поступает вода. Покрытые слизью, тесно соприкасаясь с почвой, они всасывают воду с растворенными в ней минеральными веществами. Затем вода по сосудам корня под давлением поднимается в другие, надземные органы растения. Корневое давление - это сила, вызывающая одностороннее движение воды от корней к побегам.
Вода испаряется с поверхности клеток листа в виде пара и через устьица выходит в атмосферу. Этот процесс обеспечивает непрерывный восходящий ток воды по растению. Отдав воду, клетки мякоти листа, подобно насосу, начинают интенсивно поглощать ее из окружающих их сосудов, куда вода поступает по стеблю из корня.
Транспорт веществ в организме.Транспорт
Цель урока:
Познакомиться с особенностямипереноса веществ в организмах
растений и животных.
Движение цитоплазмы
Клетки сообщаются между собой цитоплазматическими каналами
У растений передвижениевеществ осуществляется по
двум системам:
СОСУДЫ ДРЕВЕСИНЫ
(КСИЛЕМА) - вода и
минеральные соли;
СИТОВИДНЫЕ ТРУБКИ ЛУБА
(ФЛОЭМА) - органические
вещества.
10.
Типы кровеносной системы11.
Кровеносная системаЗамкнутая
Дождевой червь
Рыбы
Земноводные
Рептилии
Птицы
Млекопитающие
Незамкнутая
Моллюски
Насекомые
гемолимфа
12.
Органы кровеносной системы__________________
___________
______________
___________________
____________
___________
_______________
13.
Органы кровеносной системыАртерии – От сердца (гласные)
Вены – К Сердцу (согласные)
Сердце
Сосуды
Предсердия Желудочки Артерии Капилляры Вены
14.
15.
Кровь_____________
(жидкая часть)
_____
(цвет)
______
(функции)
______________
_____
(цвет)
______
(функции)
Тромбоциты
______
______
(функции)
16.
КровьКлетки крови
Плазма
Эритроциты
Красные
Переносят
кислород
Лейкоциты
Белые
Убивают
микробы
Тромбоциты
Участвуют
в
Свёртывании
крови
17. Задание: расположите в логической последовательности ряд слов.
Эритроцит;кровеносная система;
гемоглобин; организм;
Растительный
животный
организм;
стебель;
кровь.
ситовидные
трубки;
луб;
Вода и минеральные соли;
проводящая
ткань;
растительный организм;
органические
вещества.
сосуды;
проводящая ткань.
18. У позвоночных животных кровеносная система
А) замкнутаяБ) незамкнутая
В) круглая
19. Сосуды, которые отходят от сердца, называются
А) веныБ) капилляры
В) артерии
20. Бесцветная или зелёная жидкость, которая движется по сосудам у моллюсков и насекомых, называется
А) гемолимфаБ) гемоглобин
В) гематоген
21. Вычеркни лишнее слово и объясни свой выбор
А) артерии, лёгкие, вены, капилляры.Б) артерии, вены, гемоглобин,
капилляры.
В) эритроциты, лейкоциты, желудок. В одном кубическом миллиметре крови –
около 5 млн. эритроцитов.
Если разместить все эритроциты человека в
одну линию, то получиться лента, три раза
опоясывающая земной шар по экватору.
Если считать эритроциты со скоростью 100
штук в минуту, то для того, чтобы пересчитать
их все, понадобится 450 тыс. лет.
В каждом эритроците – 265 млн. молекул
гемоглобина.
23. Домашнее задание:
§12;вопросы на с. 83;
подготовить сообщение о разнообразии
кровеносных систем организмов
и их значении в жизни животных
1. Транспорт сквозь липидный бислой мембраны (простая диффузия) и транспорт при участии мембранных белков
2. Активный и пассивный транспорт
3. Симпорт, антипорт и унипорт
Легче всего проходят через липидный бислой неполярные молекулы с малой молекулярной массой (например, кислород, азот, бензол). Достаточно быстро проникают сквозь липидный бислой такие мелкие полярные молекулы, как углекислый газ, оксид азота, вода, мочевина. С заметной скоростью проходят через липидный бислой этанол и глицерин, а также стероидные и тиреоидные гормоны. Для более крупных полярных молекул (глюкоза, аминокислоты), а также для ионов липидный бислой практически непроницаем, так как его внутренняя часть гидрофобна.
Перенос крупных полярных молекул и ионов происходит благодаря белкам-каналам или белкам-переносчикам. Так, в мембранах клеток существуют каналы для ионов натрия, калия и хлора, а также белки-переносчики для глюкозы, аминокислот и других молекул. Есть даже специальные водные каналы – аквапорины.
Пассивный транспорт - транспорт веществ по градиенту концентрации , не требующий затрат энергии. Пассивно происходит транспорт гидрофобных веществ сквозь липидный бислой мембраны (∆G<0). Пассивно пропускают через себя вещества все белки-каналы и некоторые белки-переносчики. Пассивный транспорт с участием мембранных белков называют облегченной диффузией . Другие белки-переносчики (их иногда называют белки-«насосы») переносят через мембрану вещества с затратами энергии, которая выделяется при гидролизе АТФ. Этот вид транспорта осуществляется против градиента концентрации переносимого вещества и называется активным транспортом .
Мембранный транспорт веществ различается также по направлению их перемещения и количеству переносимых данным белком-переносчиком веществ:
1) Унипорт - транспорт одного вещества в одном направлении в зависимости от градиента концентрации.
2) Симпорт - транспорт двух веществ в одном направлении с помощью одного переносчика.
3) Антипорт - перемещение двух веществ в разных направлениях посредством одного переносчика.
Основные механизмы перемещения веществ через мембрану изображены на следующей схеме:Унипорт осуществляет потенциал-зависимый натриевый канал, через который в клетку во время генерации потенциала действия перемещаются катионы натрия.
Симпорт осуществляет переносчик глюкозы, расположенный на внешней (обращенной в просвет кишечника) стороне клеток кишечного эпителия. Этот белок захватывает одновременно молекулу глюкозы и катион натрия и, меняя свою конформацию, переносит оба вещества внутрь клетки. При этом используется энергия электрохимического градиента, который, в свою очередь, создается за счет гидролиза АТФ ферментом - натрий-калиевой АТФ-азой.
Антипорт осуществляет натрий-калиевая АТФаза. Она переносит в клетку 2 катиона калия, а из клетки выводит 3 катиона натрия.
Работа натрий-калиевой АТФазы - пример активного транспорта посредством антипорта.
Механизмы транспорта крупных фрагментов (биомолекул)
Эндоцитоз - захват клеткой крупного фрагмента. Сначала мембрана окружает этот фрагмент, образуя пузырек – первичную фагосому, затем этот пузырек сливается с органеллой клетки - лизосомой, где фрагмент вещества расщепляется ферментами лизосомы.
Захват жидкости называется пиноцитозом , захват твердого вещества - фагоцитозом .
Процесс выделения из клетки крупных фрагментов называется экзоцитозом , он происходит через аппарат Гольджи.
Пример лекарственного противоопухолевого препарата, блокирующего транспорт через мембраны.
Трансплантированные в организм лабораторной мыши человеческие эстроген-позитивные раковые клетки молочной железы гибли под действием лекарства, которое блокирует транспорт питательных веществ. Это единственный транспорт, с помощью которого могут поступать все незаменимые аминокислоты, необходимые клетке для выживания, в т.ч. опухолевой. Другой вид раковых клеток (эстроген-негативные) не подвержен действию лекарства. Препарат разработан на основе аминокислоты - альфа-метил-(D,L)-триптофана. Вещество способно лишать питания только клетки, которые используют этот вид транспорта. Открытие позволит победить рак молочной железы, который не поддается лечению традиционными средствами такими, как тамоксифен* или кломид*.
*Кломид (кломифен) и тамоксифен (нолвадекс) являются антиэстрогенами, принадлежащими к одной группе химических веществ - трифенилэтиленов.
ЛЕКЦИЯ № 4
Буферные растворы. Буферные системы организма человека
Неорганические буферные системы.
Уравнение Гассельбаха-Гендерсона для буферов I и II типа.
Органические буферные системы.
Буферные системы организма человека.
Цель: изучить общие свойства буферных систем, ознакомить с буферными системами организма и их функционированием.
Литература : Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия: Учебник под. ред. акад. АМН СССР С.С. Дебова.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Медицина, 1990. 528 с.
Актуальность. Буферные системы широко представлены в живых организмах, в т.ч. у человека. Буферы используют для лабораторных исследований, а также как среду при хранении клеток тканей. Буферные растворы с правильно подобранным составом применяют для коррекции электролитного состава и рН крови у больных (ацидоз, алкалоз ). Для этих целей буферные растворы специально готовят, предварительно рассчитывая их состав так, чтобы электролитный состав и рН системы соответствовал целям использования.
Буферными (buffer , buff - смягчать удар) называют растворы с устойчивой концентрацией ионов Н + , т.е. рН которых не изменяется при разбавлении и добавлении небольших количеств сильной кислоты или сильного основания. Любой буфер содержит минимум 2 вещества, одно из которых способно связывать протоны Н + , а второе связывает гидроксильные группы ОН - в малодиссоциируемые соединения .
