Odpovědi do školních učebnic

Výživa je proces, při kterém organismy získávají látky a energii. Jídlo obsahuje chemikálie potřebné k vytvoření nových buněk a poskytnutí energie pro tělesné procesy.

2. Co je podstatou trávení?

Potrava, jakmile je v těle, ve většině případů nemůže být okamžitě absorbována. Proto je podroben mechanickému a chemickému zpracování, v důsledku čehož se složité organické látky přeměňují na jednodušší; poté se vstřebávají do krve a distribuují do celého těla.

3. Řekněte nám o půdní výživě rostlin.

Při výživě půdy rostliny pomocí svých kořenů absorbují vodu a v ní rozpuštěné minerály, které se vodivými pletivy dostávají do stonků a listů.

4. Co je to letecká výživa rostlin?

Hlavním orgánem výživy vzduchu jsou zelené listy. Vzduch se do nich dostává speciálními štěrbinovitými buněčnými útvary – průduchy, z nichž rostlina využívá k výživě pouze oxid uhličitý. Listové chloroplasty obsahují zelený pigment chlorofyl, který má úžasnou schopnost zachycovat sluneční energii. Pomocí této energie rostliny složitými chemickými přeměnami tvoří organické látky, které potřebují, z jednoduchých anorganických látek (oxid uhličitý a voda). Tento proces se nazývá fotosyntéza (z řeckého „fotky“ - světlo a „syntéza“ - spojení). Během fotosyntézy se sluneční energie přeměňuje na chemickou energii obsaženou v organických molekulách. Vzniklé organické látky z listů se přesouvají do jiných částí rostliny, kde se spotřebovávají na životně důležité procesy nebo se ukládají.

5. Ve kterých organelách rostlinné buňky probíhá fotosyntéza?

Proces fotosyntézy probíhá v chloroplastech rostlinné buňky.

6. Jak probíhá trávení u prvoků?

Trávení u prvoků, jako je améba, se provádí následovně. Po setkání s bakterií resp jednobuněčné řasy, améba svou kořist pomalu obaluje pomocí pseudopodů, které splynutím vytvoří vezikulu - trávicí vakuolu. Z okolní cytoplazmy se do něj dostává trávicí šťáva, pod jejímž vlivem dochází k trávení obsahu vezikuly. Výsledné živiny vstupují do cytoplazmy přes stěnu vezikuly - ze které je postaveno tělo zvířete. Nestrávené zbytky se přesouvají na povrch těla a jsou vytlačovány ven a trávicí vakuola mizí.

7. Jaké jsou hlavní úseky trávicí soustavy obratlovců?

Trávicí systém obratlovců se typicky skládá z úst, hltanu, jícnu, žaludku, střev a řitního otvoru, stejně jako četné žlázy. Trávicí žlázy vylučují enzymy (z latinského „fermentum“ - fermentace) - látky, které zajišťují trávení potravy. Největší žlázy jsou játra a slinivka břišní. V ústní dutina jídlo se rozdrtí a navlhčí slinami. Zde pod vlivem slinných enzymů začíná proces trávení, který pokračuje v žaludku. Ve střevech se potrava konečně tráví a živiny se vstřebávají do krve. Nestrávené zbytky jsou z těla vyloučeny.

8. Které organismy se nazývají symbionti?

Symbionti (z řeckého „symbióza“ - žít společně) se nazývají organismy, které se společně živí. Na určitých rostlinách rostou například houby - hřib, hřib, hřib a mnoho dalších. Mycelium houby proplete kořeny rostliny a dokonce roste uvnitř jejích buněk, zatímco kořeny stromu přijímají další vodu a minerální soli z houby a houba z rostliny přijímá organické látky, které jí, postrádající chlorofyl, nemůže syntetizovat sám sebe.

10. Jak se liší trávicí soustava planária od trávicí soustavy žížala?

V trávicím systému planaria, stejně jako hydra, je pouze jeden ústní otvor. Dokud není trávení dokončeno, zvíře nemůže spolknout novou kořist.

Žížala má složitější a dokonalejší zažívací ústrojí. Začíná ústním otvorem a končí řitním otvorem a potrava jím prochází pouze jedním směrem – hltanem, jícnem, žaludkem a střevy. Na rozdíl od planárií není výživa žížaly závislá na procesu trávení.

11. Jaké znáš masožravé rostliny?

Rosnatka žije v chudých půdách a bažinách. Tato malá rostlina chytá hmyz pomocí lepivých chloupků, které pokrývají její listy. Lepí se na ně neopatrný hmyz, přitahovaný leskem lepkavých kapiček sladké šťávy. Zaseknou se v něm, chlupy pevně přitlačí oběť k listové desce, která se ohýbá a chytí kořist. Vylučuje se šťáva připomínající zvířecí trávicí šťávu a hmyz je tráven a živiny jsou absorbovány listem. V bažinách roste i další dravá rostlina, měchýřník. Loví malé korýše pomocí speciálních vaků. Ale mucholapka Venušina dokáže svými listy podobnými čelisti uchvátit i mladou žábu. Americká rostlina Darlingtonia láká hmyz do skutečných pastí – lapá listy, které vypadají jako pestrobarevný džbán. Jsou vybaveny žlázami nesoucími nektar, které vylučují aromatickou sladkou šťávu, velmi atraktivní pro budoucí oběti.

12. Uveďte příklady všežravců.

Příklady všežravců jsou primáti, prasata, krysy atd.

13. Co je to enzym?

Enzym je speciální chemická látka, která tráví potravu.

14. Jaké úpravy pro vstřebávání potravy nacházíme u zvířat?

Malí býložraví živočichové, kteří se živí hrubou rostlinnou potravou, mají silné žvýkací orgány. U hmyzu, který se živí tekutou potravou – mouchy, včely, motýli – se tlamičky proměňují v sacího sosáka.

Řada zvířat má zařízení na pasírování potravy. Například mlži a mořské žaludy filtrují potravu (mikroskopické organismy) pomocí řasinek nebo štětinových tykadel. U některých velryb tuto funkci plní ústní talíře - baleen. Po naplnění tlamy vodou ji velryba filtruje přes talíře a poté spolkne malé korýše uvízlé mezi nimi.

Savci (králíci, ovce, kočky, psi) mají dobře vyvinuté zuby, kterými odkusují a rozmělňují potravu. Tvar, velikost a počet zubů závisí na způsobu krmení zvířete,

Článek do soutěže „bio/mol/text“: Reakce oxidu uhličitého ve formě CO 2 nebo bikarbonátu (HCO 3 −) v buňce jsou řízeny karboanhydrázou, nejaktivnějším známým enzymem, urychlujícím reverzibilní hydratační reakci atmosférického CO 2 . V tomto článku se podíváme na proces fotosyntézy a roli karboanhydrázy v něm.

Je to příliš brzy?
Marně alespoň jeden
Paprsek slunce na zemi?
Nebo nevznikl?
V něm proměněno,
Ve smaragdových listech.
N.F. Ščerbina

Historie procesu, který mění špatný vzduch znovu na dobrý vzduch

Obrázek 1. Experiment D. Priestleyho

Samotný termín „fotosyntéza“ navrhl v roce 1877 slavný německý fyziolog rostlin Wilhelm Pfeffer (1845–1920). Věřil, že zelené rostliny tvoří na světle organické látky z oxidu uhličitého a vody a uvolňují kyslík. A energie slunečního světla je absorbována a transformována pomocí zeleného pigmentu chlorofyl. Termín „chlorofyl“ navrhli v roce 1818 francouzští chemici P. Pelletier a J. Cavantou. Vzniká z řeckých slov „chloros“ – zelený – a „phyllon“ – list. Vědci později potvrdili, že výživa rostlin vyžaduje oxid uhličitý a vodu, které poskytují většinu hmoty rostliny.

Fotosyntéza je složitý vícestupňový proces (obr. 3). V jaké fázi přesně je potřeba světelná energie? Ukázalo se, že reakce syntézy organických látek a zahrnutí oxidu uhličitého do složení jejich molekul nevyžaduje přímo světelnou energii. Tyto reakce byly tzv temný, i když chodí nejen ve tmě, ale také ve světle - jen světlo pro ně není nutné.

Role fotosyntézy v životě lidské společnosti

V minulé roky lidstvo se potýká s nedostatkem energetických zdrojů. Blížící se vyčerpání zásob ropy a zemního plynu vede vědce k hledání nových obnovitelných zdrojů energie. Využití vodíku jako nosiče energie otevírá mimořádně atraktivní vyhlídky. Vodík je zdrojem energie šetrné k životnímu prostředí. Při spalování vzniká pouze voda: 2H 2 + O 2 = 2H 2 O. Vodík produkují vyšší rostliny a mnoho bakterií.

Co se týče bakterií, většina z nich žije v přísně anaerobních podmínkách a nelze je použít pro velkovýrobu tohoto plynu. V oceánu byl však nedávno objeven kmen aerobních sinic, který je velmi účinný při produkci vodíku. Cyanobacterium cyanothece 51142 kombinuje dvě základní biochemické dráhy najednou – akumulaci energie během denního světla během fotosyntézy a fixaci dusíku s uvolňováním vodíku a spotřebou energie v noci. Výtěžek vodíku, již tak dost vysoký, byl v laboratorních podmínkách dále zvýšen „úpravou“ délky denního světla. Zaznamenaný výtěžek 150 mikromolů vodíku na miligram chlorofylu za hodinu je nejvyšší, jaký byl u sinic pozorován. Pokud tyto výsledky trochu extrapolujeme větší velikost reaktoru bude výtěžek 900 ml vodíku na litr bakteriální kultury za 48 hodin. Na jednu stranu se to nezdá být mnoho, ale pokud si představíte reaktory s bakteriemi pracující na plný výkon rozmístěné na tisících čtverečních kilometrů rovníkových oceánů, pak může být výsledné množství plynu působivé.

Nový proces výroby vodíku je založen na přeměně energie xylózy, nejběžnějšího jednoduchého cukru. Vědci z Virginia Tech převzali sadu enzymů z řady mikroorganismů a vytvořili unikátní syntetický enzym, který nemá v přírodě obdoby, který jim umožní extrahovat velké množství vodíku z jakékoli rostliny. Při teplotách až 50 °C uvolňuje tento enzym pomocí xylózy nebývale velký objem vodíku – přibližně třikrát více než nejlepší moderní „mikrobiální“ techniky. Podstatou procesu je, že energie uložená v xylóze a polyfosfátech štěpí molekuly vody a produkuje vysoce čistý vodík, který lze okamžitě poslat do palivových článků, které vyrábějí elektřinu. Výsledkem je extrémně účinný proces šetrný k životnímu prostředí, který vyžaduje jen málo energie k zahájení reakce. Z hlediska energetické náročnosti není vodík horší než kvalitní benzín. Zeleninový svět je obrovský biochemický závod, který udivuje rozsahem a rozmanitostí biochemických syntéz.

Pro člověka existuje další způsob, jak využít sluneční energii absorbovanou rostlinami – přímá přeměna světelné energie na elektrickou energii. Schopnost chlorofylu darovat a získávat elektrony pod vlivem světla je základem provozu generátorů obsahujících chlorofyl. M. Calvin v roce 1972 předložil myšlenku vytvoření fotobuňky, ve které jako zdroj elektrický proud Posloužil by chlorofyl, který je schopen při osvětlení z některých látek odebírat elektrony a přenášet je na jiné. V současné době se v tomto směru vyvíjí mnoho. Například vědec Andreas Mershin ( Andreas Mershin) a jeho kolegové z Massachusetts Institute of Technology vytvořili baterie založené na světlosběrném komplexu biologických molekul - fotosystému I ze sinice Thermosynecho coccuselongates(obr. 4). Za normálního slunečního světla vykazovaly články napětí naprázdno 0,5 V, měrný výkon 81 μW/cm 2 a hustotu fotoproudu 362 μA/cm 2 . A to je podle vynálezců 10 000krát více než jakákoli dříve ukázaná biofotovoltaika založená na přírodních fotosystémech.

Obrázek 4. Prostorová struktura fotosystému 1 (PS1). PS jsou důležitou součástí komplexů odpovědných za fotosyntézu v rostlinách a řasách. Skládají se z několika variant chlorofylu a doprovodných molekul - proteinů, lipidů a kofaktorů. Celkový počet molekul v takovém souboru - až více než dvě stě.

Účinnost výsledných baterií byla jen asi 0,1 %. Přesto to tvůrci divu považují za důležitý krok k masovému zavedení solární energie do každodenního života. Koneckonců, taková zařízení lze potenciálně vyrábět s extrémně nízkými náklady! Vytvoření fotobuněk je v průmyslové výrobě jen začátek alternativní typy energie pro celé lidstvo.

Dalším důležitým úkolem fotosyntézy rostlin je poskytnout lidem organické látky. A to nejen pro spotřebu potravin, ale i pro léčiva, průmyslovou výrobu papíru, škrobu atd. Fotosyntéza je hlavním vstupním bodem pro anorganický uhlík do biologického cyklu. Veškerý volný kyslík v atmosféře je biogenního původu a je vedlejším produktem fotosyntézy. Vznik oxidační atmosféry (tzv kyslíková katastrofa) zcela změnil stav povrch Země, umožnil vznik dýchání a později, po vytvoření ozonové vrstvy, umožnil existenci života na souši. Vzhledem k důležitosti procesu fotosyntézy je odhalení jeho mechanismu jedním z nejdůležitějších a nejzajímavějších problémů, kterým fyziologie rostlin čelí.

Přejděme k jednomu z nejzajímavějších enzymů pracujících „pod kapotou“ fotosyntézy.

Nejaktivnější enzym: Dobrovolník fotosyntézy

V přírodní podmínky koncentrace CO 2 je poměrně nízká (0,04 % nebo 400 µl/l), takže difúze CO 2 z atmosféry do vnitřních vzduchových dutin listu je obtížná. V podmínkách nízkých koncentrací oxidu uhličitého hraje významnou roli v procesu jeho asimilace při fotosyntéze enzym karboanhydráza(KA). CA pravděpodobně pomáhá zajistit Ribulóza bisfosfát karboxyláza/oxygenáza(Rubisco, nebo RuBisCO) substrát (CO 2) uložený ve stromatu chloroplastu ve formě hydrogenuhličitanového iontu. Rubisco je jedním z nejdůležitějších enzymů v přírodě, protože hraje ústřední roli v hlavním mechanismu vstupu anorganického uhlíku do biologického cyklu a je považován za nejhojnější enzym na Zemi.

Karboanhydráza je extrémně důležitý biokatalyzátor, jeden z nejaktivnějších enzymů. CA katalyzuje reverzibilní reakci hydratace CO 2 v buňce:

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 = H + + HCO 3 -.

Karboanhydrázová reakce probíhá ve dvou fázích. V první fázi vzniká hydrogenuhličitanový iont HCO 3 −. Ve druhé fázi se uvolňuje proton a právě tato fáze proces omezuje.

Hypoteticky mohou CA rostlinné buňky vykonávat různé fyziologické funkce v závislosti na jejich umístění. Při fotosyntéze může kromě rychlé přeměny HCO 3 - na CO 2, která je pro Rubisco/O nezbytná, urychlit transport anorganického uhlíku přes membrány a udržet stav pH v různé části buňkách, zmírňují změny kyselosti v stresové situace regulují transport elektronů a protonů v chloroplastu.

Karboanhydráza je přítomna téměř ve všech studovaných rostlinných druzích. Přes četná experimentální fakta ve prospěch účasti karboanhydrázy ve fotosyntéze zbývá ještě objasnit konečný mechanismus účasti enzymu na tomto procesu.

Velká „rodina“ karboanhydráz

Ve vyšší rostlině Arabidopsis thaliana Bylo objeveno 19 genů tří (z pěti dosud identifikovaných) rodin kódujících karboanhydrázy. CA patřící do α-, β- a γ-rodin byly nalezeny ve vyšších rostlinách. Pět CA z y-rodiny bylo nalezeno v mitochondriích; CA β-rodiny byly nalezeny v chloroplastech, mitochondriích, cytoplazmě a plazmalemě (obr. 6). Z osmi α-KA je známo pouze to, že α-KA1 a α-KA4 se nacházejí v chloroplastech. V současnosti v chloroplastech vyšší rostliny byly detekovány karboanhydrázy α-KA1, α-KA4, β-KA1 a β-KA5. Z těchto čtyř CA je známa pouze jedna lokalizace, a to ve stromatu chloroplastu (obr. 6).

CA patří k metaloenzymům, které obsahují atom kovu v aktivním místě. Typicky je kovem, který je navázán na ligandy CA reakčního centra, zinek. CA se od sebe zcela liší na úrovni svých terciárních a kvartérních struktur (obr. 7), ale překvapivé je zejména to, že aktivní centra všech CA jsou podobná.

Obrázek 7. Kvartérní struktura zástupců tří čeledí CA. Zelená jsou indikovány α-helixy, žlutá- oblasti β-skládání, růžový- atomy zinku v aktivních centrech enzymů. Ve strukturách α a γ-CA převažuje organizace β-listu molekuly proteinu, ve struktuře β-CA převažují α-obraty.

Umístění CA v rostlinných buňkách

Rozmanitost tvarů CA napovídá o mnoha funkcích, které vykonávají v různých částech buňky. Experiment založený na značení CA zeleným fluorescenčním proteinem (GFP) byl použit ke stanovení intracelulárního umístění šesti β-karbonových anhydráz. Karboanhydráza byla geneticky upravena tak, aby byla umístěna do stejného „čtecího rámce“ se ZPB, a exprese tohoto „zesíťovaného“ genu byla analyzována pomocí laserové konfokální skenovací mikroskopie (obr. 8). V mezofilních buňkách transgenních rostlin, ve kterých jsou β-KA1 a β-KA5 „zesíťovány“ se ZPB, se signál ZPB v prostoru shodoval s fluorescencí chlorofylu, což naznačovalo jeho spojení (kolokalizaci) s chloroplasty.

Obrázek 8. Mikrofotografie buněk s GFP, který je „spojený“ s kódující oblastí genů β-KA1-6. Zelená A červené signály ukazují fluorescenci GFP a autofluorescenci chlorofylu, v daném pořadí. Žlutá (napravo) zobrazí se kombinovaný obrázek. Fluorescence byla zaznamenána pomocí konfokálního mikroskopu.

Použití transgenních rostlin otevírá široké možnosti pro studium účasti karboanhydráz ve fotosyntéze.

Jaké by mohly být funkce CA ve fotosyntéze?

Obrázek 9. Pigment-proteinové komplexy PS1 a PS2 v thylakoidní membráně. Šipky ukazuje transport elektronů z jednoho systému do druhého a reakční produkty.

Je známo, že bikarbonátové ionty jsou nezbytné pro normální transport elektronů podél chloroplastového elektronového transportního řetězce. QA →Fe 2+ → QB, kde QA je primární a QB je sekundární akceptor chinonu, přičemž QB se nachází na akceptorové straně fotosystému 2 (PS2) (obr. 9). Řada skutečností ukazuje na účast těchto iontů v oxidační reakci vody a na donorové straně PS2. Efektivní průběh těchto reakcí by mohla zajistit přítomnost karboanhydráz v komplexu pigment-protein PS2, které regulují přísun bikarbonátu do požadovaného místa. Již bylo navrženo, že CA se účastní ochrany PS2 před fotoinhibicí za podmínek intenzivního osvětlení vazbou přebytečných protonů za vzniku nenabité molekuly C02, vysoce rozpustné v lipidové fázi membrány. Je ukázána přítomnost CA v multienzymovém komplexu, který fixuje CO 2 a váže ribulózu. bis fosfátkarboxyláza/oxygenáza thylakoidní membrány. Byla vyslovena hypotéza, že CA spojený s membránou dehydratuje hydrogenuhličitan a produkuje CO 2 . Nedávno se ukázalo, že intrathylakoidní protony nahromaděné ve světle se používají při dehydrataci bikarbonátu přidaného do suspenze izolovaných thylakoidů, a bylo navrženo, že tato reakce může nastat na stromálním povrchu membrány, pokud CA poskytuje kanál pro únik protonu z lumen.

Překvapivé je, že tolik závisí na jedné cihle systému. A odhalením jeho umístění a funkce lze celý systém ovládat.

Závěr

Pro zvířata je oxid uhličitý nevyužitým produktem metabolických reakcí, takříkajíc „výfukem“ uvolňovaným při „spalování“ organických sloučenin. Rostliny a další fotosyntetické organismy překvapivě používají stejný oxid uhličitý k biosyntéze téměř veškeré organické hmoty na Zemi. Život na naší planetě je postaven na uhlíkové kostře a právě oxid uhličitý je „cihlou“, ze které je tato kostra postavena. A právě osud oxidu uhličitého – ať už je obsažen v organické hmotě, nebo se uvolňuje při jejím rozkladu – je základem koloběhu látek na planetě (obr. 10).

Literatura

1. Timiryazev K.A. Život rostlin. M.: "Selkhoziz", 1936;
2. Artamonov V.I. Zajímavá fyziologie rostlin. M.: "Agropromizdat", 1991;
3. Aliev D.A. a Guliev N.M. Rostlinná karboanhydráza. M.: „Nauka“, 1990;
4. Černov N.P. Fotosyntéza. Kapitola: Struktura a úrovně organizace bílkovin. M.: „Drofa“, 2007;
5. Bakterie pro vodíkovou energii;
6. Barlow Z. (2013). Průlom ve výrobě vodíkového paliva by mohl způsobit revoluci na trhu s alternativní energií. Virginský polytechnický institut a státní univerzita;
7. Andreas Mershin, Kazuya Matsumoto, Liselotte Kaiser, Daoyong Yu, Michael Vaughn a další. kol.. (2012). Samostatně sestavený fotosystém-I biofotovoltaika na nanostrukturovaném TiO2 a ZnO. Sci Rep. 2 ;
8. David N. Silverman, Sven Lindskog. (1988). Katalytický mechanismus karboanhydrázy: důsledky protolýzy vody omezující rychlost. Acc. Chem. Res.. 21 , 30-36;
9. Leninger A. Základy biochemie. M.: "Mir", 1985;
10. Ivanov B.N., Ignatova L.K., Romanova A.K. (2007). Diverzita forem a funkcí karboanhydrázy u vyšších suchozemských rostlin. "Fyziologie rostlin". 54 , 1–21;
11. Anders Liljas, Martin Laurberg. (2000). Třikrát vynalezené kolo. hlásí EMBO. 1 , 16-17;
12. Natalia N. Rudenko, Ljudmila K. Ignatová, Boris N. Ivanov. (2007). . Photosynth Res. 91 , 81-89;
13. NICOLAS FABRE, ILJA M REITER, NOELLE BECUWE-LINKA, BERNARD GENTY, DOMINIQUE RUMEAU. (2007). Charakterizace a analýza exprese genů kódujících? a ? karboanhydrázy u Arabidopsis. Prostředí rostlinných buněk. 30 , 617-629;
14. Fluorescenční Nobelova cena za chemii;
15. Jack J. S. van Rensen, Chunhe Xu, Govindjee. (1999). Role bikarbonátu ve fotosystému II, voda-plastochinon oxidoreduktáza rostlinné fotosyntézy. Physiol Plant. 105 , 585-592;
16. A. Villarejo. (2002). Karboanhydráza spojená s fotosystémem II reguluje účinnost fotosyntetického vývoje kyslíku. EMBO Journal. 21 , 1930-1938;
17. Judith A. Jebanathirajah, John R. Coleman. (1998). Asociace karboanhydrázy s komplexem enzymů Calvinova cyklu v Nicotiana tabacum. Planta. 204 , 177-182;
18. Pronina N.A. a Semaněnko V.E. (1984). Lokalizace membránově vázaných a rozpustných forem karboanhydrázy v Chlorella buňka. Fiziol. Rast. 31 , 241–251;
19. L. K. Ignatova, N. N. Rudenko, M. S. Khristin, B. N. Ivanov. (2006). Heterogenní původ karboanhydrázové aktivity thylakoidních membrán. biochemie (Moskva). 71 , 525-532.

Usova Irina Valeryanovna,

Učitel biologie, chemie a zeměpisu první kategorie

Zobecnění na téma „Životní činnost organismů“

(hodina biologie v 6. třídě)

Cíle lekce:

1. 
   Shrnout a systematizovat znalosti o životně důležitých procesech organismů, které zajišťují jejich integritu a vztah s nimi životní prostředí.
2. 
   Ověřit úroveň rozvoje dovedností identifikovat podstatné znaky a vlastnosti jevů, aplikovat poznatky v praxi.
3. 
   Pomoci studentům rozvíjet porozumění rostlinám a zvířatům jako integrálním organismům.

^ Základní pojmy a termíny lekce : výživa, trávení, fotosyntéza, enzym, krev, studenokrevník, teplokrevník, exoskelet, vnitřní kostra, nervový systém, reflex, instinkt, hormony, spor, gameta, semeno, růst, vývoj, rozmnožování.

Zařízení: počítačová prezentace „Životní činnost organismů. Zobecnění znalostí“, procesor, videoprojektor, plátno.

Během lekcí:

1. 
   Organizace času.
2. 
   Opakování a zobecnění znalostí.

1. 
   Řešení biologických problémů.

- Na základě jakých vlastností a vlastností lze semeno fazole a slepičí vejce klasifikovat jako živé organismy?

Do jakých vývojových fází organismů tyto objekty patří?

1. 
   Odůvodněné odpovědi na úkoly "Která tvrzení jsou pravdivá?" (doprovázeno ukázkou snímků s textem tvrzení a odpovídajícími nákresy a schématy, studenti komentují svou odpověď – proč souhlasí či nesouhlasí)

1. 
   Pouze rostliny mohou přímo absorbovat sluneční energii.
2. 
   Všechna zvířata jsou všežravci.
3. 
   Všechny živé organismy dýchají.
4. 
   Průduchy jsou dýchacím orgánem žížaly.
5. 
   Plíce mají pouze suchozemští obratlovci.
6. 
   Organické látky v rostlinách se pohybují sítovými trubicemi.
7. 
   Žížala má uzavřenou oběhový systém.
8. 
   Ryba má tříkomorové srdce.
9. 
   Metabolismus se vyskytuje ve všech živých organismech.
10. 
    Ryby jsou teplokrevní živočichové.
11. 
    Rostliny a houby nemají speciální vylučovací systémy.
12. 
    Vylučovacími orgány červa jsou ledviny.
13. 
    Všechna zvířata mají vnitřní kostru.
14. 
    Kostra obratlovců se skládá z hlavy, trupu a končetin.
15. 
    Rostliny jsou schopné aktivních pohybů, mohou se pohybovat.
16. 
    Hormony jsou látky vylučované žlázami s vnitřní sekrecí do krve.
17. 
    Nervový systém obratlovců se skládá z mozku, míchy a nervů.
18. 
    Nepohlavního rozmnožování se účastní dva jedinci.
19. 
    Pučení – metoda nepohlavní rozmnožování.
20. 
    Kvetoucí rostliny mají dvojité hnojení.
21. 
    Hmyz má nepřímý typ vývoje.

1. 
   Úkoly k reprodukci definic základních pojmů tématu.

(Studenti se střídají v definicích pojmů. Učitel klade otázky k těmto pojmům. Jednotliví studenti tvoří věty s jedním nebo více pojmy a spojují je do ucelenějšího pojmu. Zároveň jsou na obrazovce zobrazeny snímky s pojmy a obrázky. obrazovka).

1. 
   ^ Výživa, trávení, fotosyntéza, enzymy.

- Jaké druhy výživy jsou v rostlinách?

Jaký typ výživy rostlin je fotosyntéza?

Jaké organismy se vyznačují trávením?

Co mají enzymy společného s procesem trávení?

1. 
   ^ Hemolymfa, plazma, krvinky, tepna, žíla, kapilára.

- Pro které organismy je hemolymfa vnitřním prostředím? jakou má barvu?

Co je krevní plazma? Jak to souvisí s krvinkami?

Co tyto pojmy spojuje – tepny, žíly, kapiláry?

Jak se tato plavidla liší?

^ 3. Chladnokrevník, teplokrevník, ledvina, močovod, močový měchýř.

Jak se liší teplokrevní živočichové od studenokrevných?

Která zvířata jsou teplokrevná a která studenokrevná?

Co spojuje tyto tři pojmy – ledviny, močovody, močový měchýř.

^ 4. Exoskelet, vnitřní skelet, vztlak křídla.

Jak se liší vnější kostra od vnitřní kostry?

Které organismy mají vnější kostru a které vnitřní?

Co je vztlak křídel?

^ 5. Nervový systém sítnice, uzlový nervový systém, nervový impuls, reflex, instinkt.

Které organismy mají síťovaný nervový systém? Jaké jsou jeho vlastnosti?

Jaké jsou vlastnosti nodálního nervového systému?

Co je to nervový impuls?

Co je reflex?

Co je to instinkt?

^ 6. Pučení, výtrusy, vegetativní orgány.

Co všechny tyto pojmy spojuje?

Jaké organismy se vyznačují pučením?

Co jsou vegetativní orgány?

Které organismy se nejčastěji rozmnožují vegetativními orgány?

^ 7. Gameta, hermafrodit, spermie, vajíčko, oplození, zygota.

Co spojuje pojmy - gameta, spermie, vajíčko?

Které organismy se nazývají hermafroditi?

Napište větu pomocí posledních čtyř pojmů.

^ 8. Opylení, zárodečný vak, centrální buňka, dvojité oplození, semenáč.

Co je opylení?

Co spojuje takové pojmy jako embryonální vak a centrální buňka?

Jaké jsou vlastnosti dvojitého hnojení charakteristické pro kvetoucí rostliny?

Co je klíček?

^ 9. Štěpení, blastula, gastrula, neurula, mezoderm.

Co je drtivé?

Co vzniká jako výsledek tohoto procesu?

Co spojuje takové pojmy jako blastula, gastrula a neurula?

Co je mezoderm?

1. 
   Zobecnění materiálu.

Studenti odpovídají na otázku:

Jak se liší život od neživota?

Závěr z lekce:Živé organismy se liší od těl neživá příroda tím, že jsou charakterizovány procesy, jako je výživa, dýchání, metabolismus, vylučování, pohyb, dráždivost, růst, vývoj a rozmnožování.

1. 
   Shrnutí lekce, klasifikace studentů za práci v lekci

Látka podobnou strukturou jako hemoglobin nalezená u vyšších živočichů je rozpuštěna. Hemolymfa, která je průsvitná skrz průhlednou vrstvu, dodává tělu hmyzu červenou barvu. (fotografie)

Obsah vody v hemolymfě je 75-90% v závislosti na stadiu životní cyklus a stav (aktivní život,) hmyzu. Jeho reakce je buď mírně kyselá (jako krev zvířat) nebo neutrální, v rozmezí pH 6-7. Mezitím je osmotický tlak hemolymfy mnohem vyšší než u krve teplokrevných zvířat. Jako osmoticky aktivní sloučeniny působí různé aminokyseliny a další látky, převážně organického původu.

Osmotické vlastnosti hemolymfy jsou zvláště výrazné u několika druhů hmyzu, který obývá brakické a slané vody. I když je tedy moucha ponořená do koncentrovaného solného roztoku, její krev nemění její vlastnosti a tekutina neopouští tělo, což by se při takovém „koupání“ dalo očekávat.

Hmotnostně tvoří hemolymfa 5-40 % tělesné hmotnosti.

Jak víte, krev zvířat má schopnost srážet se - to je chrání před příliš velkou ztrátou krve při zranění. Mezi hmyzem ne všichni mají srážlivou krev; jejich rány, pokud se objeví, jsou obvykle uzavřeny „zátkami“ plazmatických buněk, podocytů a dalších speciálních hemolymfových buněk.

Typy hemocytů u hmyzu

Složení hmyzí hemolymfy

Hemolymfa se skládá ze dvou částí: tekuté (plazma) a buněčných elementů reprezentovaných hemocyty.

V plazmě jsou rozpuštěny organické látky a anorganické sloučeniny v ionizované formě: sodík, draslík, vápník, hořčík, chloritany, fosforečnany, uhličitany. V porovnání s obratlovci obsahuje hemolymfa hmyzu více draslíku, vápníku, fosforu a hořčíku. Například u býložravých druhů může být koncentrace hořčíku v krvi 50krát vyšší než u savců. Totéž platí pro draslík.

V tekuté části krve se také nacházejí živiny, metabolity (kyselina močová), hormony, enzymy a pigmentové sloučeniny. Existuje také určitá množství rozpuštěného kyslíku a oxidu uhličitého, peptidy, proteiny, lipidy a aminokyseliny.

Pojďme se podrobněji zabývat živinami hemolymfy. Ze sacharidů většinu, přibližně 80 %, tvoří trehalóza, skládající se ze dvou molekul glukózy. Tvoří se v, vstupuje do hemolymfy a poté je v orgánech štěpen enzymem trehalázou. Při poklesu teploty vzniká glycerol z dalšího sacharidu – glykogenu. Mimochodem, právě glycerin má primární význam, když hmyz přežije mrazy: zabraňuje hemolymfě tvořit ledové krystalky, které mohou poškodit tkáň. Promění se v rosolovitou hmotu a hmyz zůstává životaschopný, někdy i při teplotách pod nulou (např. Braconcephi ichneumon vydrží mrazy až -17 stupňů).

Aminokyseliny jsou v plazmě přítomny v dostatečném množství velké množství a soustředění. Je zde zejména hodně glutaminu a kyseliny glutamové, které hrají roli v osmoregulaci a používají se ke konstrukci. Mnohé aminokyseliny se v plazmě vzájemně spojují a jsou zde „uloženy“ ve formě jednoduchých proteinů – peptidů. V hemolymfě samiček hmyzu se nachází skupina proteinů - vitellogeninů, které se používají při syntéze žloutku v. Protein lysozym, přítomný v krvi obou pohlaví, hraje roli v ochraně těla před bakteriemi a viry.

„Krevní“ buňky hmyzu – hemocyty – jako zvířecí erytrocyty, jsou mezodermálního původu. Jsou mobilní a imobilní, mají jiný tvar, jsou prezentovány s různými „koncentracemi“. Například v 1 mm jsou 3 hemolymfy slunéčko sedmitečné existuje asi 80 000 buněk. Podle jiných zdrojů může jejich počet dosáhnout 100 000. Cvrček má od 15 do 275 tisíc na 1 mm 3 .

Hemocyty se dělí podle morfologie a funkce na hlavní typy: amebocyty, chromofilní leukocyty, fagocyty s homogenní plazmou, hemocyty s granulární plazmou. Obecně bylo mezi všemi hemocyty objeveno až 9 typů: prohemocyt, plazmocyt, granulocyt, oenocyt, cystocyt, kulovitá buňka, adipohemocyt, podocyt, buňka ve tvaru červa. Částečně jsou to buňky různého původu, částečně jsou to různé „stáří“ téhož hematopoetického zárodku. Přicházejí v různých velikostech, tvarech a funkcích. (fotografie)

Hemocyty se obvykle usazují na stěnách krevních cév a prakticky se neúčastní oběhu, a to pouze před nástupem další fáze transformace nebo předtím, než se začnou pohybovat v krevním řečišti. Tvoří se ve speciálních krvetvorných orgánech. U cvrčků, much a motýlů jsou tyto orgány umístěny v oblasti hřbetní cévy.

Funkce hemolymfy

Jsou velmi různorodé.

Nutriční funkce: transport živin v těle.

Humorný regulace: zajištění fungování endokrinního systému, přenos hormonů a dalších biologických účinné látky k orgánům.

Respirační funkce: transport kyslíku do buněk (u některých druhů hmyzu, jejichž hemocyty mají v blízkosti hemoglobin nebo barvivo). Příklad Chironimus (komáři zvonci, komáři trhaní) již byl popsán výše. Během larválního stádia žije tento hmyz ve vodě, v bažinatých oblastech, kde je obsah kyslíku minimální. Tento mechanismus mu umožňuje využívat zásoby O2 dostupné ve vodě k přežití v takových podmínkách. U ostatních krev neplní dýchací funkci. I když existuje zajímavá výjimka: jím spolknuté lidské červené krvinky mohou po nakrmení proniknout přes střevní stěnu do tělesné dutiny, kde zůstávají nezměněny a ve stavu plné životaschopnosti po dlouhou dobu. Je pravda, že jsou příliš nepodobné hemocytům, aby převzaly jejich funkci.

Vylučovací funkce: hromadění produktů látkové výměny, které pak budou z těla odváděny vylučovacími orgány.

Mechanická funkce: vytvoření turgoru, vnitřního tlaku k udržení tvaru těla a struktury orgánů. To je zvláště důležité pro ty, kteří mají měkké

Řada hmyzu, například sarančata nebo kobylky, zažívá autohemoragii: když se speciální svaly stahují, krev vystříkne na sebeobranu. Přitom se zřejmě mísí se vzduchem a někdy tvoří pěnu, která zvětšuje svůj objem. Místa úniku krve Listojedov, Coccinellids a další se nacházejí v oblasti kloubů, v oblasti připojení prvního páru k tělu a poblíž úst.