Транспорт веществ в организме. Транспорт веществ в живых организмах. «Передвижение воды и минеральных веществ по стеблю

Транспорт веществ в организме.Транспорт

Цель урока:

Познакомиться с особенностями
переноса веществ в организмах
растений и животных.

Движение цитоплазмы

Клетки сообщаются между собой цитоплазматическими каналами

У растений передвижение
веществ осуществляется по
двум системам:
СОСУДЫ ДРЕВЕСИНЫ
(КСИЛЕМА) - вода и
минеральные соли;
СИТОВИДНЫЕ ТРУБКИ ЛУБА
(ФЛОЭМА) - органические
вещества.

10.

Типы кровеносной системы

11.

Кровеносная система
Замкнутая
Дождевой червь
Рыбы
Земноводные
Рептилии
Птицы
Млекопитающие
Незамкнутая
Моллюски
Насекомые
гемолимфа

12.

Органы кровеносной системы
__________________
___________
______________
___________________
____________
___________
_______________

13.

Органы кровеносной системы
Артерии – 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.

Кровь
Клетки 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) замкнутая
Б) незамкнутая
В) круглая

19. Сосуды, которые отходят от сердца, называются

А) вены
Б) капилляры
В) артерии

20. Бесцветная или зелёная жидкость, которая движется по сосудам у моллюсков и насекомых, называется

А) гемолимфа
Б) 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 .

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.

89. Выясним, зачем нужен транспорт веществ для многоклеточных организмов.
Благодаря транспорту веществ все минеральные вещества и различные белки, углеводы, жиры доходят до своего «пункта назначения» и начинают бурно синтезировать с другими молекулами.

90. Нарисуем растение и подпишем его органы.

91. Напишем, какие вещества передвигаются:
а) по сосудам древесины: минеральные вещества
б) по ситовидным трубкам луба: органические вещества.

92. Определим понятие крови и ее функции в организме.
Соединительная ткань. Благодаря белкам, содержащимся в крови, она выполняет множество функций, в том числе транспортную и защитную.

93. Напишем различия замкнутой и незамкнутой кровеносной системы.
В замкнутой к.с. кровь движется по кругу, а в незамкнутой – кровеносные сосуды открываются в полость тела.

94. Подпишем отделы кровеносной системы, изображенные на рисунках. Определим их тип.

95. Дополним предложения.

96. Дадим определения понятиям.
Артерия – это сосуд, по которому перемещается кровь, насыщенная кислородом, к органам.
Вена – это сосуд, по которому перемещается кровь, насыщенная углекислым газом, от органов.
Капилляр – это мельчайший сосуд, пронизывающий всё тело животного.

97. Подпишем части сердца, обозначенные на рисунках цифрами. Впишем животных, которым принадлежат изображенные сердца.

Лабораторная работа.
«Передвижение воды и минеральных веществ по стеблю».

Вопрос 1.
Для поддержания нормальной жизнедеятельности организму необходимы питательные вещества (минеральные вещества, вода, органические соединения) и кислород. Обычно эти вещества передвигаются по сосудам (по сосудам древесины и луба у растений и по кровеносным сосудам у животных). В клетках вещества передвигаются от органоида к органоиду. Транспортируются вещества в клетку из межклеточного вещества. Отработанные и ненужные вещества выводятся из клеток и, затем, через органы выделения из организма. Таким образом, транспорт веществ в организме необходим для нормального обмена веществ и энергии.

Вопрос 2.
У одноклеточных организмов вещества переносятся движением цитоплазмы. Так, у амёбы цитоплазма перетекает из одной части тела в другую. Содержащиеся в ней питательные вещества передвигаются и разносятся по всему организму. У инфузории туфельки – одноклеточного организма, имеющего постоянную форму тела – передвижение пищеварительного пузырька и распределение питательных веществ по всей клетке достигается непрерывным круговым движением цитоплазмы.

Вопрос 3.
Сердечно-сосудистая система обеспечивает непрерывное движение крови, которое необходимо для всех органов и тканей. По этой системе органы и ткани получают кислород, питательные вещества, воду, минеральные соли, с кровью к органам поступают гормоны, регулирующие работу организма. Из органов в кровь поступает углекислый газ, продукты распада. Кроме того, система кровообращения поддерживает постоянство температуры тела, обеспечивает постоянство внутренней среды организма (гомеостаз ), взаимосвязь органов, обеспечивает газообмен в тканях и органах. Система кровообращения выполняет также защитную функцию, так как в крови содержатся антитела и антитоксины.

Вопрос 4.
Кровь - это жидкая соединительная ткань. Она состоит из плазмы и форменных элементов. Плазма - это жидкое межклеточное вещество, форменные элементы - это клетки крови. Плазма составляет 50-60 % объема крови и на 90 % состоит из воды. Остальное - это органические (около 9,1 %) и неорганические (около 0,9 %) вещества плазмы. К органическим веществам относятся белки (альбумин, гамма-глобулин, фибриноген и др.), жиры, глюкоза, мочевина. Благодаря наличию в плазме фибриногена кровь способна к свертыванию - важной защитной реакции, спасающей организм от кровопотери.

Вопрос 5 .
Кровь состоит из плазмы и форменных элементов. Плазма - это жидкое межклеточное вещество, форменные элементы - это клетки крови. Плазма составляет 50-60 % объема крови и на 90 % состоит из воды. Остальное - это органические (около 9,1 %) и неорганические
(около 0,9 %) вещества плазмы. К органическим веществам относятся белки (альбумин, гамма-глобулин, фибриноген и др.), жиры, глюкоза, мочевина. Благодаря наличию в плазме фибриногена кровь способна к свертыванию - важной защитной реакции, спасающей организм от кровопотери.
Форменными элементами крови являются эритроциты – красные кровяные тельца, лейкоциты – белые кровяные тельца и тромбоциты – кровяные пластинки.

Вопрос 6.
Устьица представляют собой щель, которая расположена между двумя бобовидными (замыкающими) клетками. Замыкающие клетки находятся над большим межклетником в рыхлой ткани листа. Устьица обычно располагаются с нижней стороны листовой пластинки, а у водных растений (кувшинка, кубышка) - только на верхней. У ряда растений (злаки, капуста) устьица есть на обеих сторонах листа.

Вопрос 7.
Для поддержания нормальной жизнедеятельности растение поглощает СО 2 (углекислый газ) из атмосферы листьями и воду с растворенными в ней минеральными солями из почвы корнями.
Корни растений покрыты, как пушком, корневыми волосками, которые поглощают почвенный раствор. Благодаря им поверхность всасывания увеличивается в десятки и даже сотни раз.
Передвижение воды и минеральных веществ в растениях осуществляется за счет двух сил: корневого давления и испарения воды листьями. Корневое давление - сила, вызывающая одностороннюю подачу влаги от корней к побегам. Испарение воды листьями - процесс, который происходит через устьица листьев и поддерживает непрерывный ток воды с растворёнными в ней минеральными веществами по растению в восходящем направлении.

Вопрос 8.
Органические вещества, синтезирующиеся в листьях, оттекают во все органы растения но ситовидным трубкам луба и образуют нисходящий ток. У древесных растений передвижение питательных веществ в горизонтальной плоскости происходит при участии сердцевинных лучей.

Вопрос 9.
При помощи корневых волосков происходит всасывание из почвенных растворов воды и минеральных веществ. Оболочка клеток корневых волосков тонкая - это облегчает всасывание.
Корневое давление - сила, вызывающая одностороннюю подачу влаги от корней к побегам. Корневое давление развивается при превышении осмотического давления в сосудах корня над осмотическим давлением почвенного раствора. Корневое давление наряду с испарением участвует в движении воды в теле растения.

Вопрос 10.
Испарение воды растением называется транспирацией . Вода испаряется через всю поверхность тела растения, но особенно интенсивно через устьица в листьях. Значение испарения: оно принимает участие в передвижении воды и растворенных веществ по телу растения; способствует углеводному питанию растений; защищает растения от перегрева.