Transportul substanțelor în organism. Transportul substanțelor în organismele vii. „Mișcarea apei și a mineralelor de-a lungul tulpinii

Transportul substantelor in organism.Transport

Scopul lecției:

Cunoașteți caracteristicile
transportul substanțelor în organisme
plante si animale.

Mișcarea citoplasmei

Celulele comunică între ele prin canalele citoplasmatice

Mișcarea în plante
substanțe este efectuată de
doua sisteme:
VASE DIN LEMN
(XYLEMA) - apă și
saruri minerale;
TUBURI SITE BATT
(FLOEMA) - organic
substante.

10.

Tipuri de sistem circulator

11.

Sistem circulator
Închis
Râma
Peşte
Amfibieni
Reptile
Păsări
Mamifere
Neînchis
Crustacee
Insecte
hemolimfa

12.

Organele sistemului circulator
__________________
___________
______________
___________________
____________
___________
_______________

13.

Organele sistemului circulator
Artere - Din inimă (vocale)
Vene - Spre inimă (consoane)
inima
Vasele
Atriale Ventriculi Artere Capilare Vene

14.

15.

Sânge
_____________
(partea lichida)
_____
(culoare)
______
(funcții)
______________
_____
(culoare)
______
(funcții)
Trombocitele
______
______
(funcții)

16.

Sânge
Celule de sânge
Plasma
globule rosii
Roșii
Transfer
oxigen
Leucocite
alb
Ucide
microbii
Trombocitele
Participa
V
Coagulare
sânge

17. Sarcină: aranjați o serie de cuvinte într-o succesiune logică.

Eritrocite;
sistem circulator;
hemoglobină; organism;
Vegetal
animal
organism;
tulpina;
sânge.
sită
tuburi;
bast;
Apă și săruri minerale;
conductiv
textile;
organism vegetal;
organic
substante.
vase;
tesatura conductoare.

18. La vertebrate sistemul circulator

A) închis
B) deschis
B) rotund

19. Se numesc vasele care părăsesc inima

A) venele
B) capilare
B) arterele

20. Lichidul incolor sau verde care se deplasează prin vasele moluștelor și insectelor se numește

a) hemolimfa
b) hemoglobina
B) hematogen

21. Trimite cuvântul suplimentar și explică alegerea ta

A) artere, plămâni, vene, capilare.
B) artere, vene, hemoglobina,
capilarele.
B) eritrocite, leucocite, stomac. Într-un milimetru cub de sânge -
aproximativ 5 milioane de globule roșii.
Dacă plasați toate globulele roșii umane în
o linie, apoi primești o bandă, de trei ori
încercuind globul la ecuator.
Dacă numărați globulele roșii cu o viteză de 100
bucăți pe minut, apoi pentru a recalcula
toate, va dura 450 de mii de ani.
Fiecare globul roșu conține 265 de milioane de molecule
hemoglobină.

23. Tema pentru acasă:

§12;
întrebări la p. 83;
pregătiți un mesaj despre diversitate
sistemele circulatorii ale organismelor
și semnificația lor în viața animală

1. Transport prin stratul dublu lipidic al membranei (difuzie simplă) și transport cu participarea proteinelor membranare

2. Transport activ și pasiv

3. Simport, antiport și uniport

Moleculele nepolare cu greutate moleculară mică (de exemplu, oxigen, azot, benzen) trec cel mai ușor prin stratul dublu lipidic. Moleculele polare mici, cum ar fi dioxidul de carbon, oxidul nitric, apa și ureea pătrund destul de repede prin stratul dublu lipidic. Etanolul și glicerolul, precum și hormonii steroizi și tiroidieni, trec prin stratul dublu lipidic într-un ritm vizibil. Pentru moleculele polare mai mari (glucoză, aminoacizi), precum și pentru ioni, stratul dublu lipidic este practic impermeabil, deoarece interiorul său este hidrofob.

Transferul de molecule polare mari și ioni are loc datorită proteinele canalelor sau proteine ​​purtătoare. Astfel, în membranele celulare există canale pentru ionii de sodiu, potasiu și clor, precum și proteine ​​de transport pentru glucoză, aminoacizi și alte molecule. Există chiar și canale speciale de apă - acvaporine.

Transport pasiv- transport de substante de-a lungul unui gradient de concentrație, care nu necesită consum de energie. Transportul pasiv al substanțelor hidrofobe are loc prin stratul dublu lipidic al membranei (∆G<0). Пассивно пропускают через себя вещества все белки-каналы и некоторые белки-переносчики. Пассивный транспорт с участием мембранных белков называют difuzie facilitată. Alte proteine ​​purtătoare (numite uneori proteine ​​„pompă”) transportă substanțe prin membrană folosind energie, care este eliberată în timpul hidrolizei ATP. Se efectuează acest tip de transport față de un gradient de concentrație substanță transportată și se numește transport activ.

Transportul pe membrană al substanțelor diferă, de asemenea, în direcția mișcării lor și în cantitatea de substanțe transportate de o anumită proteină purtătoare:

1) Uniport- transportul unei substanţe într-o direcţie în funcţie de gradientul de concentraţie.

2) Simport- transportul a doua substante intr-o directie folosind un singur transportator.

3) Antiport- mișcarea a două substanțe în direcții diferite printr-un singur purtător.

Principalele mecanisme de mișcare a substanțelor prin membrană sunt prezentate în următoarea diagramă:

Uniport realizează un canal de sodiu dependent de tensiune prin care cationii de sodiu se deplasează în celulă în timpul generării unui potențial de acțiune.

Simport efectuează un transportor de glucoză situat pe partea externă (cu fața către lumenul intestinal) a celulelor epiteliale intestinale. Această proteină captează simultan o moleculă de glucoză și un cation de sodiu și, schimbându-și conformația, transferă ambele substanțe în celulă. Aceasta folosește energia gradientului electrochimic, care, la rândul său, este creat datorită hidrolizei ATP de către enzima ATPaza sodiu-potasiu.

Antiport realizat de ATPaza sodiu-potasiu. Transportă 2 cationi de potasiu în celulă și elimină 3 cationi de sodiu din celulă.

Funcționarea ATPazei sodiu-potasiu este un exemplu de transport activ prin antiport.

Mecanisme de transport al fragmentelor mari (biomolecule)

endocitoza - captarea unui fragment mare de către o celulă. În primul rând, membrana înconjoară acest fragment, formând o veziculă - fagozomul primar, apoi această veziculă se contopește cu organele celulare - lizozomul, unde fragmentul substanței este descompus de enzimele lizozomului.

Se numește captarea fluidelor pinocitoza, captarea materiei solide - fagocitoză.

Procesul de eliberare a fragmentelor mari dintr-o celulă se numește exocitoză, apare prin aparatul Golgi.

Exemplu un medicament antitumoral care blochează transportul prin membrane.

Celulele umane de cancer de sân estrogen-pozitive transplantate în corpul unui șoarece de laborator au murit sub influența unui medicament care blochează transportul nutrienților. Acesta este singurul transport care poate furniza toți aminoacizii esențiali necesari pentru supraviețuirea celulei, inclusiv. tumora. Un alt tip de celulă canceroasă (estrogen-negativ) nu este afectat de medicament. Medicamentul este dezvoltat pe baza aminoacidului - alfa-metil-(D,L)-triptofan. Substanța este capabilă să priveze energie doar celulelor care folosesc acest tip de transport. Descoperirea va face posibilă înfrângerea cancerului de sân, care nu poate fi tratat cu medicamente tradiționale precum tamoxifen* sau Clomid*.

*Clomid (clomifen) și tamoxifen (Nolvadex) sunt antiestrogeni aparținând aceluiași grup de substanțe chimice - trifeniletilene.

PRELEZA Nr. 4
Soluții tampon. Sisteme tampon ale corpului uman

Sisteme tampon anorganice.

Ecuația Hasselbach-Genderson pentru tampon de tip I și tip II.

Sisteme tampon organice.

Sisteme tampon ale corpului uman.

Scop: studierea proprietăților generale ale sistemelor tampon, familiarizarea cu sistemele tampon ale organismului și funcționarea acestora.

Literatură:Berezov T.T., Korovkin B.F. Chimie biologică: Manual sub. ed. acad. Academia de Științe Medicale din URSS S.S. Debova.- ed. a II-a, revăzută. şi suplimentare - M.: Medicină, 1990. 528 p.

Relevanţă. Sistemele tampon sunt larg reprezentate în organismele vii, inclusiv. în oameni. Tampoanele sunt utilizate pentru cercetarea de laborator și, de asemenea, ca mediu pentru stocarea celulelor tisulare. Soluțiile tampon cu o compoziție selectată corespunzător sunt utilizate pentru a corecta compoziția electroliților și pH-ul sângelui la pacienți ( acidoză, alcaloză). În aceste scopuri, soluțiile tampon sunt special preparate, având în prealabil calculată compoziția acestora, astfel încât compoziția electrolitică și pH-ul sistemului să corespundă scopurilor de utilizare.

Tampon(tampon, piele de bivol- înmoaie lovitura) se numesc soluții cu o concentrație stabilă de ioni de H +, adică. Al cărui pH nu se modifică odată cu diluarea și adăugarea unor cantități mici dintr-un acid tare sau o bază tare. Orice tampon conține cel puțin 2 substanțe, dintre care una este capabilă să lege protonii H +, iar a doua leagă grupările hidroxil OH - în compuși slab disociabili .

În organismele multicelulare, celulele diferitelor țesuturi sunt îndepărtate unele de altele. Prin urmare, au dezvoltat un sistem de transport care furnizează gaze și substanțe nutritive tuturor organelor și țesuturilor.

Mișcarea substanțelor într-o plantă

Pentru a afla cum funcționează sistemul de transport al plantelor, vom efectua două experimente.

Experiența 1. Puneți lăstarii de plop (arțar, salcie) într-un vas cu apă colorată cu cerneală roșie. După două zile, vom face mai multe secțiuni longitudinale și transversale ale tulpinii. În toate tăieturile vom vedea că doar lemnul este pătat. Scoarța și miezul au rămas nevopsite. Aceasta înseamnă că apa cu substanțe dizolvate se ridică prin lemnul tulpinii, prin vase.

Experiența 2. Puneți doi lăstari într-un vas cu apă și expuneți-i la lumină. Anterior, unul dintre
scoateți din ele un inel de coajă (3 cm lățime), făcându-se înapoi cu 8-10 cm de la capătul lăstarii.După 3-4 săptămâni, lăstarii vor dezvolta rădăcini adventive. Într-un lăstar nedeteriorat, se formează rădăcini la capătul inferior. Într-un lăstar cu o tăietură inelă, rădăcinile adventive se vor dezvolta deasupra porțiunii goale a tulpinii. Nu vor exista rădăcini sub tăietura inelului, deoarece prin îndepărtarea inelului de scoarță am deteriorat tuburile de sită. Substanțele organice din frunze, deplasându-se de-a lungul floemului, au ajuns la locul tăiat și s-au acumulat aici. Acest lucru a promovat dezvoltarea rădăcinilor adventive.

Astfel, experiența demonstrează că substanțele organice se deplasează de-a lungul scoarței tulpinii și a tuburilor de sită ale floemului. Se deplasează către toate organele plantei - rădăcini, lăstari subterani, vârfuri de lăstari supraterane, flori, fructe, semințe.

Transport de substante la animale

Așa cum substanțele sunt transportate prin sistemul de conducere al unei plante, sistemul circulator asigură transferul de oxigen și substanțe nutritive către toate organele și țesuturile animalelor. Dioxidul de carbon și substanțele nocive intră în sânge din țesuturi. Sângele este eliberat din dioxidul de carbon din organele respiratorii și din substanțele nocive din organele excretoare.

Organul principal al sistemului circulator, asigurându-i funcția de transport, este inima. Joacă rolul unei pompe care asigură circulația sângelui. Inima pompează sânge prin vasele de sânge.

Animale cu sânge cald și cu sânge rece

La broaște, șopârle, șerpi, crocodili și țestoase, sângele se amestecă într-una dintre părțile inimii. Ca urmare, toate organele primesc sânge care este sărac în oxigen. Astfel de animale sunt cu sânge rece. Temperatura corpului lor depinde de mediu. La păsări și mamifere, sângele oxigenat nu se amestecă cu sângele care transportă dioxid de carbon și substanțe nocive. Creșterea conținutului de oxigen din sânge asigură eliberarea unei cantități mari de energie, datorită căreia aceste animale au o temperatură constantă a corpului și au sânge cald. Acest lucru le permite să suporte mai ușor condițiile de mediu nefavorabile și să se răspândească pe scară largă pe întreaga planetă.

89. Să aflăm de ce este necesar transportul de substanțe pentru organismele pluricelulare.
Datorită transportului de substanțe, toate mineralele și diversele proteine, carbohidrații, grăsimile ajung la „destinația” lor și încep să se sintetizeze rapid cu alte molecule.

90. Să desenăm o plantă și să-i etichetăm organele.

91. Să scriem ce substanțe se mișcă:
a) prin vase de lemn: minerale
b) de-a lungul tuburilor de sită ale libenului: substanțe organice.

92. Să definim conceptul de sânge și funcțiile sale în organism.
Țesut conjunctiv. Datorită proteinelor conținute în sânge, acesta îndeplinește multe funcții, inclusiv de transport și de protecție.

93. Să scriem diferențele dintre un sistem circulator închis și cel deschis.
Într-un c.s. închis. sângele se mișcă într-un cerc, iar într-un cerc deschis, vasele de sânge se deschid în cavitatea corpului.

94. Să etichetăm secțiunile sistemului circulator prezentate în imagini. Să stabilim tipul lor.

95. Să completăm propozițiile.

96. Să definim conceptele.
O arteră este un vas prin care sângele oxigenat se deplasează către organe.
O venă este un vas prin care sângele saturat cu dioxid de carbon se deplasează din organe.
Un capilar este cel mai mic vas care pătrunde în întregul corp al unui animal.

97. Să etichetăm părțile inimii indicate prin numere în imagini. Să notăm animalele cărora le aparțin inimile arătate.

Lucrări de laborator.
„Mișcarea apei și a mineralelor de-a lungul tulpinii”.

Intrebarea 1.
Pentru a menține funcționarea normală, organismul are nevoie de nutrienți (minerale, apă, compuși organici) și oxigen. În mod obișnuit, aceste substanțe se deplasează prin vase (prin vasele de lemn și liban la plante și prin vasele de sânge ale animalelor). În celule, substanțele se deplasează de la organel la organel. Substanțele sunt transportate în celulă din substanța intercelulară. Deșeurile și substanțele inutile sunt îndepărtate din celule și apoi prin organele excretoare din organism. Astfel, transportul substantelor in organism este necesar pentru metabolismul si energia normala.

Intrebarea 2.
În organismele unicelulare, substanțele sunt transportate prin mișcarea citoplasmei. Deci, într-o amibă, citoplasma curge dintr-o parte a corpului în alta. Nutrienții conținuti în acesta se mișcă și sunt distribuite în întregul corp. În papucul ciliat - un organism unicelular cu o formă constantă a corpului - mișcarea veziculei digestive și distribuția nutrienților în întreaga celulă se realizează prin mișcare circulară continuă a citoplasmei.

Întrebarea 3.
Cardiovascular sistemul asigură mișcarea continuă a sângelui, care este necesară pentru toate organele și țesuturile. Prin acest sistem, organele și țesuturile primesc oxigen, substanțe nutritive, apă, săruri minerale, iar hormonii care reglează funcționarea organismului sunt furnizați organelor cu sânge. Dioxidul de carbon, produse de descompunere, intră în sânge din organe. În plus, sistemul circulator menține o temperatură constantă a corpului și asigură un mediu intern constant al corpului ( homeostaziei), relația dintre organe, asigură schimbul de gaze în țesuturi și organe. Sistemul circulator îndeplinește și o funcție de protecție, deoarece sângele conține anticorpi și antitoxine.

Întrebarea 4.
Sânge este un țesut conjunctiv lichid. Este format din plasmă și elemente formate. Plasma este o substanță intercelulară lichidă, elementele formate sunt celule sanguine. Plasma reprezintă 50-60% din volumul sanguin și este 90% apă. Restul sunt substanțe plasmatice organice (aproximativ 9,1%) și anorganice (aproximativ 0,9%). Substanțele organice includ proteine ​​(albumină, gama globulină, fibrinogen etc.), grăsimi, glucoză, uree. Datorită prezenței fibrinogenului în plasmă, sângele este capabil să coaguleze - o reacție de protecție importantă care salvează organismul de pierderea de sânge.

Întrebarea 5.
Sângele este format din plasmă și elemente formate. Plasma este o substanță intercelulară lichidă, elementele formate sunt celule sanguine. Plasma reprezintă 50-60% din volumul sanguin și este 90% apă. Restul este organic (aproximativ 9,1%) și anorganic
(aproximativ 0,9%) substanțe plasmatice. Substanțele organice includ proteine ​​(albumină, gama globulină, fibrinogen etc.), grăsimi, glucoză, uree. Datorită prezenței fibrinogenului în plasmă, sângele este capabil să coaguleze - o reacție de protecție importantă care salvează organismul de pierderea de sânge.
Elementele formate din sânge sunt eritrocitele - globule roșii, leucocitele - globule albe și trombocitele - trombocite.

Întrebarea 6.
Stomate reprezintă un gol care se află între două celule (de gardă) în formă de fasole. Celulele de gardă sunt situate deasupra celor mari intercelularîn țesutul de frunze moale. Stomatele sunt de obicei situate pe partea inferioară a lamei frunzei, iar la plantele acvatice (nufăr, capsulă de ou) - doar pe partea superioară. Un număr de plante (cereale, varză) au stomatele pe ambele părți ale frunzei.

Întrebarea 7.
Pentru a menține viața normală, planta absoarbe CO 2 (dioxid de carbon) din atmosferă cu frunzele sale și apă cu săruri minerale dizolvate în ea din sol cu ​​rădăcinile sale.
Rădăcinile plantelor sunt acoperite, ca puful, cu fire de păr care absorb soluția de sol. Datorită acestora, suprafața de aspirație crește de zeci și chiar de sute de ori.
Mișcarea apei și a mineralelor în plante se realizează datorită a două forțe: presiunea rădăcinii și evaporarea apei de către frunze. Presiunea rădăcinilor este o forță care provoacă o alimentare unidirecțională de umiditate de la rădăcini la lăstari. Evaporarea apei de către frunze este un proces care are loc prin stomatele frunzelor și menține un flux continuu de apă cu minerale dizolvate în ea în întreaga plantă în sens ascendent.

Întrebarea 8.
Substanțele organice sintetizate în frunze curg în toate organele plantei prin tuburile sită ale floemului și formează un curent descendent. La plantele lemnoase, mișcarea nutrienților în plan orizontal are loc cu participarea razelor medulare.

Întrebarea 9.
Cu ajutorul firelor de păr din rădăcină, apa și mineralele sunt absorbite din soluțiile din sol. Membrana celulară a firelor de păr este subțire - acest lucru facilitează absorbția.
Presiunea rădăcinii- o forță care provoacă o alimentare unidirecțională de umiditate de la rădăcini la lăstari. Presiunea radiculară se dezvoltă atunci când presiunea osmotică din vasele rădăcinii depășește presiunea osmotică a soluției din sol. Presiunea rădăcinii, împreună cu evaporarea, este implicată în mișcarea apei în corpul plantei.

Întrebarea 10.
Evaporarea apei de către o plantă se numește transpiratie. Apa se evaporă prin întreaga suprafață a corpului plantei, dar mai ales intens prin stomatele din frunze. Semnificația evaporării: participă la mișcarea apei și a substanțelor dizolvate în tot corpul plantei; promovează nutriția cu carbohidrați a plantelor; protejează plantele de supraîncălzire.