U mnohobuněčných organismů jsou buňky různých tkání od sebe vzdálené. Proto vyvinuli transportní systém, který poskytuje plyny a živiny všem orgánům a tkáním.
Pohyb látek v rostlině
Abychom zjistili, jak funguje systém dopravy rostlin, provedeme dva experimenty.
Zkušenost 1. Topolové výhonky (javor, vrba) vložte do nádoby s vodou zbarvenou červeným inkoustem. Po dvou dnech uděláme několik podélných a příčných řezů stonku. Na všech řezech uvidíme, že je mořeno pouze dřevo. Kůra a dřeň zůstaly bez nátěru. To znamená, že voda s rozpuštěnými látkami stoupá dřevem stonku, cévami.
Zkušenost 2. Umístěte dva výhonky do nádoby s vodou a vystavte je světlu. Dříve jeden z
odstraňte z nich prstenec kůry (3 cm široký), ustupte 8-10 cm od konce výhonku.Po 3-4 týdnech vyvinou výhonky adventivní kořeny. V nepoškozeném výhonu se na spodním konci tvoří kořeny. U výhonku s prstencovým řezem se nad holou částí stonku vyvinou náhodné kořeny. Pod prstencem nebudou žádné kořeny, protože odstraněním prstence kůry jsme poškodili trubičky síta. Organické látky z listů, pohybující se podél floému, se dostaly na místo řezu a hromadily se zde. To podpořilo rozvoj adventivních kořenů.
Zkušenosti tedy dokazují, že organické látky se pohybují po kmenové kůře a sítových trubkách floému. Přesouvají se do všech orgánů rostliny - kořeny, podzemní výhonky, špičky nadzemních výhonků, květy, plody, semena.
Transport látek u zvířat
Stejně jako jsou látky transportovány vodivým systémem rostliny, zajišťuje oběhový systém přenos kyslíku a živin do všech orgánů a tkání živočichů. Z tkání se do krve dostávají oxid uhličitý a škodlivé látky. Krev se uvolňuje z oxidu uhličitého v dýchacích orgánech, ze škodlivých látek ve vylučovacích orgánech.
Hlavním orgánem oběhové soustavy, zajišťující její transportní funkci, je srdce. Hraje roli pumpy, která zajišťuje krevní oběh. Srdce pumpuje krev přes krevní cévy.
Teplokrevní a studenokrevní živočichové
U žab, ještěrek, hadů, krokodýlů a želv se krev mísí v jedné z částí srdce. Výsledkem je, že všechny orgány dostávají krev chudou na kyslík. Taková zvířata jsou chladnokrevná. Jejich tělesná teplota závisí na prostředí. U ptáků a savců se okysličená krev nemísí s krví přenášející oxid uhličitý a škodlivé látky. Zvýšení obsahu kyslíku v krvi zajišťuje uvolnění velkého množství energie, díky čemuž mají tato zvířata stálou tělesnou teplotu a jsou teplokrevní. To jim umožňuje snáze snášet nepříznivé podmínky prostředí a šířit se po celé planetě.
Biologický test Transport látek v těle pro žáky 6. ročníku s odpověďmi. Test se skládá ze 2 možností, každá s 10 úkoly.
1 možnost
1. Pohyb živin po celé buňce zajišťuje
1) jádro
2) chloroplast
3) cytoplazma
4) chromozom
2. Voda a minerály v ní rozpuštěné se v rostlině pohybují
1) dřevěné nádoby
2) lýkové buňky
3) jádro
4) oloupat
3. Transport látek a plynů v těle žížaly se provádí pomocí
1) kosterní svaly
2) oběhový systém
3) nervový systém
4) plíce
4. Zničte patogenní mikroby, které se dostaly do těla savce
1) plavidla
2) srdce
3) červené krvinky
4) bílé krvinky
5. Všechny tkáně a orgány potkana jsou penetrovány
1) krevní kapiláry
2) mechanická vlákna
3) floémové cévy
4) buňky vodivé tkáně
6. Největšího rozvoje dosahuje oběhová soustava v
1) červovité organismy
2) členovci
3) měkkýši
4) ptáci a zvířata
7. V rostlinném těle zajišťuje jednosměrný pohyb vody od kořenů k výhonkům
1) fotosyntéza
2) výměna plynu
3) dýchání
4) kořenový tlak
8. Na obrázku je srdce obojživelníka. Která část srdce je označena číslem 1?
1) komory
2) atrium
3) tepna
4) žíla
9.
A. Oběhový systém ryby nemá srdce a skládá se pouze z cév.
B. Transport živin v těle zvířat zajišťuje krev a hemolymfa.
1) Pouze A je správně
2) pouze B je pravdivé
3) oba rozsudky jsou správné
4) oba rozsudky jsou nesprávné
10. Stanovte správnou sekvenci pohybu krve cévami, počínaje srdcem.
1) srdce
2) kapiláry
3) žíly
4) tepny
Možnost 2
1. U jednobuněčných organismů je pohyb látek a organel uvnitř buňky dosahován pohybem
1) jádra
2) plastid
3) vakuoly
4) cytoplazma
2. V kvetoucí rostlině prochází organická hmota
1) dřevěné nádoby
2) lýkové buňky
3) jádro
4) oloupat
3. Kyslík je transportován po celém těle krysy
1) dýchací soustava
2) červené krvinky
3) bílé krvinky
4) krevní plazma
4. Koluje v těle hmyzu v oběhovém systému
1) voda s rozpuštěnými minerály
2) krevní plazma
3) hemolymfa
4) trávicí šťáva
5. Krev je transportována ze srdce do orgánů a tkání v celém těle psa.
1) žíly
2) kapiláry
3) tepny
4) mechanická vlákna
6. Pohyb krve cévami zvířete je zajištěn kontrakcí
1) části srdce
2) žaludeční stěny
3) kapilární síť
4) dýchací orgány
7. Vzestupný tok vody rostlinou zajišťuje
1) fotosyntéza
2) odpařování vody
3) dýchání
4) buněčné dělení
8. Na obrázku je srdce obojživelníka. Která část srdce je označena číslem 2?
1) komory
2) atrium
3) tepna
4) žíla
9. Jsou následující tvrzení pravdivá?
A. Krev se skládá z plazmy a buněk.
B. Obratlovci mají uzavřený oběhový systém.
1) Pouze A je správně
2) pouze B je správně
3) oba rozsudky jsou správné
4) oba rozsudky jsou nesprávné
10. Stanovte správnou sekvenci pohybu krve v srdci krysy, počínaje žilami.
1) žíly
2) tepny
3) komory
4) síně
Odpověď na biologický test Transport látek v těle
1 možnost
1-3
2-1
3-2
4-4
5-1
6-4
7-4
8-2
9-2
10-1423
Možnost 2
1-4
2-2
3-2
4-3
5-3
6-1
7-2
8-1
9-3
10-1432
Odpovědi do školních učebnic
Při transportu látek jsou dodávány z míst vstupu do těla z prostředí nebo míst jejich vzniku v těle do orgánů, které tyto látky k životu potřebují. U savců se tak kyslík vstupující do plic díky transportnímu systému přenáší do všech buněk zvířecího těla a oxid uhličitý je naopak transportován do plic a uvolňován do vnějšího prostředí.
2. Jak probíhá přenos látek u jednobuněčných organismů?
U jednobuněčných organismů jsou různé látky transportovány pohybem cytoplazmy. Například u améby k tomu dochází při jejím pohybu, při kterém cytoplazma proudí z jedné části těla do druhé. Látky v něm obsažené se promísí a rozmístí po celé buňce. U pantoflíčku brvitého - prvoka s konstantním tvarem těla - se pohybu trávicího váčku a distribuce živin po celé buňce dosahuje nepřetržitým krouživým pohybem cytoplazmy.
3. Jaká je úloha oběhového systému?
Oběhový systém, sestávající z cév, zajišťuje přístup krve do všech orgánů a tkání těla a plní jednu z nejdůležitějších funkcí - transport látek a plynů.
4. Co je to krev?
5. Z čeho se skládá krev?
Krev je jedním z typů pojivové tkáně, která cirkuluje oběhovým systémem. Krev přenáší živiny a kyslík po celém těle a odstraňuje oxid uhličitý a další odpadní látky. Krev se skládá z bezbarvé kapaliny – plazmy a krvinek. Existují červené a bílé krvinky a také krevní destičky. Červené krvinky dávají krvi červenou barvu, protože obsahují speciální látku - pigment hemoglobin (z řeckého „téma“ - krev a latinského „globulus“ - míč). V kombinaci s kyslíkem jej hemoglobin přenáší po celém těle. Krev tedy plní dýchací funkci. Bílé krvinky plní ochrannou funkci: ničí patogeny, které vstupují do těla. Krevní destičky se podílejí na procesu srážení krve. Takže při poranění se díky krevním destičkám krev v místě rány srazí a krvácení se zastaví.
6. Co jsou průduchy, kde se nacházejí?
7. Jak se v rostlině pohybuje voda a minerály?
Voda a v ní rozpuštěné minerály se v rostlině pohybují od kořenů do nadzemních částí cévami dřeva.
8, Kterou částí stonku se organická hmota pohybuje?
Organické látky se přes sítové trubičky floému přesouvají z listů do jiných částí rostliny.
9. Jaká je úloha kořenových vlásků? Co je kořenový tlak?
10. Jaký význam má odpařování vody z listů?
Voda se do rostliny dostává přes kořenové vlásky. Pokryté slizem v těsném kontaktu s půdou absorbují vodu s minerálními látkami v ní rozpuštěnými. Poté voda pod tlakem stoupá cévami kořene do dalších, nadzemních orgánů rostliny. Kořenový tlak je síla, která způsobuje jednosměrný pohyb vody od kořenů k výhonkům.
Voda se odpařuje z povrchu buněk listů ve formě páry a do atmosféry se dostává průduchy. Tento proces zajišťuje nepřetržitý vzestupný tok vody skrz rostlinu. Po vynechání vody ji buňky dužiny listů, jako čerpadlo, začnou intenzivně absorbovat z cév, které je obklopují, kam voda vstupuje stonkem z kořene.
89. Pojďme zjistit, proč je pro mnohobuněčné organismy potřeba transportu látek.
Díky transportu látek se všechny minerály a různé bílkoviny, sacharidy, tuky dostanou na „místo určení“ a začnou se rychle syntetizovat s dalšími molekulami.
90. Nakreslíme rostlinu a označme její orgány.
91. Napišme, jaké látky se pohybují:
a) přes dřevěné nádoby: minerály
b) podél sítových trubek lýka: organické látky.
92. Definujme pojem krev a její funkce v těle.
Pojivová tkáň. Díky bílkovinám obsaženým v krvi plní mnoho funkcí včetně transportní a ochranné.
93. Napišme rozdíly mezi uzavřeným a otevřeným oběhovým systémem.
V uzavřeném c.s. krev se pohybuje v kruhu a v otevřeném kruhu se cévy otevírají do tělesné dutiny.
94. Označme úseky oběhového systému znázorněné na obrázcích. Pojďme určit jejich typ.
95. Doplňme věty.
96. Definujme pojmy.
Tepna je céva, kterou se okysličená krev pohybuje do orgánů.
Žíla je céva, kterou se z orgánů pohybuje krev nasycená oxidem uhličitým.
Kapilára je nejmenší cévka, která proniká celým tělem zvířete.
97. Označme části srdce označené na obrázcích čísly. Zapišme si zvířátka, kterým patří zobrazená srdce.
Laboratorní práce.
"Pohyb vody a minerálů podél stonku."
Přeprava látek:
Přenos látek přes biol. membrány jsou spojeny s tak důležitými biologickými jevy, jako je intracelulární iontová homeostáza, bioelektrické potenciály, excitace a vedení nervových impulsů, ukládání a přeměna energie.
Existuje několik druhů dopravy:
1 . Uniport– je transport látky přes membránu bez ohledu na přítomnost a přenos jiných sloučenin.
2. Doprava– jedná se o přenos jedné látky spojený s přepravou jiné: symport a antiport
a) kde se nazývá jednosměrný přenos simport - vstřebávání aminokyselin přes membránu tenkého střeva,
b) v opačném směru - antiport(sodno-draselná pumpa).
Transport látek může být - pasivní a aktivní doprava (přenášení)
Pasivní doprava není spojen s výdejem energie, probíhá difúzí (řízený pohyb) podél koncentračních (od maс směrem k min), elektrických nebo hydrostatických gradientech. Voda se pohybuje podél gradientu vodního potenciálu. Osmóza je pohyb vody přes polopropustnou membránu.
Aktivní transport se provádí proti gradientům (od min do maс), je spojen s výdejem energie (hlavně energie hydrolýzy ATP) a je spojen s prací specializovaných membránových transportních proteinů (ATP syntetáza).
Pasivní převod lze provést:
A. Jednoduchou difúzí přes lipidové dvojvrstvy membrány, stejně jako přes specializované formace - kanály. Difúzí přes membránu pronikají do buňky:
nenabité molekuly, vysoce rozpustný v lipidech, vč. mnoho jedů a léků,
plyny- kyslík a oxid uhličitý.
ionty- vstupují membránovými permeačními kanály, což jsou lipoproteinové struktury.Slouží k transportu určitých iontů (např. kationtů - anionty Na, K, Ca, Cl, P) a mohou být v otevřeném nebo uzavřeném stavu. Vodivost kanálu závisí na membránovém potenciálu, který hraje důležitou roli v mechanismu tvorby a vedení nervových vzruchů.
b. Usnadněná difúze . V některých případech se přenos hmoty shoduje se směrem gradientu, ale výrazně převyšuje rychlost prosté difúze. Tento proces se nazývá usnadněná difúze; dochází k němu za účasti nosných proteinů. Usnadněný proces difúze nevyžaduje energii. Tímto způsobem jsou transportovány cukry, aminokyseliny a dusíkaté zásady. K tomuto procesu dochází například tehdy, když jsou cukry absorbovány ze střevního lumen epiteliálními buňkami.
PROTI. Osmóza – pohyb rozpouštědla přes membránu
Aktivní transport
Přenos molekul a iontů proti elektrochemickému gradientu (aktivní transport) je spojen se značnými energetickými náklady. Gradienty často dosahují velkých hodnot, např. koncentrační gradient vodíkových iontů na plazmatické membráně buněk žaludeční sliznice je 106, koncentrační gradient vápenatých iontů na membráně sarkoplazmatického retikula je 104, přičemž iont proudí proti gradient je významný. Výsledkem je, že energetický výdej na transportní procesy dosahuje např. u člověka více než 1/3 celkové metabolické energie.
Aktivní iontové transportní systémy byly nalezeny v plazmatických membránách buněk různých orgánů, například:
sodík a draslík - sodíková pumpa. Tento systém pumpuje sodík z buňky a draslík do buňky (antiport) proti jejich elektrochemickým gradientům. Transport iontů zajišťuje hlavní složka sodíkové pumpy - Na+, K+-dependentní ATPáza v důsledku hydrolýzy ATP. Pro každou hydrolyzovanou molekulu ATP jsou transportovány tři ionty sodíku a dva ionty draslíku .
Existují dva typy Ca 2 + -ATPázy. Jeden z nich zajišťuje uvolňování vápníkových iontů z buňky do mezibuněčného prostředí, druhý zajišťuje akumulaci vápníku z buněčného obsahu do intracelulárního depa. Oba systémy jsou schopny vytvořit významný gradient vápenatých iontů.
K+, H+-ATPáza se nachází ve sliznici žaludku a střev. Je schopen transportovat H+ přes membránu slizničních váčků během hydrolýzy ATP.
V mikrosomech sliznice žaludku žáby byla nalezena aniontově citlivá ATPáza, která je schopna antiportovat hydrogenuhličitan a chlorid během hydrolýzy ATP.
Protonová pumpa v mitochondriích a plastidech
sekrece HCI v žaludku,
absorpce iontů buňkami kořenů rostlin
Narušení membránových transportních funkcí, zejména zvýšená permeabilita membrány, je známým univerzálním znakem poškození buněk. Porušení transportních funkcí (například u člověka) je způsobeno více než 20 tzvtransportní nemoci, mezi z toho:
ledvinová glykosurie,
cystinurie,
malabsorpce glukózy, galaktózy a vitaminu B12,
dědičná sférocytóza (hemolytická anémie, červené krvinky mají tvar koule, přičemž se zmenšuje povrch membrány, snižuje se obsah lipidů a zvyšuje se propustnost membrány pro sodík. Sférocyty jsou z krevního řečiště odstraněny rychleji než normální červené krvinky) .
Do zvláštní skupiny aktivního transportu patří přenos látek (velkých částic) pomocí - Aendo- Aexocytóza.
Endocytóza(z řeckého endo - uvnitř) vstup látek do buňky, zahrnuje fagocytózu a pinocytózu.
Fagocytóza (z řeckého Fagos - požírání) je proces zachycování pevných částic, cizích živých předmětů (bakterií, buněčných fragmentů) jednobuněčnými organismy nebo mnohobuněčnými buňkami, posledně jmenované jsou tzv. fagocyty nebo jedlé buňky. Fagocytózu objevil I. I. Mečnikov. Typicky, během fagocytózy, buňka tvoří výčnělky, cytoplazma- pseudopodia, která obtékají zachycené částice.
Ale tvorba pseudopodií není nutná.
Fagocytóza hraje důležitou roli ve výživě jednobuněčných a nižších mnohobuněčných živočichů, kteří se vyznačují intracelulárním trávením, a je také charakteristická pro buňky, které hrají důležitou roli v jevech imunity a metamorfózy. Tato forma absorpce je charakteristická pro buňky pojivové tkáně - fagocyty, které plní ochrannou funkci, aktivně fagocytují buňky placenty, buňky vystýlající tělní dutinu a pigmentový epitel očí.
Proces fagocytózy lze rozdělit do čtyř po sobě jdoucích fází. V první (nepovinné) fázi se fagocyt přiblíží k předmětu absorpce. Zde je zásadní pozitivní reakce fagocytu na chemickou stimulaci, chemotaxe. Ve druhé fázi je pozorována adsorpce absorbované částice na povrchu fagocytu. Ve třetí fázi plazmatická membrána ve formě váčku obalí částici, okraje váčku se uzavřou a oddělí od zbytku membrány a vzniklá vakuola skončí uvnitř buňky. Ve čtvrté fázi jsou požité předměty zničeny a stráveny uvnitř fagocytu. Tato stádia samozřejmě nejsou ohraničená, ale neznatelně se proměňují jedna v druhou.
Buňky mohou také absorbovat kapaliny a velké molekulární sloučeniny podobným způsobem. Tento jev se nazývá pinocytóza (řecky rupo - nápoj a sutoz - buňka). Pinocytóza je doprovázena prudkým pohybem cytoplazmy v povrchové vrstvě, což vede k vytvoření invaginace buněčné membrány, vybíhající z povrchu ve formě tubulu do buňky. Na konci tubulu se tvoří vakuoly, které se odlomí a přesunou do cytoplazmy. Pinocytóza je nejaktivnější v buňkách s intenzivním metabolismem, zejména v buňkách lymfatického systému a maligních nádorech.
Pinocytózou pronikají do buněk vysokomolekulární sloučeniny: živiny z krevního oběhu, hormony, enzymy a další látky včetně léků. Studie elektronového mikroskopu ukázaly, že pinocytózou je tuk absorbován buňkami střevního epitelu, renálními tubulárními buňkami a rostoucími oocyty jsou fagocytovány.
Cizí tělesa, která se dostanou do buňky fagocytózou nebo pinocytózou, jsou vystavena lýzujícím enzymům uvnitř trávicích vakuol nebo přímo v cytoplazmě. Intracelulárními rezervoáry těchto enzymů jsou lysozomy.
Funkce endocytózy
Provádějí se výživa(vaječné buňky tímto způsobem absorbují proteiny žloutku: fagozomy jsou trávicí vakuoly prvoků)
Ochranný a imunitní reakce (leukocyty absorbují cizí částice a imunoglobuliny)
Doprava(renální tubuly absorbují bílkoviny z primární moči).
Selektivní endocytóza k některým látkám (proteiny žloutku, imunoglobuliny atd.) dochází, když tyto látky přijdou do kontaktu se substrátově specifickými receptorovými místy na plazmatické membráně.
Materiály, které se dostanou do buňky endocytózou, jsou rozloženy („tráveny“), akumulovány (například bílkoviny žloutku) nebo opět odstraněny z opačné strany buňky exocytózou („cytopempsis“).
Exocytóza(z řeckého exo - vně, vně) - proces opačný k endocytóze: např. z endoplazmatického retikula, Golgiho aparátu, různých endocytárních váčků, lysozomy splývají s plazmatickou membránou a uvolňují svůj obsah ven.
