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.
Test de biologie Transport de substante in organism pentru elevii clasei a VI-a cu raspunsuri. Testul constă din 2 opțiuni, fiecare cu 10 sarcini.
1 opțiune
1. Mișcarea nutrienților în întreaga celulă asigură
1) miez
2) cloroplast
3) citoplasmă
4) cromozom
2. Apa și mineralele dizolvate în ea se mișcă în plantă
1) vase de lemn
2) celule bast
3) miez
4) coaja
3. Transportul substanțelor și gazelor în corpul râmelor este efectuat de
1) mușchii scheletici
2) sistemul circulator
3) sistemul nervos
4) plămânii
4. Distrugeți microbii patogeni care au intrat în corpul unui mamifer
1) vase
2) inima
3) globule roșii
4) globule albe
5. Toate țesuturile și organele șobolanului sunt pătrunse
1) capilarele sanguine
2) fibre mecanice
3) vase floemice
4) celule de țesut conductiv
6. Sistemul circulator atinge cea mai mare dezvoltare în
1) organisme asemănătoare viermilor
2) artropode
3) crustacee
4) păsări și animale
7. În corpul plantei asigură deplasarea unidirecțională a apei de la rădăcini la lăstari
1) fotosinteza
2) schimbul de gaze
3) respirație
4) presiunea rădăcinii
8. Imaginea arată inima unui animal amfibien. Care parte a inimii este indicată cu numărul 1?
1) ventricul
2) atrium
3) artera
4) vena
9.
A. Sistemul circulator al unui pește nu are inimă și este format numai din vase.
B. Transportul nutrienților în organismul animalelor este asigurat de sânge și hemolimfă.
1) doar A este corect
2) numai B este adevărat
3) ambele judecăți sunt corecte
4) ambele judecăți sunt incorecte
10. Stabiliți succesiunea corectă a mișcării sângelui prin vase, începând de la inimă.
1) inima
2) capilare
3) vene
4) arterele
Opțiunea 2
1. În organismele unicelulare, mișcarea substanțelor și a organitelor în interiorul celulei se realizează prin mișcare
1) miezuri
2) plastidă
3) vacuole
4) citoplasmă
2. Într-o plantă cu flori, substanțele organice se deplasează
1) vase de lemn
2) celule bast
3) miez
4) coaja
3. Oxigenul este transportat în tot corpul șobolanului prin
1) aparatul respirator
2) globule roșii
3) globule albe
4) plasma sanguină
4. Circulă în corpul insectelor din sistemul circulator
1) apă cu minerale dizolvate în ea
2) plasma sanguină
3) hemolimfa
4) suc digestiv
5. Sângele este transportat de la inimă la organe și țesuturi în tot corpul câinelui.
1) vene
2) capilare
3) arterele
4) fibre mecanice
6. Mișcarea sângelui prin vasele animalului este asigurată prin contracție
1) părți ale inimii
2) pereții stomacului
3) rețea capilară
4) organele respiratorii
7. Curgerea ascendentă a apei prin plantă asigură
1) fotosinteza
2) evaporarea apei
3) respirație
4) diviziunea celulară
8. Imaginea arată inima unui animal amfibien. Care parte a inimii este indicată cu numărul 2?
1) ventricul
2) atrium
3) artera
4) vena
9. Sunt adevărate următoarele afirmații?
A. Sângele este format din plasmă și celule.
B. Vertebratele au sistemul circulator închis.
1) doar A este corect
2) doar B este corect
3) ambele judecăți sunt corecte
4) ambele judecăți sunt incorecte
10. Stabiliți secvența corectă a mișcării sângelui în inima unui șobolan, începând cu venele.
1) vene
2) arterele
3) ventricule
4) atrii
Raspuns la testul de biologie Transportul substantelor in organism
1 opțiune
1-3
2-1
3-2
4-4
5-1
6-4
7-4
8-2
9-2
10-1423
Opțiunea 2
1-4
2-2
3-2
4-3
5-3
6-1
7-2
8-1
9-3
10-1432
Răspunsuri la manualele școlare
În timpul transportului de substanțe, acestea sunt livrate din locurile de intrare în organism din mediul înconjurător sau locurile de formare a acestora în organism către organele care au nevoie de aceste substanțe pentru viață. Astfel, la mamifere, oxigenul care intră în plămâni, datorită sistemului de transport, este transferat către toate celulele corpului animal, iar dioxidul de carbon, dimpotrivă, este transportat în plămâni și eliberat în mediul extern.
2. Cum are loc transferul de substanțe în organismele unicelulare?
În organismele unicelulare, diferite substanțe sunt transportate prin mișcarea citoplasmei. De exemplu, într-o amibă, acest lucru are loc în timpul mișcării sale, timp în care citoplasma curge dintr-o parte a corpului în alta. Substanțele conținute în acesta sunt amestecate și distribuite în întreaga celulă. În papucul ciliat - un protozoar cu o formă constantă a corpului - mișcarea veziculei digestive și distribuția nutrienților în întreaga celulă se realizează prin mișcare circulară continuă a citoplasmei.
3. Care este rolul sistemului circulator?
Sistemul circulator, format din vase, asigură accesul la sânge la toate organele și țesuturile corpului și îndeplinește una dintre cele mai importante funcții - transportul de substanțe și gaze.
4. Ce este sângele?
5. În ce constă sângele?
Sângele este unul dintre tipurile de țesut conjunctiv care circulă prin sistemul circulator. Sângele transportă nutrienți și oxigen în tot organismul și elimină dioxidul de carbon și alte deșeuri. Sângele este format dintr-un lichid incolor - plasmă și celule sanguine. Există celule roșii și albe din sânge, precum și trombocite. Celulele roșii dau sângelui o culoare roșie, deoarece conțin o substanță specială - pigmentul hemoglobină (din greacă „temă” - sânge și latinescul „globulus” - bilă). Combinându-se cu oxigenul, hemoglobina îl transportă în tot corpul. Astfel, sângele îndeplinește funcția respiratorie. Globulele albe îndeplinesc o funcție de protecție: distrug agenții patogeni care intră în organism. Trombocitele din sânge sunt implicate în procesul de coagulare a sângelui. Deci, atunci când este rănit, datorită trombocitelor din sânge, sângele de la locul rănii se coagulează și sângerarea se oprește.
6. Ce sunt stomatele, unde sunt localizate?
7. Cum se mișcă apa și mineralele într-o plantă?
Apa și mineralele dizolvate în ea se deplasează în plantă de la rădăcini la părțile supraterane prin vasele lemnului.
8, Prin ce parte a tulpinii se deplasează materia organică?
Substanțele organice se deplasează din frunze în alte părți ale plantei prin tuburile site ale floemului.
9. Care este rolul firelor de păr din rădăcină? Ce este presiunea rădăcinii?
10. Care este semnificația evaporării apei din frunze?
Apa intră în plantă prin firele de păr din rădăcină. Acoperite cu mucus, în contact strâns cu solul, absorb apa cu minerale dizolvate în acesta. Apoi apa se ridică sub presiune prin vasele rădăcinii către alte organe supraterane ale plantei. Presiunea rădăcinii este forța care provoacă mișcarea unidirecțională a apei de la rădăcini la lăstari.
Apa se evaporă de pe suprafața celulelor frunzelor sub formă de abur și intră în atmosferă prin stomatele. Acest proces asigură un flux continuu ascendent de apă prin plantă. După ce au renunțat la apă, celulele pulpei frunzei, ca o pompă, încep să o absoarbă intens din vasele din jurul lor, unde apa pătrunde prin tulpină de la rădăcină.
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”.
Transport de substante:
Transfer de substanțe prin biol. membranele sunt asociate cu fenomene biologice atât de importante precum homeostazia ionilor intracelulari, potențialele bioelectrice, excitarea și conducerea impulsurilor nervoase, stocarea și transformarea energiei.
Există mai multe tipuri de transport:
1 . Uniport– este transportul unei substanțe peste o membrană, indiferent de prezența și transferul altor compuși.
2. Transport– acesta este transferul unei substanțe asociat cu transportul alteia: simport și antiport
a) unde se numeste transfer unidirectional simport - absorbția aminoacizilor prin membrana intestinului subțire,
b) direcționat opus - antiport(pompa de sodiu - potasiu).
Transportul de substante poate fi - pasiv și activ transport (transport)
Transport pasiv nu este asociat cu consumul de energie, se realizează prin difuzie (mișcare direcționată) de-a lungul concentrației (de la maс spre min), gradienți electrici sau hidrostatici. Apa se mișcă de-a lungul unui gradient de potențial de apă. Osmoza este mișcarea apei printr-o membrană semi-permeabilă.
Transport activ se efectuează împotriva gradienților (de la min la maс), este asociat cu consumul de energie (în principal energia hidrolizei ATP) și este asociat cu activitatea proteinelor specializate de transport membranar (ATP sintetaza).
Transfer pasiv pot fi efectuate:
A. Prin simpla difuzie prin straturile duble lipidice ale membranei, precum și prin formațiuni specializate - canale. Prin difuzie prin membrană ele pătrund în celulă:
molecule neîncărcate, foarte solubil în lipide, incl. multe otrăvuri și medicamente,
gazele- oxigen si dioxid de carbon.
ionii- pătrund prin canalele de penetrare a membranei, care sunt structuri lipoproteice, servesc la transportul anumitor ioni (de exemplu, cationi - anioni Na, K, Ca, Cl, P) și pot fi în stare deschisă sau închisă. Conductivitatea canalului depinde de potențialul membranei, care joacă un rol important în mecanismul de generare și conducere a impulsurilor nervoase.
b. Difuzare facilitată . În unele cazuri, transferul de materie coincide cu direcția gradientului, dar depășește semnificativ viteza difuziei simple. Acest proces se numește difuzie facilitată; apare cu participarea proteinelor purtătoare. Procesul de difuzie facilitată nu necesită energie. Zaharurile, aminoacizii și bazele azotate sunt transportate în acest fel. Acest proces are loc, de exemplu, atunci când zaharurile sunt absorbite din lumenul intestinal de către celulele epiteliale.
V. Osmoză – deplasarea solventului prin membrană
Transport activ
Transferul de molecule și ioni împotriva unui gradient electrochimic (transport activ) este asociat cu costuri energetice semnificative. Gradienții ating adesea valori mari, de exemplu, gradientul de concentrație al ionilor de hidrogen pe membrana plasmatică a celulelor mucoasei gastrice este 106, gradientul de concentrație al ionilor de calciu pe membrana reticulului sarcoplasmatic este 104, în timp ce ionul curge împotriva gradientul este semnificativ. Ca urmare, cheltuielile energetice pentru procesele de transport ajung, de exemplu, la om, la peste 1/3 din energia metabolică totală.
Sistemele active de transport ionic au fost găsite în membranele plasmatice ale celulelor diferitelor organe, de exemplu:
sodiu și potasiu - pompă de sodiu. Acest sistem pompează sodiu din celulă și potasiu în celulă (antiport) împotriva gradienților lor electrochimici. Transportul ionilor este realizat de componenta principală a pompei de sodiu - ATPaza dependentă de Na+, K+ datorită hidrolizei ATP. Pentru fiecare moleculă de ATP hidrolizată sunt transportați trei ioni de sodiu și doi ioni de potasiu .
Există două tipuri de Ca 2 + -ATPază. Unul dintre ele asigură eliberarea ionilor de calciu din celulă în mediul intercelular, celălalt asigură acumularea de calciu din conținutul celular în depozitul intracelular. Ambele sisteme sunt capabile să creeze un gradient semnificativ de ioni de calciu.
K+, H+-ATPaza se găsește în membrana mucoasă a stomacului și a intestinelor. Este capabil să transporte H+ prin membrana veziculelor mucoase în timpul hidrolizei ATP.
O ATPază sensibilă la anioni a fost găsită în microzomii mucoasei stomacului broaștei, care este capabilă să antiporteze bicarbonatul și clorura în timpul hidrolizei ATP.
Pompa de protoni în mitocondrii și plastide
secreția de HCI în stomac,
absorbția ionilor de către celulele rădăcinii plantelor
Perturbarea funcțiilor de transport ale membranei, în special permeabilitatea crescută a membranei, este un semn universal bine-cunoscut de deteriorare a celulelor. Încălcarea funcțiilor de transport (de exemplu, la om) este cauzată de mai mult de 20 de așa-numiteleboli de transport, printre din care:
glicozurie renală,
cistinurie,
malabsorbția glucozei, galactozei și vitaminei B12,
sferocitoză ereditară (anemie hemolitică, globulele roșii au forma unei bile, în timp ce suprafața membranei scade, conținutul de lipide scade, iar permeabilitatea membranei la sodiu crește. Sferocitele sunt îndepărtate din sânge mai repede decât globulele roșii normale) .
Un grup special de transport activ include transferul de substanțe (particule mari) prin - Șiendo- Șiexocitoză.
Endocitoza(din greaca endo - interior) intrarea substantelor in celula, include fagocitoza si pinocitoza.
Fagocitoza (din grecescul Phagos - devorare) este procesul de captare a particulelor solide, a obiectelor străine vii (bacterii, fragmente celulare) de către organisme unicelulare sau celule multicelulare, acestea din urmă sunt numite fagocite, sau celule care mănâncă. Fagocitoza a fost descoperită de I. I. Mechnikov. De obicei, în timpul fagocitozei, celula formează proeminențe, citoplasma- pseudopode care curg în jurul particulelor capturate.
Dar formarea pseudopodiilor nu este necesară.
Fagocitoza joacă un rol important în alimentația animalelor unicelulare și multicelulare inferioare, care se caracterizează prin digestie intracelulară și este, de asemenea, caracteristică celulelor care joacă un rol important în fenomenele de imunitate și metamorfoză. Această formă de absorbție este caracteristică celulelor țesutului conjunctiv - fagocite, care îndeplinesc o funcție de protecție; ele fagocitează în mod activ celulele placentare, celulele care căptușesc cavitatea corpului și epiteliul pigmentar al ochilor.
Procesul de fagocitoză poate fi împărțit în patru faze succesive. În prima fază (facultativă), fagocitul se apropie de obiectul absorbției. Aici, reacția pozitivă a fagocitei la stimularea chimică, chemotaxia, este esențială. În a doua fază se observă adsorbția particulei absorbite pe suprafața fagocitei. În a treia fază, membrana plasmatică sub formă de sac învăluie particula, marginile sacului se închid și se separă de restul membranei, iar vacuola rezultată ajunge în interiorul celulei. În a patra fază, obiectele ingerate sunt distruse și digerate în interiorul fagocitului. Desigur, aceste etape nu sunt delimitate, ci se transformă imperceptibil una în alta.
Celulele pot absorbi, de asemenea, lichide și compuși moleculari mari într-un mod similar. Acest fenomen se numește pinocitoză (greacă rupo - băutură și sutoz - celulă). Pinocitoza este însoțită de mișcarea viguroasă a citoplasmei în stratul de suprafață, ducând la formarea unei invaginări a membranei celulare, extinzându-se de la suprafață sub formă de tubul în celulă. La capătul tubului se formează vacuole care se desprind și se deplasează în citoplasmă. Pinocitoza este cea mai activă în celulele cu metabolism intens, în special în celulele sistemului limfatic și tumorile maligne.
Prin pinocitoză, compușii cu molecule înalte pătrund în celule: nutrienți din sânge, hormoni, enzime și alte substanțe, inclusiv medicamente. Studiile microscopice electronice au arătat că prin pinocitoză grăsimea este absorbită de celulele epiteliale intestinale, celulele tubulare renale și ovocitele în creștere sunt fagocitate.
Corpii străini care intră în celulă prin fagocitoză sau pinocitoză sunt expuși la enzime de lizare în interiorul vacuolelor digestive sau direct în citoplasmă. Rezervoarele intracelulare ale acestor enzime sunt lizozomi.
Funcțiile endocitozei
Sunt efectuate nutriție(celulele ouă absorb proteinele gălbenușului în acest fel: fagozomii sunt vacuolele digestive ale protozoarelor)
De protecţieși reacții imune (leucocitele absorb particule străine și imunoglobuline)
Transport(tubulii renali absorb proteinele din urina primară).
Endocitoza selectiva anumite substanțe (proteine de gălbenuș, imunoglobuline etc.) apare atunci când aceste substanțe vin în contact cu situsurile receptorilor specifice substratului de pe membrana plasmatică.
Materialele care intră în celulă prin endocitoză sunt descompuse („digerate”), acumulate (de exemplu, proteinele gălbenușului) sau din nou îndepărtate din partea opusă a celulei prin exocitoză („citoempsis”).
exocitoză(din grecescul exo - exterior, exterior) - un proces opus endocitozei: de exemplu, din reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi, diferite vezicule endocitare, lizozomii se contopesc cu membrana plasmatică, eliberându-și conținutul în exterior.
