У багатоклітинних організмів клітини різних тканин віддалені одна від одної. Тому в них сформувалася транспортна система, що забезпечує надходження газів і поживних речовин всім органам і тканинам.
Пересування речовин у рослині
Щоб дізнатися, як працює транспортна система рослин, проведемо два досліди.
Досвід 1. Пагони тополі (клена, верби) помістимо в посудину з водою, підфарбованою червоним чорнилом. Через дві доби зробимо кілька поздовжніх та поперечних зрізів стебла. На всіх зрізах побачимо, що пофарбувалась лише деревина. Кора і серцевина залишилися незабарвленими. Це означає, що вода з розчиненими речовинами піднімається по деревині стебла, судинами.
Досвід 2. Дві втечі помістимо в посудину з водою і виставимо на світ. Попередньо в одного з
них знімемо кільце кори (шириною 3 см), відступивши від кінця втечі 8-10 см. Через 3-4 тижні у пагонів розвинуться додаткові корені. У непошкодженої втечі коріння утворюється на нижньому кінці. У втечі з кільцевим зрізом придаткове коріння розвинеться над оголеною ділянкою стебла. Під кільцевим зрізом коріння не буде, оскільки, знявши кільце кори, ми пошкодили ситоподібні трубки. Органічні речовини з листя, пересуваючись лубом, дійшли до місця зрізу і тут накопичилися. Це сприяло розвитку придаткових коренів.
Таким чином, досвід доводить, що органічні речовини пересуваються корою стебла, ситовидним трубкам лубу. Вони рухаються до всіх органів рослини - коренів, підземних пагонів, верхівок надземних пагонів, квіток, плодів, насіння.
Транспорт речовин у тварин
Подібно до того, як відбувається транспорт речовин по провідній системі рослини, кровоносна система забезпечує перенесення кисню та поживних речовин до всіх органів і тканин тварин. З тканин у кров надходять вуглекислий газ та шкідливі речовини. Звільнення крові від вуглекислого газу відбувається в органах дихання, а від шкідливих речовин – в органах виділення.
Головним органом кровоносної системи, який забезпечує її транспортну функцію, є серце. Воно відіграє роль насоса, який забезпечує кровообіг. Серце перекачує кров кровоносними судинами.
Теплокровні та холоднокровні тварини
У жаб, ящірок, змій, крокодилів, черепах кров поєднується в одному з відділів серця. В результаті до всіх органів надходить кров, бідна киснем. Такі тварини є холоднокровними. Температура їхнього тіла залежить від навколишнього середовища. У птахів і ссавців кров, насичена киснем, не поєднується з кров'ю, що несе вуглекислий газ і шкідливі речовини. Підвищення вмісту кисню в крові забезпечує виділення великої кількості енергії, завдяки чому ці тварини мають постійну температуру тіла та є теплокровними. Це дозволяє їм легше переносити несприятливі умови середовища проживання і широко розселятися планетою.
Тест з біології Транспорт речовин в організмі для учнів 6 класу з відповідями. Тест складається з 2 варіантів у кожному по 10 завдань.
1 варіант
1. Переміщення поживних речовин по клітині забезпечує
1) ядро
2) хлоропласт
3) цитоплазма
4) хромосома
2. Вода та розчинені в ній мінеральні речовини пересуваються в рослині по
1) судин деревини
2) клітин лубу
3) серцевині
4) шкірці
3. Транспорт речовин та газів по організму дощового черв'яка здійснює
1) скелетна мускулатура
2) кровоносна система
3) нервова система
4) легені
4. Знищують хвороботворні мікроби, що потрапили в організм ссавця тварини.
1) судини
2) серце
3) червоні кров'яні клітини
4) білі кров'яні клітини
5. Всі тканини та органи щура пронизують
1) кровоносні капіляри
2) механічні волокна
3) судини лубу
4) клітини провідної тканини
6. Кровоносна система досягає найбільшого розвитку у
1) червоподібних організмів
2) членистоногих тварин
3) молюсків
4) птахів та звірів
7. В організмі рослини односторонній рух води від коренів до пагонів забезпечує
1) фотосинтез
2) газообмін
3) дихання
4) кореневий тиск
8. На малюнку зображено серце земноводної тварини. Який відділ серця позначений цифрою 1?
1) шлуночок
2) передсердя
3) артерія
4) вена
9.
А. Кровоносна система риби немає серця і складається лише з судин.
В. Транспорт поживних речовин в організмі тварин забезпечує кров та гемолімфа.
1) вірно лише А
2) вірно тільки У
3) вірні обидва судження
4) невірні обидва судження
10. Встановіть правильну послідовність руху крові судинами, починаючи від серця.
1) серце
2) капіляри
3) вени
4) артерії
2 варіант
1. У одноклітинних організмів пересування речовин та органоїдів усередині клітини досягається рухом
1) ядра
2) пластид
3) вакуолей
4) цитоплазми
2. У квітковій рослині органічні речовини пересуваються по
1) судин деревини
2) клітин лубу
3) серцевині
4) шкірці
3. Транспорт кисню по організму щура здійснює
1) дихальна система
2) червоні кров'яні клітини
3) білі кров'яні клітини
4) плазма крові
4. У тілі комах у кровоносній системі циркулює
1) вода з розчиненими у ній мінеральними речовинами
2) плазма крові
3) гемолімфа
4) травний сік
5. Кров від серця до органів та тканин по тілу собаки транспортують
1) вени
2) капіляри
3) артерії
4) механічні волокна
6. Рух крові по судинах тварини забезпечується скороченням
1) відділів серця
2) стінок шлунка
3) капілярної мережі
4) органів дихання
7. Висхідний струм води по рослині забезпечує
1) фотосинтез
2) випаровування води
3) дихання
4) розподіл клітин
8. На малюнку зображено серце земноводної тварини. Який відділ серця позначений цифрою 2?
1) шлуночок
2) передсердя
3) артерія
4) вена
9. Чи вірні такі твердження?
А. Кров складається з плазми та клітин.
Б. Хребетні тварини мають кровоносну систему замкнутого типу.
1) вірно лише А
2) вірно лише Б
3) вірні обидва судження
4) невірні обидва судження
10. Встановіть правильну послідовність руху крові в серці щура, починаючи з вен.
1) вени
2) артерії
3) шлуночки
4) передсердя
Відповідь на тест з біології Транспорт речовин в організмі
1 варіант
1-3
2-1
3-2
4-4
5-1
6-4
7-4
8-2
9-2
10-1423
2 варіант
1-4
2-2
3-2
4-3
5-3
6-1
7-2
8-1
9-3
10-1432
Відповіді до шкільних підручників
У процесі транспортування речовин вони постачаються з місць надходження в організм із навколишнього середовища або місць утворення їх в організмі до органів, яким ці речовини необхідні для життєдіяльності. Так, у ссавців кисень, що надходить у легені, завдяки транспортній системі переноситься до всіх клітин тваринного організму, а вуглекислий газ, навпаки, транспортується до легень і виводиться у зовнішнє середовище.
2. Як відбувається перенесення речовин у одноклітинних організмів?
В одноклітинних організмів різні речовини переносяться рухом цитоплазми. Наприклад, у амеби це відбувається в процесі її руху, при якому цитоплазма перетікає з однієї частини тіла до іншої. Речовини, що містяться в ній, перемішуються і розносяться по всій клітині. У інфузорії туфельки - найпростішого з постійною формою тіла - пересування травного бульбашки та розподіл поживних речовин по всій клітині досягається безперервним круговим рухом цитоплазми.
3. Яка роль кровоносної системи?
Кровоносна система, що складається з судин, забезпечує доступ крові до всіх органів і тканин організму та здійснює одну з найважливіших функцій – транспорт речовин та газів.
4. Що таке кров?
5. Із чого складається кров?
Кров - один із видів сполучної тканини, що циркулює за кровоносною системою. Кров розносить по організму поживні речовини та кисень, виносить вуглекислий газ та інші продукти розпаду. Кров складається з безбарвної рідини - плазми та клітин крові. Розрізняють червоні та білі кров'яні клітини, а також кров'яні платівки. Червоні кров'яні клітини надають крові червоний колір, тому що до їх складу входить особлива речовина - пігмент гемоглобін (від грецьк. "тема" - кров і лат. "глобулюс" - кулька). Поєднуючись з киснем, гемоглобін розносить його по всьому організму. Таким чином кров виконує дихальну функцію. Білі кров'яні клітини виконують захисну функцію: вони знищують хвороботворні мікроорганізми, що потрапили в організм. Кров'яні платівки беруть участь у процесі згортання крові. Так, при пораненні завдяки кров'яним платівкам кров у місці рани згортається, і кровотеча зупиняється.
6. Що таке продихання, де вони розташовані?
7. Як здійснюється пересування води та мінеральних речовин у рослині?
Вода та розчинені в ній мінеральні речовини пересуваються в рослині від коріння до надземних частин по судинах деревини.
8, За якою частиною стебла пересуваються органічні речовини?
Органічні речовини пересуваються з листя в інші частини рослини по ситоподібних трубках лубу.
9. У чому полягає роль кореневих волосків? Що таке кореневе тиск?
10. Яке значення випаровування води листям?
Через кореневі волоски в рослину надходить вода. Покриті слизом, тісно стикаючись із ґрунтом, вони всмоктують воду з розчиненими у ній мінеральними речовинами. Потім вода по судинах кореня під тиском піднімається до інших, надземних органів рослини. Кореневе тиск - це сила, що викликає односторонній рух води від коренів до пагонів.
Вода випаровується з поверхні клітин листа у вигляді пари і через продихи виходить в атмосферу. Цей процес забезпечує безперервний висхідний струм води по рослині. Віддавши воду, клітини м'якоті листа, подібно до насоса, починають інтенсивно поглинати її з навколишніх судин, куди вода надходить по стеблі з кореня.
89. З'ясуємо, навіщо потрібний транспорт речовин для багатоклітинних організмів.
Завдяки транспорту речовин усі мінеральні речовини та різні білки, вуглеводи, жири доходять до свого «пункту призначення» і починають бурхливо синтезувати з іншими молекулами.
90. Намалюємо рослину та підпишемо її органи.
91. Напишемо, які речовини пересуваються:
а) з судин деревини:мінеральні речовини
б) по ситоподібних трубках лубу:органічні речовини.
92. Визначимо поняття крові та її функції в організмі.
Сполучна тканина. Завдяки білкам, які у крові, вона виконує безліч функцій, зокрема транспортну і захисну.
93. Напишемо відмінності замкнутої та незамкненої кровоносної системи.
У замкненій к.с. кров рухається по колу, а незамкнутою – кровоносні судини відкриваються в порожнину тіла.
94. Підпишемо відділи кровоносної системи, що зображені на малюнках. Визначимо їх тип.
95. Доповнимо пропозиції.
96. Дамо визначення поняттям.
Артерія – це судина, яким переміщається кров, насичена киснем, до органів.
Відень – це судина, яким переміщається кров, насичена вуглекислим газом, від органів.
Капіляр - це дрібна судина, що пронизує все тіло тварини.
97. Підпишемо частини серця, що позначені на малюнках цифрами. Впишемо тварин, яким належать зображені серця.
Лабораторна робота.
«Переміщення води та мінеральних речовин по стеблі».
Транспорт речовин:
Перенесення речовин через біол. мембрани пов'язані з такими найважливішими біологічними явищами, як внутрішньоклітинний гомеостаз іонів, біоелектричні потенціали, збудження та проведення нервового імпульсу, запасання та трансформація енергії.
Розрізняють кілька видів транспорту:
1 . Юніпорт- це транспорт речовини через мембрану незалежно від наявності та перенесення інших сполук.
2. Контранспорт– це перенесення однієї речовини, пов'язаної з транспортом іншої: сімпорт та антипорт
а) причому односпрямоване перенесення називається сімпортом –всмоктування амінокислот через мембрану тонкого кишечника,
б) протилежно спрямований - антипортом(Натрій - калієвий насос).
Транспорт речовин може бути - пасивний та активнийтранспорт (перенесення)
Пасивний транспорт не пов'язаний із витратами енергії, він здійснюється шляхом дифузії (спрямованого руху) по концентраційним (з maс у бік min), електричним або гідростатичним градієнтам. Вода переміщається градієнтом водного потенціалу. Осмос – це переміщення води через напівпроникну мембрану.
Активний транспорт здійснюється проти градієнтів (з min у бік maс), пов'язаний із витратою енергії (переважно енергії гідролізу АТФ) та пов'язаний з роботою спеціалізованих мембранних білків переносників (АТФ – синтетази).
Пасивне перенесенняможе здійснюватися:
а. Шляхом простої дифузії через ліпідний бислои мембрани, а також через спеціалізовані утворення – канали. Шляхом дифузії через мембрану проникають у клітину:
незаряджені молекулидобре розчинні в ліпідах, в т.ч. багато отрути та лікарські засоби,
гази- кисень та вуглекислий газ.
іони– вони надходять через пронизуючі канали мембрани, що є ліпопротеїновими структурами, Вони служать для перенесення певних іонів (наприклад, катіонів – Na, K, Ca, аніонів Cl, P,) і можуть знаходитися у відкритому або закритому стані. Провідність каналу залежить від мембранного потенціалу, що відіграє важливу роль у механізмі генерації та проведення нервового імпульсу.
б. Полегшеної дифузії . У ряді випадків перенесення речовини збігається з напрямком градієнта, але значно перевищує по швидкості просту дифузію. Цей процес називають полегшеною дифузією;він відбувається за участю білків-переносників. Процес полегшеної дифузії не потребує енергії. Цим способом транспортуються цукри, амінокислоти, азотисті основи. Такий процес відбувається, наприклад, при всмоктуванні цукрів із просвіту кишечника клітинами епітелію.
в. Осмосу - Переміщення розчинника через мембрану
Активний транспорт
Перенесення молекул та іонів проти електрохімічного градієнта (активний транспорт) пов'язане із значними витратами енергії. Часто градієнти досягають великих величин, наприклад концентраційний градієнт водневих іонів на плазматичній мембрані клітин слизової оболонки шлунка становить 106, градієнт концентрації іонів кальцію на мембрані саркоплазматичного ретикулума - 104, при цьому потоки іонів проти градієнта значні. В результаті витрати енергії на транспортні процеси досягають, наприклад, у людини, більш ніж 1/3 всієї енергії метаболізму.
У плазматичних мембранах клітин різних органів виявлено системи активного транспорту іонів, наприклад:
натрію та калію - натрієвий насос. Ця система перекачує натрій із клітини та калій у клітину (антипорт) проти їх електрохімічних градієнтів. Перенесення іонів здійснюється основним компонентом натрієвого насоса - Na+, К+-залежною АТФ-азою за рахунок гідролізу АТФ. На кожну молекулу АТФ, що гідролізується, транспортується три іони натрію і два іони калію .
Існують два типи Са2+-АТФ-аз. Одна з них забезпечує викид іонів кальцію з клітини в міжклітинне середовище, інша - акумуляцію кальцію з вмісту клітин у внутрішньоклітинне депо. Обидві системи здатні створювати значний градієнт кальцію іону.
К+, Н+-АТФ-аза виявлена у слизовій оболонці шлунка та кишечника. Вона здатна транспортувати Н+ через мембрану везикул слизової оболонки при гідролізі АТФ.
У мікросомах слизової оболонки шлунка жаби знайдено аніончутливу АТФ-азу, здатну при гідролізі АТФ здійснювати антипорт бікарбонату та хлориду.
Протонний насос у мітохондріях та пластидах
секреція HCI у шлунку,
поглинання іонів клітинами коріння рослин
Порушення транспортних функцій мембран, зокрема збільшення проникності мембран, – загальновідома універсальна ознака ушкодження клітини. Порушенням транспортних функцій (наприклад, у людини) обумовлено понад 20 так званихтранспортних хвороб, серед яких:
ниркова глікозурія,
цистинурія,
порушення всмоктування глюкози, галактози та вітаміну В12,
спадковий сфероцитоз (гемолітична анемія, еритроцити мають форму кулі, при цьому зменшується поверхня мембрани, падає вміст ліпідів, збільшується проникність мембрани для натрію. Сфероцити видаляються з кров'яного русла швидше ніж нормальні еритроцити).
В особливу групу активного транспорту виділяють перенесення речовин (великих частинок) шляхом - Іендо- іекзоцитоз.
Ендоцитоз(від грец. ендо - всередині) надходження речовин у клітину, включає фагоцитоз та піноцитоз.
Фагоцитоз (від грец. Phagos - пожираючий) – процес захоплення твердих частинок, сторонніх живих об'єктів (бактерій, фрагменти клітин) одноклітинними організмами або клітинами багатоклітинних, останні називаються фагоцитами, або клітинами-пожирачами. Фагоцитоз відкритий І. І. Мечнікова. Зазвичай при фагоцитозі клітина утворює випинання, цитоплазми- псевдоподії, які обтікають частки, що захоплюються.
Але освіта псевдоподій не обов'язково.
Фагоцитоз відіграє важливу роль у харчуванні одноклітинних та нижчих багатоклітинних тварин, яким властиве внутрішньоклітинне травлення, а також характерний для клітин, що відіграють важливу роль у явищах імунітету та метаморфозу. Така форма поглинання властива клітинам сполучної тканини – фагоцитам, що виконують захисну функцію, активно фагоцитують клітини плаценти, клітини, що вистилають порожнину тіла, пігментний епітелій очей.
У процесі фагоцитозу можна виділити чотири послідовні фази. У першій (факультативній) фазі фагоцит зближується з об'єктом поглинання. Тут важливе значення має позитивна реакція фагоциту на хімічне подразнення хемотаксис. У другій фазі спостерігається адсорбція частинки, що поглинається, на поверхні фагоциту. У третій фазі плазматична мембрана у вигляді мішечка обволікає частинку, краї мішечка стуляються і відриваються від решти мембрани, а вакуоль, що утворилася, виявляється всередині клітини. У четвертій фазі заглинені об'єкти руйнуються та перетравлюються всередині фагоциту. Зрозуміло, ці стадії не відмежовані, а непомітно переходять одна до одної.
Клітини можуть аналогічним способом поглинати також рідини та великомолекулярні сполуки. Це явище отримало назву піноцитоза (грецьк. рупо - пити і суtоз - клітина). Піноцитоз супроводжується енергійним рухом цитоплазми в поверхневому шарі, що призводить до утворення вп'ячування клітинної мембрани, що йде від поверхні у вигляді канальця всередину клітини. На кінці канальця утворюються вакуолі, які відриваються та переходять у цитоплазму. Піноцитоз найбільш активний у клітинах з інтенсивним обміном речовин, зокрема у клітинах лімфатичної системи, злоякісних пухлин.
Шляхом піноцитозу до клітин проникають високомолекулярні сполуки: поживні речовини з кров'яного русла, гормони, ферменти та інші речовини, у тому числі лікарські. Електронно-мікроскопічні дослідження показали, що шляхом піноцитозу відбувається всмоктування жиру епітеліальними клітинами кишечника, фагоцитують клітини ниркових канальців та ооцити, що ростуть.
Сторонні тіла, що потрапили в клітину шляхом фагоцитозу або піноцитозу, піддаються впливу ферментів, що лізують, всередині травних вакуолей або безпосередньо в цитоплазмі. Внутрішньоклітинними резервуарами цих ферментів є лізосоми.
Функції ендоцитозу
Здійснюються, живлення(яйцеклітини поглинають у такий спосіб жовткові білки: фагосомами є травні вакуолі найпростіших)
Захисніта імунні реакції (лейкоцити поглинають чужорідні частки та імуноглобуліни)
Транспорт(ниркові канальці всмоктують білки з первинної сечі).
Виборчий ендоцитозпевних речовин (жовточних білків, імуноглобулінів тощо) відбувається при контакті цих речовин із субстрат-специфічними рецепторними ділянками на плазматичній мембрані.
Матеріали, що потрапляють у клітину шляхом ендоцитозу, розщеплюються («перетравлюються»), накопичуються (наприклад, жовткові білки) або знову виводяться з протилежного боку клітини шляхом екзоцитозу («цитопемпсис»).
Екзоцитоз(Від грец. Екзо - поза, зовні) - процес, протилежний ендоцитозу: наприклад, з ендоплазматичного ретикулума, апарату Гольджі, різні ендоцитозні бульбашки, лізосоми зливаються з плазматичною мембраною, звільняючи свій вміст назовні.
