-
Расщепление крупных частиц на более мелкие необходимо для всасывания пищи — ее транспорт внутрь цитоплазмы клеток через клеточную мембрану, а у животных с внутрикишечным пищеварением — всасывание сквозь стенки желудочно-кишечного тракта в транспортную систему (кровь, лимфу и др.).
-
Расщепление на мономеры белков, ДНК (отчасти и других полимеров пищи) необходимо для последующего синтеза из мономеров "своих", специфических для данного вида организмов, биомолекул.
Основные типы пищеварения и их распространение среди групп живых организмов -
Внеклеточное пищеварение характерно для всех гетеротрофных организмов, клетки которых имеют клеточную стенку — бактерий, архей, грибов, хищных растений и др. При этом способе пищеварения пищеварительные ферменты секретируются во внешнюю среду или закрепляются на наружной мембране (у грамотрицательных бактерий) либо на клеточной стенке. Переваривание пищи происходит вне клетки, образовавшиеся мономеры всасываются с помощью белков-транспортеров клеточной мембраны.
-
Внутриклеточное пищеварение — процесс, тесно связанный с эндоцитозом и характерный только для тех групп эукариот, у которых отсутствует клеточная стенка (части протистов и животных). При этом способе пищеварительные ферменты поступают в лизосомы, а процесс пищеварения происходит во вторичных эндосомах, через мембрану которых и происходит всасывание пищи внутрь цитоплазмы клетки.
-
Полостное (внутрикишечное) пищеварение — характерно для многоклеточных животных, имеющих желудочно-кишечный тракт, и происходит в полости последнего.
-
Внекишечное пищеварение — характерно для некоторых животных, которые обладают кишечником, но вводят пищеварительные ферменты в тело добычи, всасывая затем полупереваренную пищу (наиболее известные из таких животных — пауки и личинки жуков-плавунцов).
-
Пристеночное пищеварение — происходит в слое слизи между микроворсинками тонкого кишечника и непосредственно на их поверхности (в гликокаликсе) у позвоночных и некоторых других животных.
02.03 – Выделительная система
Это интересно:
|
Выделительная система, экскреторная система, совокупность органов, выводящих из организма животных и человека избыток воды, конечные продукты обмена, соли, а также ядовитые вещества, введённые в организм или образовавшиеся в нём. У простейших легкорастворимые экскреты (аммиак, мочевина) выводятся в окружающую среду путём диффузии (морские и паразитические формы) или с помощью сократительных вакуолей, выполняющих в основном функцию осморегуляции (у пресноводных форм). У низших водных многоклеточных (губки, кишечнополостные) и у малоактивных морских животных (иглокожие) продукты обмена, в основном аммиак, диффундируют через поверхность тела и стенки полостей, связанных с окружающей средой. В частности выделительная функция у большинства беспозвоночных свойственна кишечнику.
В процессе эволюции дифференцируется специальная В. с. У низших червей (плоские, гастротрихи, киноринхи, коловратки, скребни, немертины), а также у приапулид и некоторых аннелид и у личинок полихет и моллюсков выделительные органы — протонефридии — система трубочек, открывающихся наружу порами, а внутри слепо заканчивающихся особыми полыми клетками, в которых находятся пучки длинных слипшихся ресничек, непрерывно совершающих колебательные движения ("мерцательное пламя") (рис. 1, 2). У кольчатых червей слепые концы протонефридиальных каналов заканчиваются группами бутылковидных клеток (соленоцитов), в узкой части которых находится по одному жгутику (рис. 3). У большинства кольчатых червей В. с. — метанефридии, т. е. метамерно расположенные парные трубчатые эктодермальные органы, открывающиеся в целомические мешки ресничной воронкой, а наружу — порой на поверхности следующего сегмента. Если в состав таких органов выделения входят и мезодермальные элементы, то говорят о нефромиксии. Выделительные органы, развивающиеся из мезодермы, — так называемые целомодукты — имеются у моллюсков: воронка открывается в околосердечную полость (остаток целома), наружное отверстие — в мантийную полость. У ракообразных выделительные органы — извитые трубки, начинающиеся слепым "целомическим" мешочком и открывающиеся наружу у основания антенн или максилл (отсюда названия "антеннальные" и "максиллярные" железы) (рис. 4). Сходны выделительные органы у мечехвостов ("коксальные железы"), открывающиеся у основания 5-й пары ног. Открывающиеся наружу выделительные органы, через которые выводятся легко растворимые продукты обмена, типичны для водных беспозвоночных.
Обитание на суше, требующее экономии расхода влаги, вызывает изменение характера катаболитов — легко растворимые аммиак и мочевина заменяются трудно растворимыми гуанином (у паукообразных) или мочевой кислотой (у многоножек и насекомых). Выделительные органы типа целомодуктов из наземных беспозвоночных имеют только влаголюбивые формы — онихофоры и некоторые паукообразные (например, сенокосцы). Для наземных членистоногих характерен переход выделительной функции к стенкам кишечника (становятся иногда единственным выделительными органом, например, у ложноскорпионов) или чаще к мальпигиевым сосудам — длинным слепым выростам кишечника на границе средней и задней кишки, образующимся как выросты средней (паукообразные) или задней (насекомые, многоножки) кишки (рис. 5). Физиологическое преимущество мальпигиевых сосудов (при обитании в условиях дефицита влаги) в том, что через них легко выпадающие в осадок продукты обмена (мочевая кислота и др.) выводятся с мочевой жидкостью не наружу, а в заднюю кишку, где происходит всасывание воды; обезвоженные экскреты вместе с непереваренными остатками пищи выводятся через анальное отверстие наружу, чем достигается сохранение воды в теле животного.
Своеобразный тип выделения — отложение переведённых в труднорастворимую форму катаболитов (мочевая кислота и др.) в специальных клетках — "почках накопления" у нематод, в хлорагогенных клетках у дождевых червей, в межуточной ткани у пауков, в жировом теле у насекомых и многоножек, в печёночных выростах у мокриц и т.п., что тоже связано с экономией расхода воды при экскреции. Сходны с этими выделительными органами и экскретофоры — клетки, накапливающие экскреты и выбрасывающие их, например, в просвет кишечника (у ложноскорпионов, у восьмилучевых кораллов и др.).
Вторичный переход наземных беспозвоночных к жизни в воде, например, личинок насекомых, привёл к возвращению экскретов к характерному для водных животных типу (основной катаболит — аммиак) и к возрастанию осморегуляторной функции выделительных органов (мальпигиевы сосуды и кишечник).
Среди хордовых у оболочников и асцидий органами выделения служат мешочки накопления (у некоторых оболочников выделительные элементы не обнаружены). У ланцетника в жаберной области имеется около 100 пар так называемых нефромиксиев, которые одним отверстием открываются в околожаберную полость, а несколькими другими отверстиями (густо усаженными соленоцитами) связаны с полостью тела. У позвоночных органами выделения служат типичные целомодукты, скопления которых образуют почки. От почек отходят мочеточники, которые впадают непосредственно в клоаку или в мочевой пузырь, открывающийся наружу мочеиспускательным каналом. В эволюционном ряду позвоночных, как и при индивидуальном развитии высших позвоночных, наблюдается последовательная смена трёх типов почек. Первыми возникают передние, или головные, почки, называемые также предпочками (см. Пронефрос). Далее развиваются первичные, средние, или туловищные, почки — вольфовы тела (см. Мезонефрос). Последними появляются вторичные, задние, или тазовые, почки (см. Метанефрос). Целомодукты предпочки и первичной почки, обычно по паре на сегмент, возникают из так называемого нефротома. Часть нефротома, открывающаяся во вторичную полость тела, образует мерцательную воронку (нефростом). Против нефростомов предпочки в полости тела обычно развивается общий для всех воронок клубок кровеносных сосудов; через него фильтруются из крови жидкие продукты выделения (водные растворы солей), которые и поступают в воронки. Предпочка, имеющая сегментарное строение и тянущаяся вдоль всего туловища, сохраняется в продолжении всей жизни из круглоротых только у бделлостомы. У миног остатки пронефроса, образующие передний отдел почки, открываются в перикардиальную полость. У других позвоночных пронефрос служит лишь личиночным органом. Он особенно хорошо развит у личинок большинства рыб и земноводных. У всех рыб и земноводных во взрослом состоянии функционируют первичные почки. Канальцы их развиваются у эмбриона сходно с канальцами предпочки, отличаясь лишь тем, что открываются в готовый пронефрический проток, который получает с этого времени название первичнопочечного канала (рис. 7 и 8). У акуловых рыб этот канал расщепляется с переднего конца на два протока: вольфов канал, служащий мочеточником первичной почки, и мюллеров канал, вступающий в связь с остатками пронефроса и выполняющий у самок функцию яйцевода. У самцов земноводных вольфов канал находится в связи с половой железой и выполняет одновременно функции и мочеточника, и семяпровода. Для первичной почки характерно наличие мальпигиевых телец. У амниот вторичная почка заменяет функционирующую в эмбриональном периоде первичную почку, которая у взрослых самок вообще дегенерирует, а у самцов несёт функцию семяпроводящего аппарата и называется придатком семенника, или эпидидимисом. Эмбрионально вторичная почка образуется из специального мочеточника, вырастающего из заднего конца вольфова канала (рис. 9). Этот мочеточник имеет на конце несколько конечных разветвлений, в которые впадают почечные канальцы, возникающие из нефрогенной ткани. Извитые канальцы вторичной почки никогда не имеют воронок и начинаются боуменовой капсулой. У млекопитающих и человека за капсулой следуют проксимальные извитые канальцы, далее прямые нисходящие и восходящие канальцы, образующие так называемую петлю Генле, и, наконец, дистальные извитые канальцы и затем соединительные трубки, впадающие в выводной проток. Расширенная часть мочеточника, откуда отходят его конечные разветвления в почку, получает назв. почечной лоханки. Три типа почек связаны между собой известными переходами. Так, даже в предпочке могут быть отдельные клубочки, свойственные первичной почке. В последней довольно часто исчезают воронки, и она становится очень похожей по строению на вторичную почку.
Наиболее вероятной теорией, объясняющей последовательную смену почек, является теория смены почечных канальцев. Сторонники этой теории считают, что у предков позвоночных была длинная почка, построенная по типу пронефроса. У их рыбообразных потомков на спинной стороне канальцев предпочки развились канальцы более совершенного типа — канальцы первичной почки, которые и вытеснили предпочечные канальцы на протяжении всего туловища, за исключением его переднего конца. У амниот канальцы вторичной почки, развивавшиеся в заднем отделе первичной почки, постепенно вытеснили последнюю.
|
9 класс
17.02 – Решение задач по генетике
Это интересно:
Генетика человека — раздел генетики, изучающий закономерности наследования и изменчивости признаков у человека.
Примеры нормальных и аномальных признаков у людей
|
Части тела
|
Доминантный признак
|
Рецессивный признак
|
Глаза
|
Большие
|
Маленькие
|
Разрез глаз прямой
|
Разрез глаз косой
|
Монголоидный тип глаз
|
Европеоидный тип глаз
|
Верхнее веко нависающее
|
Верхнее веко нормальное
|
Длинные ресницы
|
Короткие ресницы
|
Близорукость
|
Норма
|
Дальнозоркость
|
Норма
|
Астигматизм
|
Норма
|
Карие (светло-карие и зеленые)
|
Серые или голубые
|
Предрасположенность к катаракте
|
Норма
|
Куриная слепота (ослабленное зрение в сумерках)
|
Норма
|
Рот
|
Способность загибать язык назад
|
Нет
|
Способность свертывать язык трубочкой
|
Нет
|
Зубы при рождении
|
Отсутствие зубов при рождении
|
Выступающие вперед зубы и челюсти
|
Зубы и челюсти не выступают
|
Щель между резцами
|
Отсутствует
|
Предрасположенность к кариесу зубов
|
Норма
|
Полные губы
|
Тонкие губы
|
Габсбургская губа
|
Норма
|
Лицо и голова
|
Короткий череп (брахицефалия)
|
Длинный (долихоцефалия)
|
Лицо круглое
|
Продолговатое
|
Подбородок прямой
|
Скошенный подбородок
|
Ямочка на подбородке
|
Гладкий подбородок
|
Ямочки на щеках
|
Гладкие щеки
|
Выдающиеся скулы
|
Норма
|
Веснушки
|
Отсутствие веснушкек
|
Подбородок длинный
|
Короткий
|
Подбородок широкий
|
Узкий и острый
|
Голос
|
Сопрано у женщин
|
Альт
|
Бас у мужчин
|
Тенор
|
Нос
|
Крупный
|
Средней величины или маленький
|
Узкий, острый, выступающий вперед
|
Широкий
|
Высокая и узкая переносица
|
Низкая и широкая переносица
|
Нос с горбинкой
|
Прямая или согнутая переносица
|
Кончик носа направлен прямо
|
Курносый нос
|
Широкие ноздри
|
Узкие ноздри
|
Уши
|
Свободная мочка
|
Приросшая мочка
|
Острая верхушка уха (дарвиновский бугорок имеется)
|
Отсутствует
|
Слух
|
Абсолютный музыкальный слух
|
Слух отсутствует
|
Волосы
|
Темные
|
Светлые
|
Нерыжие
|
Рыжие
|
Курчавые
|
Волнистые
|
Волнистые
|
Прямые
|
Шерстистые
|
Гладкие
|
Облысение (у мужчин)
|
Норма
|
Норма
|
Облысение (у женщин)
|
Белая прядь
|
Норма
|
«Мыс вдовы»
|
Норма
|
Преждевременное поседение
|
Норма
|
Обильная волосатость тела
|
Мало волос на теле
|
Широкие пушистые брови
|
Норма
|
Синофриз
|
Норма
|
Руки
|
Праворукость
|
Леворукость
|
Указательный палец руки длиннее безымянного (у мужчин)
|
Указательный палец руки длиннее безымянного (у женщин)
|
Большой палец руки толстый и короткий (расплющенный)
|
Нормальное строение пальца (нормальной длины, равномерной толщины, не широкий)
|
Ногти тонкие и плоские
|
Нормальные
|
Ногти очень твердые
|
Нормальные
|
Узоры на коже пальцев эллиптические
|
Узоры на коже пальцев циркулярные
|
Ноги
|
Предрасположенность к варикозному расширению вен
|
Норма
|
Второй палец ноги длиннее большого
|
Второй палец ноги короче
|
Повышенная подвижность большого пальца
|
Норма
|
Кожа
|
Смуглая кожа
|
Светлая кожа
|
Пегая пятнистость (белопегость)
|
Нормальный цвет кожи
|
Пигментированное пятно в области крестца
|
Отсутствует
|
Кожа толстая
|
Кожа тонкая
|
Кровь
|
Группы крови А, В и АВ
|
Группа крови О
|
Наличие резус-фактора (Rh+)
|
Отсутствие резус-фактора (Rh-)
|
Обмен веществ
|
Ощущение вкуса фенилтиомочевины
|
Неспособность ощущать вкус фенилтиомочевины
|
Способность к секреции в слюну агглютининов (т.н. «секреторы»)
|
Отсутствие этого признака
|
Способность выделять в мочу после приема пищи метанэтиола (спаржи), бетанина (свеклы), β-аминоизомасляной кислоты (продукт катаболизма тимина)
|
Отсутствие этих признаков
|
Склонность к ожирению
|
Отсутствует
|
Наследственные заболевания рецессивного типа
|
Норма
|
Фенилкетонурия
|
Норма
|
Предрасположенность к шизофрении
|
Норма
|
Предрасположенность к сахарному диабету
|
Норма
|
Парагемофилия (склонность к кожным и носовым кровотечениям)
|
Норма
|
Альбинизм
|
Норма
|
Пигментная ксеродерма
|
Норма
|
Врожденная глухонемота
|
Норма
|
Отсутствие резцов и клыков на верхней челюсти
|
Норма
|
Серповидноклеточная анемия
|
Норма
|
Талассемия
|
Норма
|
Муковисцидоз
|
Норма
|
Цистофиброз
|
Норма
|
Тританопия
|
Норма
|
Анэнцефалия
|
Наследственные заболевания доминантного типа
|
Полидактилия
|
Норма
|
Брахидактилия
|
Норма
|
Синдактилия
|
Норма
|
Элиптоцитоз
|
Норма
|
Арахнодактилия
|
Норма
|
Ахондроплазия
|
Норма
|
Черепно-ключичный дизостоз
|
Норма
|
Отсутствие малых коренных зубов
|
Норма
|
Нейрофиброматоз
|
Норма
|
Некоторые формы аниридии
|
Норма
|
Краниосиностоз
|
Норма
|
Миоплегия
|
Норма
|
Склонность к подагре
|
Норма
|
Гиперхолестеринемия
|
Норма
|
Множественная телеангиэктазия
|
Норма
|
10 класс
24.01 – Биосинтез белка. Хемосинтез. Фотосинтез. Энергетический обмен
Это интересно:
ФОТОСИНТЕЗ
Фотосинтез — процесс преобразования энергии света в химическую энергию органических соединений, синтезируемых в земном растении из диоксида углерода и воды:
6СО2 + 6Н2O + свет — С6Н12О6 + 6О2
Такое преобразование происходит в хлоропластах, в которых на мембранах талакоидов сосредоточены почти все компоненты фотосинтезирующей цепи.
Важнейшую роль в процессе фотосинтеза играют фотосинтезирующие пигменты — хлорофиллы, каратиноиды, а у цианобактерий и красных водорослей также фикобилины.
Известно около 10 хлорофиллов (a, b, c, d, e и др.), которые отличаются друг от друга по химическому строению, окраске, расположению среди живых организмов. У всех высших растений содержатся хлорофиллы «a» и «b». Хлорофиллы «c» и «d» обнаружены у многих водорослей. В клетках фотосинтезирующих зеленых и пурпурных бактерий — бактериохлорофиллы «а» и «d».
Основным пигментом, участвующим в фотохимических реакциях, является хлорофилл, а для зеленых растений и бактериохлорофилл «а» для бактерий.
По химическому составу хлорофилл — это сложный эфир двухосновной хлорофилловой кислоты и двух остатков спиртов — фитола.Центральное место в молекуле хлорофилла занимает атом магния.
Свет поглощает все пигменты, но из них только фотосинтетически активные (основные) принимают непосредственное участие в фотохимических реакциях. Вспомогательные пигменты хлорофиллов (каратиноиды) передают поглощенную энергию квантов света активным пигментам, расширяя тем самым спектр действия фотосинтеза. Таким образом молекулы хлорофилла «а» получают кванты от окружающих ее многочисленных молекул других пигментов, выполняя чрезвычайно важную роль активного центра.
Хлорофиллы поглощают свет в синей и красной областях спектра, каратиноиды — в синей и сине-зеленой. В зеленой и желтой областях высшими растениями свет не поглощается и фотосинтез не происходит.
Процесс фотосинтеза представляет собой цепь окислительно-восстановительных реакций, где происходит восстановление диоксида углерода до уровня углеводов и окисление воды до кислорода.
Всю совокупность фотосинтетических реакций принято подразделять на две фазы — световую и темную.
Для световой фазы характерно то, что энергия солнечной радиации, поглощенная пигментными системами, преобразуется прежде всего в энергию макроэргических связей АТФ.
Роль, которую играет АТФ в обмене энергии, трудно переоценить. Ее роль можно сравнить с ролью денег в нашей жизни: деньгами мы расплачиваемся за все, что нам необходимо. Многие ферменты используют энергию АТФ для осуществления тех или иных химических реакций. С помощью АТФ клетка движется, вырабатывает тепло, избавляется от отходов, осуществляет активный транспорт, синтезирует новые белковые молекулы и делает многое другое. Располагая достаточным количеством АТФ, клетка может даже синтезировать питательные вещества, представляющие собой одну из форм запасения энергии, своего рода сбережения, которые можно при необходимости вновь пускать в ход, превратив их в «разменную монету», т. е. АТФ. И в самом деле, превращение солнечного света в химическую энергию, запасенную в форме АТФ, является важным промежуточным этапом в процессе образования питательных веществ при фотосинтезе. АТФ, следовательно, занимает центральное положение в экономике живого,
При фотосинтезе происходит удаление и запасение солнечной энергии в молекулах органических (питательных) веществ, а при дыхании — расщепление молекул питательных веществ с высвобождением заключенной в них энергии. В конечном итоге, значение этих двух процессов определяется тем, что они составляют энергию для синтеза АТФ — соединения, с участием которого в клетке выполняется большая часть работы.
В молекулах АТФ имеются две высокоэнергетические фосфатные связи. Во время их разрыва высвобождается гораздо больше энергии, чем при разрыве любых других ковалентных связей. Обычно клетка извлекает энергию из АТФ, отщепляя от его молекулы только одну концевую фосфатную группу. При этом образуются АДФ и свободный органический фосфат (сокращенно Фн):
— АТФ — АДФ + Фн + энергия
Для того чтобы снова образовался АТФ, АДФ и Фн должны соединиться. Это, конечно, требует большого количества энергии, нежели выделилось при отщеплении фосфатной группы. Большая часть клеточного АТФ образуется в результате процесса, открытого в 60-х гг. прошедшего века и получившего название «хемоосмос».
Хемоосмос протекает во время фотосинтеза в хлоропластах и митохондриях во время клеточного дыхания. В нем можно выделить два этапа:
1. Накопление энергии.
2. Использование этой энергии для синтеза АТФ.
Энергия, используемая при хемоосмосе, — это электрохимическая энергия, зависящая от присутствия ионов, т. е. частиц, которые несут электрические заряды. Противоположно заряженные частицы притягивают друг друга и поэтому движутся навстречу друг другу. Электрохимическая энергия будет накапливаться, если эти частицы разделены барьером, который не даст им сойтись.
Так, в общих чертах, осуществляется хемоосмос. Барьером в хлоропластах или митохондриях служит мембрана, находящаяся внутри органеллы. Роль «горючего» выполняют атомы водорода, разделявшиеся на два вида заряженных частиц: ионы водорода (Н+) и электроны (е-).
При попадании кванта света на молекулу хлорофилла один из ее электронов переходит на более высокий энергетический уровень, т. е. оказывается в возбужденном состоянии. В случае возвращения электрона в исходное состояние, его избыточная энергия может выделиться в виде флуоресценции, или тепла, или передаваться в качестве возбуждающей энергии другим молекулам. Кроме того, эта энергия может использоваться в фотохимических реакциях. В результате этого богатый энергией электрон воспринимается акцептором и поступает в электронно-транспортную цепь. Перенос электрона по цепи переносчиков сопровождается высвобождением значительного количества энергии, которая расходуется на синтез АТФ из АДФ и Н3РО4. Этот процесс получил название фотосинтетического фосфорилирования. Другая часть энергии возбужденных электронов используется на фотоокисление (фотолиз) воды.
Образовавшаяся в молекуле хлорофилла электронная дырка действует как сильный окислитель и через ряд переносчиков, при участии иона марганца, отнимает электрон от воды. Этот электрон заполняет электронную дырку в молекуле хлорофилла. Происходит фотоокисление воды и выделяется свободный кислород:
2Н2O + свет — 4 (Н+) + 4 (е-) + О2
Высвобождающиеся при этом протоны Н+ используются в реакциях восстановления сложного органического соединения — никотинамидадениндинуклеотид фосфата (НАДФ).
Таким образом, световые реакции фотосинтеза, помимо молекулярного кислорода, дают два богатых энергией соединения: АТФ и НАДФ.Н, а энергия квантов света превращается в химическую энергию макроэргитических связей АТФ, НАДФ.Н2 и освобождает кислород. Свободный кислород частично используется для внутриклеточного дыхания, но значительно большая его часть выходит в атмосферу.
Теневая фаза осуществляется в строме хлоропластов без непосредственного поглощения света. Цепь реакций, приводящих к восстановлению СО2 до уровня органических веществ, на этой фазе идет за счет использования энергии АТФ и НАДФ.Н, синтезированных в световую фазу.
Восстановление молекул СО2 начинается с их фиксации через устьица листа молекулами-акцепторами — пятиуглеродного сахара рибулозодифосфата. При взаимодействии рибулозодифосфата и СО2 образуется сначала промежуточное нестойкое шестиуглеродное соединение, которое затем распадается на две молекулы фосероглицериновой кислоты (ФГК). Дальнейшее превращение ФГК требует участия продуктов световой фазы фотосинтеза АТФ и НАДФ.Н. В конечном итоге, через ряд промежуточных четырех- , пяти- , шести- , семиуглеродных соединений образуются прежде всего углеводы (моно, ди- и полисахариды), а также другие органические вещества (амино- и органические кислоты, белки, липиды, нуклеиновые кислоты и др.).
Уникальность и общебиологическое значение фотосинтеза определяется тем, что ему своим существованием обязано все живое на нашей планете. Этот процесс является основным источником образования органических соединений, а также единственным источником свободного кислорода на Земле. Из кислорода образовался озоновый слой, защищающий живые организмы от коротковолновой ультрафиолетовой радиации.
Процесс фотосинтеза у зеленых и пурпурных бактерий в общих чертах протекает так, как и у зеленых растений. Но у растений источником водорода, который используется для восстановления соответствующих соединений, является вода, а у бактерий — сероводород (изредка карбоновые кислоты). Поэтому бактериальный фотосинтез протекает без выделения кислорода:
6СО2 + 12Н2S + свет — С6Н12О6 + 12S + 6Н2O
Некоторые бактерии, лишенные хлорофилла, тоже способны к синтезу органических соединений, при этом они используют энергию химических реакций неорганических веществ. Преобразование энергии химических реакций в химическую энергию синтезируемых органических соединений называется хемосинтезом.
К группе автотрофов-хемосинтетиков (хемотрофов) относятся нитрифицирующие бактерии. Некоторые из них используют энергию окисления аммиака в азотную кислоту, другие — энергию окисления двухвалентного железа в трехвалентное или из окисления сероводорода до серной кислоты. Фотосинтезируя атмосферный азот, переводя нерастворимые минералы в форму, пригодную для усвоения растениями, хемосинтезирующие бактерии играют важную роль в круговороте веществ в природе.
Организмы, не способные сами синтезировать органические соединения из неорганических, нуждаются в доставке их из окружающей среды. Такие организмы называются гетеротрофными. К ним относятся большинство бактерий, грибы и все животные.
Поскольку фотосинтез является основным источником образования органического вещества в растениях, в совокупности с процессом ассимиляции минеральных элементов из почвы, он создает материальную базу для формирования их урожая. Следовательно, направленная регуляция процесса фотосинтеза — один из наиболее эффективных путей управления продуктивностью растений и воздействия на их урожайность.
Урожайность растений в значительной степени зависит от продуктивности фотосинтеза, обусловленного сложным комплексом внешних факторов и генетическими особенностями самого растения. Изучение их открывает пути управления фотосинтезом, повышения его продуктивности.
Одним из важнейших путей повышения фотосинтетической продуктивности является создание высокоурожайных сортов растений, особенно низкорослых форм. Это дает возможность растениям рационально использовать продукты фотосинтеза, потребляя большую их часть на формирование хозяйственно ценных органов. Такие сорта являются устойчивыми, что позволяет выращивать их с применением высоких доз минеральных удобрений, повышающих продуктивность растений.
Как показывают теоретические расчеты, коэффициент полезного использования лучистой энергии можно увеличить примерно в 8-10 раз, а следовательно, и повысить урожайность сельскохозяйственных растений. Для этого необходимо, чтобы весь комплекс приемов агротехники был направлен не только на удовлетворение потребностей растений в минеральной пище и воде, но и на получение быстрых темпов развития большой площади листьев. Важно также, чтобы развитие листового аппарата не вызывало самозатекания растений, т. к. это сопровождается снижением эффективности фотосинтеза. Правильный выбор густоты стояния и способа размещения растений обеспечивает возможность избежать потери солнечной энергии.
Такие элементы минерального питания, как азот, калий, фосфор, магний, железо, цинк, медь, оказывают непосредственное влияние на любой процесс ассимиляции СО2, и недостаток любого из них вызывает понижение интенсивности фотосинтеза. Поэтому, регулируя обеспечение растений минеральными элементами, можно управлять процессами углеродного питания.
Действенными путями повышения продуктивности фотосинтеза являются также рациональное географическое размещение полевых культур — с учетом их видовых, сортовых и биологических особенностей; высокая культура агротехники; борьба с сорняками, вредителями и болезнями растений, которые нарушают структуру и функцию хлоропластов и снижают продуктивность фотосинтеза.
16.05 - Размножение и индивидуальное развитие
Это интересно:
Эмбриональный период заключается в протекании гаструляции и образовании трех зародышевых листков, гистогенеза (закладки тканей) и органогенеза (закладки органов).
Гаструляция - это процесс образования зародышевых листков. Эмбриобласт, имеющий форму диска, называется зародышевым диском. Из него развивается эмбрион. Клетки этого диска на ранней стадии, когда его диаметр не достигает 2 мм, дифференцируются на два зародышевых слоя (листка) - эктодерму и энтодерму. На более поздней стадии образуется мезодерма. Эти три зародышевых листка дают начало всем тканям развивающегося зародыша. В конце гаструляции на 4-ой неделе формируются зачатки нервной пластинки и хорды.
На ранних стадиях развития обмен между зародышем и материнским организмом происходит за счет ворсинок трофобласта, а затем развивается четвертая оболочка - аллантоис. Аллантоис растет в наружном направлении, пока не приходит в соприкосновение с хорионом, образуя богатую сосудами структуру, которая участвует в образовании плаценты. Плацента имеет вид диска, укрепленного в слизистой матки, и с 12-ой недели развития полностью обеспечивает обмен между плодом и матерью. К концу восьмой недели происходит закладка всех внутренних органов. В плаценте кровь матери и плода не смешивается. Между телом зародыша и плацентой образуется пупочный канатик, в котором пролегают две пупочные артерии, несущие венозную кровь от зародыша, и одна пупочная вена, несущая артериальную кровь от плаценты к зародышу. Из клеточного материала эмбриональных зачатков формируются и дифференцируются ткани. Этим завершается зародышевый период. Восьминедельный зародыш имеет длину 3-3,5 см, весит около 4 граммов. У него обособляются шея, намечаются черты лица, формируются конечности и наружные половые органы.
Плодный период начинается с 9-ой недели внутриутробной жизни с преобладанием процессов роста и окончательной тканевой дифференцировки. К концу 3 месяца плод весит около 40 граммов, длина его достигает 8-9см. Почти во всех костях появляются ядра окостенения. На 4-ом месяце формируются индивидуальные особенности лица. На 5-ом месяце кожа покрывается пушком, движения плода ощущаются матерью. Прослушивается сердцебиение плода, которое чаще, чем у матери. В 6 месяцев длина зародыша 30 см и вес 650-700г. В случае преждевременных родов в 7 - 8 месяцев плод жизнеспособен, но нуждается в условиях внутриутробной жизни. К концу 9-ого месяца теряется пушок на коже, но остается слой сыровидной смазки, ногти выступают над кончиками пальцев, руки длиннее ног, у мальчиков яички опускаются в мошонку. Вес плода около 3,5 кг и длина 50 см.
Заканчивается развитие плода родами (изгнание плода и плаценты из матки). Начало родов связано с выделением гипофизом гормона окситоцина, вызывающего сильные сокращения мышц матки и брюшного пресса. Ребенок проталкивается в малый таз и рождается на свет. Первый признак легочного дыхания - крик. Через 15-20 минут плацента с амниотической оболочкой отделяются от стенки матки и выталкиваются наружу.
В процессе эмбриогенеза на развивающийся организм могут воздействовать различные факторы (яды, излучение, авитаминозы, кислородное голодание и др.) и вызывать отклонения развития в виде аномалий и уродств. Особенно опасно нарушение условий жизни, если оно совпадает с периодами повышенной чувствительности зародыша, так называемыми критическими периодами эмбриогенеза.
У человека критическими периодами считаются 7-е сутки,7-ая неделя и роды. Поэтому беременную женщину необходимо оберегать от любых неблагоприятных воздействий с самых первых дней беременности.
|
Рис. 72. Положение эмбриона и зародышевых оболочек в разные периоды внутриутробного развития человека.
А - 2 - 3 недели; Б - 4 недели:
-
полость амниона
-
тело эмбриона (эмбриоблпст)
-
желточный мешок
-
трофобласт.
В - 6 недель; Г - плод 4 - 5 месяцев:
-
тело плода
-
амнион
-
желточный мешок
-
хорион
-
пупочный канатик.
|
Внеутробный (постэмбриональный) период.
С момента рождения и до смерти длится внеутробное (постэмбриональное, постнатальное) развитие.
Выделяют следующие его периоды (периодизация возрастов принята на VII международном симпозиуме по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии в 1965 году):
-
новорожденный (первые 1 - 10 дней после рождения),
-
грудной (от 10 дней до 12 месяцев),
-
раннее детство (с 1 до 3 лет),
-
первое детство (с 4 до 7 лет),
-
второе детство (с 8 до 12 лет),
-
подростковый возраст (с13 до 16 лет),
-
юношеский возраст (с17 лет до 21 года),
-
период зрелости (от 22 лет до 55 -60 лет),
-
пожилой возраст (от 56-61 года до 74 лет),
-
старческий период ( 75 - 90 лет)
-
долгожители (свыше 90 лет).
30.05 - Решение задач по генетике
Достарыңызбен бөлісу: |
