Что омывает клетки и осуществляет обмен веществ
Биология
Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке
Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера
. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке
Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке
План урока:
Метаболизм
Всякая живая клеточная структура постоянно осуществляет различные реакции, которые обеспечивают все основные процессы, необходимые для нормального существования. Так обеспечивается постоянство условий внутренней среды биологической системы или гомеостаз. При нарушении этих условий происходит сбой в работе всей системы, что способно привести к гибели не только отдельной клетки, но и всего организма. Соответственно, все процессы ориентированы на поддержание именно гомеостаза.
С целью реализации трудоемких биохимических реакций требуются различные соединения, а также энергия, получаемые организмом при метаболизме.
Получается, что ассимиляция и диссимиляция – это взаимозависимые процессы, протекающие синхронно.
Любой организм, вследствие питания, получает извне различные вещества и микроэлементы, используемые в процессе ассимиляции.
Ассимиляция – это процесс, состоящий в формировании соединений, а также составных частей клетки. Данные реакции иначе именуются анаболизм или пластический обмен. Примером ассимиляции может быть образование белковых молекул.
Любые реакции синтеза проходят с расходом энергии. Источником ее выступают ранее образованные соединения, находящиеся в клетке. Они подвергаются распаду вследствие протекания совокупности процессов диссимиляции.
Частично освобождающаяся энергия применяется при синтезе различных соединений, часть рассеивается с теплом или запасается.
Соответственно, диссимиляция – это процесс,заключающийся в разложении веществ с освобождением энергии.
Процесс диссимиляции в организме именуется еще катаболизм или энергетический обмен.
Ассимиляция и диссимиляция не могут существовать по отдельности. Нарушение баланса этих процессов приведет к развитию заболеваний или гибели организма. К примеру, это может выразиться в истощении или ожирении.
Метаболизм в клеточных структурах протекает при средней температуре, нормальном давлении и нейтральной среде. Из курса химии нам известно, что только повышение данных показателей приведет к ускорению реакции. При таких же условиях реакции должны протекать очень медленно. Однако, в биологических системах есть помощники метаболизма – ферменты.
Роль ферментов в метаболизме огромна. Данные структуры ускоряют реакцию без изменения ее общего результата. Причем абсолютно все процессы в организме протекают при участии ферментов. К примеру, под их действием происходит разложение пищи на составные компоненты.
Исходя из значения ферментов в метаболизме можно сказать, что нарушение их образования и активности приведет к различным заболеваниям.
Энергетический обмен
Диссимиляция или энергетический обмен проходит в несколько этапов. Познакомимся с ними на схеме.
Примером подобного процесса считается гликолиз – многоступенчатое расщепление глюкозы. Мономеры углеводов подвергаются распаду в отсутствии кислорода с освобождением энергии, определенное количество которой расходуется для формирования АТФ.
При протекании ряда последовательных этапов гликолиза совершается разложение молекулы глюкозы на две молекулы пировиноградной кислоты. Чаще всего, пировиноградная кислота затем преобразуется в молочную кислоту. Вследствие этих реакций в ходе гликолиза из АДФ, а также фосфорной кислоты синтезируются 2 молекулы АТФ.
Следует учесть, что по такому принципу гликолиз протекает в клетках животных и человека.
В растительных клетках, в отдельных дрожжевых грибах, у бактерий бескислородный этап осуществляется как спиртовое брожение.
В реакции спиртового брожения могут вступать всевозможные соединения. Например, углеводы, органические кислоты, спирты, аминокислоты и многие другие. Широкое распространение получили реакции расщепления глюкозы при молочнокислом, а также спиртовом брожении.
У молочнокислых бактерий спиртовое брожение сопровождается ферментативным расщеплением глюкозы и продуктом является молочная кислота.
Суммарные уравнения молочнокислого и спиртового брожения рассмотрим на рисунке.
Вследствие бескислородной стадии энергетического обмена вещества распадаются не до конечных продуктов, а до соединений с запасом энергии. Поэтому они переходят в следующий этап – кислородный.
3. Третья стадия энергетического обмена получила название аэробного или кислородного.В течение данных реакций осуществляется последующее разложение органических соединений до конечных продуктов. Характерен он только аэробным организмам, использующим для метаболизма кислород.
Происходит кислородный распад в митохондриях, поэтому именуется еще клеточным дыханием. Протекает оно в несколько поочередных стадий. Основным признаком клеточного дыхания является участие кислорода в распаде соединений.
В процессе клеточного дыхания осуществляется дальнейшее окисление пировиноградной кислоты с формированием двуокиси углерода и воды.
Данный этап считается заключительным, поэтому при клеточном дыхании выделяется внушительное число энергии в виде 36 молекул АТФ.
Вследствие процесса энергетического обмена веществ при окислении одной молекулы глюкозы формируется 38 молекул АТФ. Эта энергия используется на другие химические реакции. К примеру, у человека каждая молекула АТФ расщепляется и вновь создается 2400 раз в сутки, то есть средняя продолжительность жизни АТФ менее минуты.
Питание клетки
Для протекания метаболизма в клетке необходимы различные питательные вещества, которые организм получает в результате питания.
Все живые организмы различаются по тому, какую пищу они используют. Некоторые организмы способны сами производить вещества, другие же в процессе питания клетки потребляют уже готовые.
Различают несколько разновидностей организмов по способу питания клетки:
1. Автотрофы сами производят органические вещества. Для осуществления процессов синтеза они используют простые неорганические соединения – углекислый газ и воду. Источником энергии для протекания ассимиляции в клетке у автотрофов является солнечный свет или энергия химических взаимодействий.
Организмы, использующие солнечный свет для формирования органических соединений получили название фототрофы. Этим существам характерен фотосинтез, протекающий в хлоропластах. Соответственно, фототрофами являются все зеленые растения. Помимо этого, примером фототрофов считаются цианобактерии, зеленые и пурпурные бактерии.
Организмы, которые для производства органических соединений используют энергию химических взаимодействий, называются хемотрофами.
Хемотрофами являются некоторые бактерии, к примеру, железобактерии, серобактерии, нитрифицирующие бактерии.
Вдобавок есть организмы, применяющие для питания клетки автотрофный и гетеротрофный способ. К этим организмам относится эвглена зеленая. У нее есть хлоропласты и она может сама производить вещества для питания клетки как автотрофы. Однако в темноте, ее питание осуществляется гетеротрофным способом как у животной клетки.
Фотосинтез
Одним из примеров ассимиляции является процесс фотосинтеза у растений.
Фотосинтез происходит в фотосинтезирующем пигменте хлорофилле хлоропластов листа. Данный пигмент считается чрезмерно активным соединением и реализует поглощение света, начальный запас энергии, также последующая ее трансформация в химическую энергию.
Принято выделять световую и темновую фазы фотосинтеза. Остановимся детальнее на них.
Световая фаза совершается в мембранах хлоропластов. Наступает световая фаза фотосинтеза с поглощения кванта света молекулой хлорофилла. Один из электронов хлорофилла переводится на высочайший энергетический уровень и вступает в возбужденном состоянии. Электроны с большим избытком энергии активизируют разложение воды. Данная процедура, протекающая на начальной стадии фотосинтеза, приобрела наименование фотолиз воды.
В процессе световой фазы фотосинтеза совершается превращение световой энергии в химическую энергию макроэргических связей молекулы АТФ. В данной фазе фотосинтеза осуществляется выброс кислорода, являющегося второстепенным продуктом. Он может употребляться дальше растительными клетками при дыхании или выделяться в биосферу.
2. В момент темновой фазы фотосинтеза проистекают трудоемкие ферментативные взаимодействия. Основой считается трансформация молекул углекислого газа до органических соединений. Протекает данная стадия в строме хлоропластов в присутствии продуктов световой реакции.
Основным признаком темновой фазы фотосинтеза считается отсутствие солнечного света.
Начинается данная стадия с проникновения углекислого газа в листья через устьица. Затем он соединяется со своеобразным веществом – акцептором, которым выступает при фотосинтезе пятиуглеродный сахар – рибулозодифосфат. Вследствие этого формируется нестойкое соединение, разлагающиеся на 2 молекулы фосфороглицериновой кислоты. Эти молекулы подвергаются воздействию продуктов светового фотосинтеза, в частности АТФ.
Впоследствии, посредством некоторых переходных стадий, создаются углеводы, а также прочие органические соединения. Данный процесс трансформации углекислого газа в углеводы в темновой фазе фотосинтеза приобрел наименование цикла Кальвина.
В темновом фотосинтезе энергия макроэргических связей АТФ трансформируется в химическую энергию органических соединений. Данные вещества служат пищей для гетеротрофов.
Соответственно, первостепенными веществами темнового и светового фотосинтеза считаются кислород, а также углеводы.
Благодаря данному процессу возможно существование всех живых существ на Земле. Ведь он является одним источником свободного кислорода.
Хемосинтез
Помимо фотосинтеза имеется еще один процесс автотрофной ассимиляции – хемосинтез, типичный отдельным видам микроорганизмов.
Основой энергии для хемосинтеза здесь служит не свет, а окисление отдельных неорганических соединений. Открытие хемосинтеза у таких организмов как бактерии принадлежит русскому ученому С.Н. Виноградскому.
Важнейшей группой данного типа питания считаются нитрифицирующие бактерии. Они могут окислять возникающий при гниении остатков аммиак до нитрита, а также до нитрата. Вследствие этого совершается освобождение энергии, нужной нитрифицирующим бактериям для жизненных функций.
Хемотрофные нитрифицирующие бактерии массово встречаются в природной среде. Они находятся в почве, в различных водоемах. Исполняемые ими процессы считаются частью круговорота азота.
Серобактерии – это еще одни существа, способом питания которых является хемосинтез. Вследствие этого они окисляют сероводород и накапливают в своих клетках серу.
К серобактериям относятся многие автотрофные пурпурные, а также зеленые бактерии.
Серобактерии являются разрушителями горных пород, в связи с формированием серной кислоты в ходе питания. Выделяемая ими едкая жидкость активизирует порчу различных сооружений.
Многочисленные типы серобактерий в ходе питания образуют всевозможные производные серы. Это способствует очищению промышленных сточных вод.
В процессе питания железобактерии переводят железо (II) в железо (III). Освободившаяся энергия употребляется с целью восстановления углекислого газа до органических соединений.
Хемосинтетики – единственные организмы, жизнь которых не связана с освещением. Соответственно они способны существовать в различных местах, осваивая глубины океана или недра земли.
ГДЗ биология 8 класс Пасечник, Суматохин, Калинова Просвещение 2019-2020 Задание: § 13 Состав внутренней среды организма и её функции
Стр. 60. Вспомните
№ 1. Какое значение для организма имеет окружающая среда?
Окружающая среда влияет на внешний вид: форму, размеры и даже расцветку организмов. У них формируются определенные приспособления для передвижения, ловли добычи, укрытия, а также особенности внутреннего строения (дыхание, пищеварение, сердечнососудистая система и т.д.), которые необходимы им для выживания в условиях определенной среды обитания.
№ 2. Какие структуры организма человека имеют непосредственный контакт с окружающей средой?
С окружающей средой непосредственный контакт имеют только кожные покровы человека.
№ 3. Что такое гомеостаз?
Гомеостаз – это физиологическое состояние живого организма, при котором он может сохранять постоянство своей внутренней среды путем поддержания динамического равновесия и скоординированных реакций.
Стр. 61. Вопросы после параграфа
№ 1. Почему кровь, лимфу и тканевую жидкость называют внутренней средой организма?
Внутренняя среда – это все жидкости в организме (лимфа, кровь, тканевая жидкость), окружающие живые клетки и обеспечивающие для и жизнедеятельности необходимые условия. Главной частью внутренней среды любого живого организма является межклеточное вещество, которого в соединительных тканях больше всего.
Лимфа, кровь и тканевая жидкость обеспечивают клетки организма всеми необходимыми веществами, поддерживают постоянство его физиологических процессов и удаляют продукты обмена. При этом каждая структура выполняет свой ряд функций:
Кровь переносит кислород и углекислый газ, доставляет питательные вещества и выводит продукты обмена из тканей;
Лимфа выполняет защитную функцию и действует по типу дренажа (возвращает тканевую жидкость в кровяное русло);
Тканевая жидкость отвечает за связь клеток и крови (в клетки из тканевой жидкости поступают кислород и питательные вещества, которые кровь поставляет в ткани).
№ 2. Каковы основные функции крови?
К основным функциям крови относятся:
Питательная – перенос к органам и тканям питательных веществ, которые поступают в организм с продуктами питания и усваиваются в кишечнике;
Дыхательная – доставка кислорода от лёгких ко всем клеткам организма, а также выведение углекислого газа через лёгкие за пределы тела во внешнюю среду;
Терморегуляционная – реагирует на понижение температуры окружающей среды и, нагреваясь, переносит тепло из печени и скелетных мышц к органам, которые нуждаются в обогреве (это может быть головной мозг, кожа и т.д.);
Защитная – лимфоциты и антитела, которые содержатся в крови, оперативно реагируют на попадание в организм опасных веществ и микробов, уничтожая их и нейтрализуя их пагубное действие. Благодаря еще одному компоненту крови – тромбоцитам в местах повреждения сосудов образуются тромбы – сгустки крови, которые защищают организм от кровопотерь и препятствуют попаданию инфекций внутрь;
Регуляторная – гормоны и прочие вещества поставляются по всему организму, тем самым обеспечивается постоянство его внутренней среды (химического и физического состояния) – гомеостаз;
Выделительная – выведение продуктов обмена из тканей в почки и печень для дальнейшего выделения их во внешнюю среду;
Транспортная – способность переносить вещества от одних органов к другим.
№ 3. Что представляет собой тканевая жидкость и какова её роль в организме?
В организме человека кровь движется только по кровеносным сосудам. Однако небольшая часть плазмы фильтруется под давлением через тонкие стенки капилляров.
В межклеточное пространство попадает и вода с растворенными в ней органическими и минеральными веществами. В результате образуется тканевая жидкость, которая является частью внутренней среды живого организма и имеет схожий с плазмой состав.
Тканевая жидкость служит передаточным звеном между кровью и клетками, которые она окружает. В клетки из тканевой жидкости поступают кислород и питательные вещества, которые кровью доставляются в ткани организма.
№ 4. Что такое лимфа и каковы её основные функции?
Из тканевой жидкости часть веществ переходит в слепозамкнутые лимфатические капилляры, образуя лимфу. Она является одним из важных составляющих компонентов внутренней среды живого организма и представляет собой прозрачную жидкость.
Лимфатические капилляры собраны в крупные лимфатические сосуды, в местах слияния которых образуются лимфатические узлы. Все это вместе образует целостную лимфатическую систему организма.
Лимфа выполняет защитную и транспортную функцию, а также выступает в роли дренажа, возвращая тканевую жидкость в кровяное русло и удаляя ее избыток в органах.
Стр. 61. Задание
Раскройте взаимосвязь между основными структурами, образующими внутреннюю среду организма человека.
Внутренняя среда организма человека представляет собой сочетание трех основных жидкостей, которые окружают клетки и тем самым обеспечивают для их жизнедеятельности необходимые условия. К этим трем жидкостям относятся: кровь, лимфа и тканевая жидкость. Они обеспечивают клетки организма необходимым веществами, поддерживая тем самым постоянство его химического состояния и физиологических функций.
Каждая из структур внутренней среды организма выполняет ряд специфических функций, которые взаимосвязаны между собой. Например, кровь отвечает за транспортную функцию – переносит кислород, питательные вещества к клеткам тканей, а забирает углекислый газ и продукты обмена. Тканевая жидкость связывает клетки и кровь. С ее помощью кровь доставляет в ткани питательные вещества и кислород. Лимфа выполняет защитную функцию, а также функцию дренажа – возвращает тканевую жидкость в кровяное русло. Круг «кровь – тканевая жидкость – лимфа – кровь» выглядит таким образом: плазма, частично просачиваясь сквозь тонкие стенки капилляров, проходит в промежутки клеток и становится тканевой жидкостью. Ее избыток собирается в лимфатических сосудах (лимфа) и по ним попадает в кровь.
Стр. 61. Подумайте
Почему кровь считают символом жизни?
Потому что кровь в живом организме выполняет множество функция: дыхательную, питательную, терморегуляционную, выделительную, регуляторную, защитную и транспортную. С ее помощью в клетки тканей и органов поступает кислород и необходимые для жизнедеятельности всего организма питательные вещества, а также осуществляется вывод продуктов обмена во внешнюю среду. Благодаря этому организм существует и очищается, функционирует и полноценно живет.
ГДЗ биология 8 класс Пасечник, Суматохин, Калинова Просвещение 2019-2020 Задание: § 13 Состав внутренней среды организма и её функции
Стр. 60. Вспомните
№ 1. Какое значение для организма имеет окружающая среда?
Окружающая среда влияет на внешний вид: форму, размеры и даже расцветку организмов. У них формируются определенные приспособления для передвижения, ловли добычи, укрытия, а также особенности внутреннего строения (дыхание, пищеварение, сердечнососудистая система и т.д.), которые необходимы им для выживания в условиях определенной среды обитания.
№ 2. Какие структуры организма человека имеют непосредственный контакт с окружающей средой?
С окружающей средой непосредственный контакт имеют только кожные покровы человека.
№ 3. Что такое гомеостаз?
Гомеостаз – это физиологическое состояние живого организма, при котором он может сохранять постоянство своей внутренней среды путем поддержания динамического равновесия и скоординированных реакций.
Стр. 61. Вопросы после параграфа
№ 1. Почему кровь, лимфу и тканевую жидкость называют внутренней средой организма?
Внутренняя среда – это все жидкости в организме (лимфа, кровь, тканевая жидкость), окружающие живые клетки и обеспечивающие для и жизнедеятельности необходимые условия. Главной частью внутренней среды любого живого организма является межклеточное вещество, которого в соединительных тканях больше всего.
Лимфа, кровь и тканевая жидкость обеспечивают клетки организма всеми необходимыми веществами, поддерживают постоянство его физиологических процессов и удаляют продукты обмена. При этом каждая структура выполняет свой ряд функций:
Кровь переносит кислород и углекислый газ, доставляет питательные вещества и выводит продукты обмена из тканей;
Лимфа выполняет защитную функцию и действует по типу дренажа (возвращает тканевую жидкость в кровяное русло);
Тканевая жидкость отвечает за связь клеток и крови (в клетки из тканевой жидкости поступают кислород и питательные вещества, которые кровь поставляет в ткани).
№ 2. Каковы основные функции крови?
К основным функциям крови относятся:
Питательная – перенос к органам и тканям питательных веществ, которые поступают в организм с продуктами питания и усваиваются в кишечнике;
Дыхательная – доставка кислорода от лёгких ко всем клеткам организма, а также выведение углекислого газа через лёгкие за пределы тела во внешнюю среду;
Терморегуляционная – реагирует на понижение температуры окружающей среды и, нагреваясь, переносит тепло из печени и скелетных мышц к органам, которые нуждаются в обогреве (это может быть головной мозг, кожа и т.д.);
Защитная – лимфоциты и антитела, которые содержатся в крови, оперативно реагируют на попадание в организм опасных веществ и микробов, уничтожая их и нейтрализуя их пагубное действие. Благодаря еще одному компоненту крови – тромбоцитам в местах повреждения сосудов образуются тромбы – сгустки крови, которые защищают организм от кровопотерь и препятствуют попаданию инфекций внутрь;
Регуляторная – гормоны и прочие вещества поставляются по всему организму, тем самым обеспечивается постоянство его внутренней среды (химического и физического состояния) – гомеостаз;
Выделительная – выведение продуктов обмена из тканей в почки и печень для дальнейшего выделения их во внешнюю среду;
Транспортная – способность переносить вещества от одних органов к другим.
№ 3. Что представляет собой тканевая жидкость и какова её роль в организме?
В организме человека кровь движется только по кровеносным сосудам. Однако небольшая часть плазмы фильтруется под давлением через тонкие стенки капилляров.
В межклеточное пространство попадает и вода с растворенными в ней органическими и минеральными веществами. В результате образуется тканевая жидкость, которая является частью внутренней среды живого организма и имеет схожий с плазмой состав.
Тканевая жидкость служит передаточным звеном между кровью и клетками, которые она окружает. В клетки из тканевой жидкости поступают кислород и питательные вещества, которые кровью доставляются в ткани организма.
№ 4. Что такое лимфа и каковы её основные функции?
Из тканевой жидкости часть веществ переходит в слепозамкнутые лимфатические капилляры, образуя лимфу. Она является одним из важных составляющих компонентов внутренней среды живого организма и представляет собой прозрачную жидкость.
Лимфатические капилляры собраны в крупные лимфатические сосуды, в местах слияния которых образуются лимфатические узлы. Все это вместе образует целостную лимфатическую систему организма.
Лимфа выполняет защитную и транспортную функцию, а также выступает в роли дренажа, возвращая тканевую жидкость в кровяное русло и удаляя ее избыток в органах.
Стр. 61. Задание
Раскройте взаимосвязь между основными структурами, образующими внутреннюю среду организма человека.
Внутренняя среда организма человека представляет собой сочетание трех основных жидкостей, которые окружают клетки и тем самым обеспечивают для их жизнедеятельности необходимые условия. К этим трем жидкостям относятся: кровь, лимфа и тканевая жидкость. Они обеспечивают клетки организма необходимым веществами, поддерживая тем самым постоянство его химического состояния и физиологических функций.
Каждая из структур внутренней среды организма выполняет ряд специфических функций, которые взаимосвязаны между собой. Например, кровь отвечает за транспортную функцию – переносит кислород, питательные вещества к клеткам тканей, а забирает углекислый газ и продукты обмена. Тканевая жидкость связывает клетки и кровь. С ее помощью кровь доставляет в ткани питательные вещества и кислород. Лимфа выполняет защитную функцию, а также функцию дренажа – возвращает тканевую жидкость в кровяное русло. Круг «кровь – тканевая жидкость – лимфа – кровь» выглядит таким образом: плазма, частично просачиваясь сквозь тонкие стенки капилляров, проходит в промежутки клеток и становится тканевой жидкостью. Ее избыток собирается в лимфатических сосудах (лимфа) и по ним попадает в кровь.
Стр. 61. Подумайте
Почему кровь считают символом жизни?
Потому что кровь в живом организме выполняет множество функция: дыхательную, питательную, терморегуляционную, выделительную, регуляторную, защитную и транспортную. С ее помощью в клетки тканей и органов поступает кислород и необходимые для жизнедеятельности всего организма питательные вещества, а также осуществляется вывод продуктов обмена во внешнюю среду. Благодаря этому организм существует и очищается, функционирует и полноценно живет.