Термінологічні диктанти. Завдання уроку: Узагальнити і систематизувати знання про процеси життєдіяльності організмів, що забезпечують його цілісність і взаємозв'язок з навколишнім середовищем. Перевірити рівень Що таке харчування травлення фотосинтез фермент ге

Склад гемолімфи. У вищих тварин в організмі циркулюють дві рідини: кров, що виконує дихальну функцію, і лімфа, яка виконує головним чином функцію розносу поживних речовин. З огляду на суттєвої відмінності від крові вищих тварин кров комах отримала спеціальну назву - гемолімфа . Вона являє собою єдину тканинну рідину в тілі комах. Подібно крові хребетних тварин вона складається з рідкого міжклітинної речовини - плазми і знаходяться в ній клітин - гемоцитів . На відміну від крові хребетних Гемолімфа не містить клітин, забезпечених гемоглобіном або іншим дихальним пігментом. Внаслідок цього Гемолімфа не виконує дихальної функції. Всі органи, тканини і клітини беруть з гемолімфи потрібні їм поживні та інші речовини і в неї ж виділяють продукти обміну. Гемолімфа транспортує продукти травлення від стінок кишкового каналу до всіх органів, а продукти розпаду переносить до органів виділення.

Кількість гемолімфи в тілі бджіл варіює: у Спар матки - 2,3 мг; у яйцекладущей матки - 3,8; у трутня - 10,6; у робочої бджоли - 2,7-7,2 мг.

Плазма гемолімфи є тією внутрішньою середовищем, в якій живуть і функціонують всі клітини організму комахи. Вона являє собою водний розчин неорганічних і органічних речовин. Вміст води в гемолімфі від 75 до 90%. Реакція гемолімфи здебільшого слабокислая або нейтральна (рН від 6,4 до 6,8). Вільні неорганічні речовини гемолімфи дуже різноманітні і перебувають в плазмі у вигляді іонів. Загальна кількість їх перевищує 3%. Вони використовуються комахами не тільки для підтримки осмотичного тиску гемолімфи, а й як резерв іонів, необхідних для роботи живих клітин.

До основних катіонів гемолімфи відноситься натрій, калій, кальцій і магній. У кожного виду комах кількісні співвідношення між цими іонами залежать від його систематичного положення, середовища проживання і харчового режиму.

Для древніх і щодо примітивних комах (бабок і прямокрилих) характерна висока концентрація іонів натрію при відносно низькій концентрації всіх інших катіонів. Однак в таких загонах, як перетинчастокрилі і лускокрилі, вміст натрію в гемолімфі невисока, і тому інші катіони (магнію, калію і кальцію) набувають домінуюче значення. У личинок бджіл в гемолімфі переважають катіони калію, а у дорослих бджіл - натрію.

Серед аніонів гемолімфи на першому місці стоїть хлор. У комах, що розвиваються з неповним метаморфозом, від 50 до 80% катіонів гемолімфи врівноважуються аніонами хлору. Однак в гемолімфі комах, що розвиваються з повним метаморфозом, концентрація хлоридів сильно знижується. Так, у лускокрилих аніони хлору можуть урівноважити тільки 8-14% катіонів, що містяться в гемолімфі. У цій групі комах переважають аніони органічних кислот.

Крім хлору, Гемолімфа комах має інші аніони неорганічних речовин, наприклад Н 2 РO 4 і НСO 3. Концентрація цих аніонів зазвичай невисока, але вони можуть відігравати важливу роль у підтримці кислотно-лужної рівноваги в плазмі гемолімфи.

До складу гемолімфи личинки бджоли входять наступні катіони і аніони неорганічних речовин, Г на 100 г гемолімфи:

Натрій - 0,012-0,017 магній - 0,019-0,022
калій - 0,095 фосфор - 0,031
кальцій - 0,014 хлор - 0,00117

У гемолимфе завжди містяться розчинні гази - трохи кисню і значна кількість СО2.

У плазмі гемолімфи є різноманітні органічні речовини - вуглеводи, білки, ліпіди, амінокислоти, органічні кислоти, гліцерин, дипептиди, олігопептиди, пігменти і ін.

Склад вуглеводів гемолімфи у бджіл різного віку не стабільний і прямо відображає склад Сахаров, поглинених з кормом. У молодих бджіл (не старше 5-6 днів) відзначається низький вміст глюкози і фруктози, а у робочих бджіл - складальниць нектару Гемолімфа багата цими моносахаридами. Рівень фруктози в гемолімфі бджіл завжди більше, ніж глюкози. Інформація, що міститься в гемолімфі глюкоза повністю витрачається бджолою за 24 год її голодування. Запасів глюкози в гемолімфі вистачає бджолі-складальницю на політ протягом 15 хв. При більш тривалому польоті бджоли зменшується обсяг її гемолімфи.

У гемолимфе трутнів глюкози менше, ніж у робочих бджіл, і кількість її досить постійно - 1,2%. У неплідних маток відзначено високий вміст глюкози в гемолімфі (1,7%) під час шлюбних польотів, але з переходом до кладки яєць кількість Сахаров зменшується і підтримується на одному досить постійному рівні незалежно від її віку. У гемолимфе маток відбувається значне збільшення концентрації цукру при знаходженні їх в сім'ях, які готуються до роїння.

Крім глюкози і фруктози в гемолімфі є значні кількості дисахарида трегалози. У комах трегалоза служить транспортною формою вуглеводів. Клітини жирового тіла синтезують його з глюкози, а потім виділяють в гемолімфу. Синтезований дисахарид з струмом гемолімфи розноситься по всьому тілу і поглинається тими тканинами, які потребують вуглеводах. У тканинах трегалоза розщеплюється до глюкози спеціальним ферментом - Трегалаза. Особливо багато Трегалаза у бджіл - складальниць пилку.
Вуглеводи запасаються в організмі бджіл у формі глікогену і накопичуються в жировому тілі і м'язах. У лялечки глікоген міститься в гемолімфі, що вивільняється в неї з клітин при гістоліз органів тіла личинки.

Білки становлять істотну частину гемолімфи. Загальний вміст білків в гемолімфі комах досить висока - від 1 до 5 г на 100 мл плазми. Методом дискового електрофорезу на полиакриламидном тілі вдається виділити з гемолімфи від 15 до 30 білкових фракцій. Число таких фракцій варіює залежно від таксономічного положення, статі, стадії розвитку комах і режиму харчування.

У гемолимфе личинки бджоли міститься значно більше білка, ніж в гемолімфі личинок інших комах. На частку альбуміну у личинки бджоли доводиться 3,46%, а на частку глобуліну - 3,10%. Вміст білка більш постійно у дорослих бджіл, ніж у личинок. У гемолимфе матки і робочої бджоли білків дещо більше в порівнянні з гемолімфою трутня. Крім того, у багатьох комах Гемолімфа статевозрілих самок містить білкові фракції, які відсутні у самців. Подібні білки отримали назву - вітеллогенінов , Специфічний для жіночих особин жовтковий білок, тому що вони використовуються для цілей вітеллогенеза - освіти жовтка в формуються яйцях. Вітеллогеніни синтезуються в жировому тілі, а Гемолімфа транспортує їх до дозріваючим ооцитів (зародковим клітинам).

Особливо багата Гемолімфа бджіл, як і більшості інших комах, амінокислотами, їх тут в 50-100 разів більше, ніж в плазмі хребетних тварин. Зазвичай в гемолімфі виявляється 15-16 вільних амінокислот, серед них максимального вмісту досягають глутамінова кислота і пролін. Поповнення запасу амінокислот в гемолімфі відбувається з корми, перетравного в кишечнику, і з жирового тіла, клітини якого можуть синтезувати замінні амінокислоти. Жирове тіло, постачає гемолімфу амінокислотами, виступає і в ролі їх споживача. Воно поглинає з гемолімфи амінокислоти, що витрачаються на синтез білків.

Ліпіди (жири) надходять в гемолімфу головним чином з кишечника і жирового тіла. Найбільш значну частину ліпідної фракції гемолімфи складають гліцериди, т. Е. складні ефіри гліцерину і жирових кислот. Вміст жиру не постійно і залежить від корму комах, досягаючи в деяких випадках 5% і більше. У 100 см 3 гемолімфи личинок робочих бджіл міститься від 0,37 до 0,58 г ліпідів.

У гемолимфе комах можна виявити майже всі органічні кислоти. У личинок комах, що розвиваються з повним метаморфозом, відзначається особливо високий вміст лимонної кислоти в плазмі гемолімфи.

Серед пігментів, що містяться в гемолімфі, найчастіше зустрічається каротиноїди і флавоноїди, які створюють жовту або зелене забарвлення гемолімфи. У гемолимфе медоносних бджіл присутній безбарвний хромоген меланіну.

У гемолимфе завжди присутні продукти розпаду у вигляді вільної сечової кислоти або у вигляді її солей (уратів).

Поряд із зазначеними органічними речовинами в гемолімфі медоносних бджіл завжди присутні окислювальні і відновні, а також травні ферменти.

У гемолимфе бджіл присутні гемоцити , Що представляють собою забезпечені ядрами клітини, які походять з мезодерми. Велика їх частина зазвичай осідає на поверхні різних внутрішніх органів, і тільки деяка кількість їх вільно циркулює в гемолімфі. Гемоцити, прилеглі до тканин і серця, утворюють фагоцитарні органи. У бджіл гемоцити проникають і в серці і циркулюють навіть у тонких жилках крил.

Загальна кількість гемоцитів, вільно циркулюють в тілі комахи, 13 млн, а їх сумарний обсяг досягає 10% обсягу гемолімфи. За своєю формою вони дуже різноманітні і поділяються на кілька типів. Все гемоцити, що зустрічаються у личинок, лялечок, молодих і старих бджіл, складають 5-7 типів. Б. А. Шишкін (1957) детально вивчив будову гемоцитів у бджіл і виділив п'ять основних типів: плазмоцити, німфоціти, сферулоціти, еноцітоіди і платоціти (рис. 22). Кожен тип - це самостійна група гемоцитів, не пов'язаних один з одним за походженням і не мають морфологічних переходів. Він описав і стадії розвитку гемоцитів від молодих зростаючих форм до зрілих і дегенерує.

Мал. 22.

А - плазмоцити; Б - німфоціти; В - сферулоціти; Г - еноцітоіди; Д - платоціти (в стадії розвитку і дегенерації); ц - цитоплазма; я - ядро; в - вакуолі; бз - базофільні зерна; з - сферул; ХГ - хроматіновие грудочки; хз - хроматіновие зерна

Плазмоцити - клітинні елементи гемолімфи личинки. Молоді клітини часто діляться мітотичним шляхом і проходять п'ять стадій розвитку. Клітини відрізняються розмірами і будовою.

Німфоціти - клітинні елементи гемолімфи лялечки, які вдвічі менше плазмоцитов. Німфоціти мають светопреломляющие гранули і вакуолі.

Сферулоціти зустрічаються у лялечки і в дорослої бджоли. Ці клітини відрізняються наявністю в цитоплазмі включень - сферул.

Еноцітоіди також зустрічаються у лялечок і дорослих бджіл. Клітини мають округлу форму. У цитоплазмі еноцітоідов містяться гранульовані або кристалічні включення. Всі клітини цього типу проходять шість стадій розвитку.

Платоціти - невеликі, різноманітної форми і найчисленніші гемоцити в гемолімфі дорослої бджоли, що становлять 80- 90% всіх гемоцитів бджоли. Платоціти проходять від молодих до зрілих форм сім стадій розвитку.

Завдяки здатності і трансформацій клітини гемолімфи, що знаходяться в різних морфологічних станах, можуть виконувати різні функції. Зазвичай кожен тип гемоцитів накопичується в максимальній кількості на певних етапах життєвого циклу. Особливо різко знижується кількість гемоцитів в гемолімфі з 10-го дня життя бджіл. Мабуть, це переломний період в житті бджоли і пов'язаний зі зміною її функції.

У літньо-осінній період в гемолімфі бджіл, уражених кліщем варроа, спостерігається збільшення числа платоцітов зрілих і старих вікових груп, а також наявність великої кількості юних форм клітин. Це, мабуть, пов'язано з тим, що при харчуванні кліща на бджолі відбувається зменшення обсягу гемолімфи, що веде до порушення обміну речовин і регенерації платоцітов.

Функції гемолімфи. Гемолімфа омиває всі клітини, тканини і органи комахи. Вона є тією внутрішньою середовищем, в якій живуть і функціонують всі клітини організму бджоли. Гемолімфа виконує сім основних життєво важливих функцій.

гемолімфа розносить поживні речовини від стінок кишечника до всіх органів. У виконанні цієї трофічної функції беруть участь гемоцити і хімічні сполуки плазми. Частина поживних речовин надходить з гемолімфи в клітини жирового тіла і відкладається там у вигляді резервних поживних речовин, які знову переходять в гемолімфу при голодуванні бджіл.

друга важлива функція гемолімфи - участь у видаленні продуктів розпаду . Гемолімфа, протікаючи в порожнині тіла, поступово насичується продуктами розпаду. Потім вона приходить в зіткнення з мальпігієві судинами, клітини яких вибирають з розчину продукти розпаду, сечову кислоту. Таким чином, Гемолімфа здійснює транспортування сечової кислоти, уратів і інших речовин від клітин організму бджоли до мальпігієві судини, які поступово зменшують концентрацію продуктів розпаду в гемолімфі. З мальпігієвих судин сечова кислота надходить в задню кишку, звідки викидається з каловими масами.

Н. Я. Кузнєцов (1948) показав, що фагоцитоз бактерій складається з двох процесів. Перш на бактерії діють хімічні агенти гемолімфи, а потім йде процес поглинання бактерій фагоцитами.

О. Ф. Трун (1987) показав, що організм личинки на впровадження збудника американського гнильцю завжди відповідає захисною реакцією - фагоцитозу. Фагоцити захоплюють і руйнують бацили ларве, але це не забезпечує повного захисту організму. Розмноження бацил йде інтенсивніше, ніж їх фагоцітірованія, і личинка гине. При цьому спостерігалося повна відсутність фагоцитозу.

Істотною є також механічна функція гемолімфи - створення необхідного внутрішнього тиску, або тургору. Завдяки цьому у личинок підтримується певна форма тіла. Крім того, шляхом скорочення м'язів може виникати підвищений тиск гемолімфи і передаватися через неї в інше місце для виконання іншої функції, наприклад для розриву кутикулярного покриву у личинок під час линьки або розправлення крил у тільки що вийшли з осередків бджіл.

Виключно велика роль гемолімфи в підтримці сталості активної кислотності . Майже всі життєві процеси в організмі можуть нормально протікати при постійній реакції середовища. Підтримка сталості активної кислотності (рН) досягається завдяки буферним властивостям гемолімфи.

М. І. Резніченко (1930) показав, що Гемолімфа бджіл відрізняється хорошою буферностью. Так, при розведенні гемолімфи в 10 разів активна кислотність її майже не змінилася.

гемолімфа приймає участь в газообміні , Хоча і не розносить кисень по тілу бджоли. Утворений в клітинах СО 2 безпосередньо потрапляє в гемолімфу і з нею несеться в місця, де підвищені можливості аерації забезпечують видалення його через трахейну систему.

Безсумнівно, що антибіотики і деякі плазмові білки можуть створювати стійкість комах до хвороботворних мікроорганізмів (Імунітет).

Як відомо, в крові хребетних тварин діють дві незалежні системи імунітету - неспецифічна і специфічна.

Неспецифічний імунітет обумовлений на виділенні в кров антибактеріальних білкових продуктів, які створюють природну чи набуту стійкість тварин до захворювань. До числа найбільш вивчених сполук цього роду належить лізоцим - фермент, який руйнує оболонку бактеріальних клітин. Встановлено, що у комах неспецифічна система імунітету теж включає використання того ж ферменту.

Специфічний імунітет у хребетних тварин пов'язаний з утворенням антитіл. Антитіла належать до глобулінового білків. Захисна дія будь-якого антитіла засноване на його здатності з'єднуватися з певним антигеном. Вакцинація, т. Е. Застосування вакцини з ослабленими або вбитими збудниками інфекційного захворювання, стимулює утворення специфічних антитіл і створює стійкість до даного захворювання.

Вважається, що в гемолімфі комах антитіла не утворюються. Однак, незважаючи на це, відомо, що вакцинація ефективно захищає комах від ряду хвороб.

Ще в 1913 р І. Л. Сербинов висловив гіпотезу про можливість створення імунітету у бджіл за допомогою вакцини, що вводиться в організм через рот. Пізніше В. І. Полтев і Г. В. Александрова (1953) відзначали, що при зараженні дорослих бджіл збудником європейського гнилизна через 10-12 днів у них створювався імунітет.

Гемолімфа омиває всі органи і тканини бджоли, об'єднує їх в єдине ціле. У гемолімфу потрапляють гормони, ферменти та інші речовини, які розносяться по тілу. Під впливом гормонів відбуваються процеси метаморфоза: перетворення личинки в лялечку і лялечки в доросле бджолу. Таким чином, основні процеси обміну речовин в організмі бджоли безпосередньо пов'язані з гемолімфою.

Гемолімфа в деякій мірі забезпечує терморегуляцію організму. Омиваючи місця посиленого теплоутворення (грудна мускулатура), Гемолімфа нагрівається і переносить це тепло в місця з більш низькою температурою.

Нова конструкція вулика дозволяє отримувати мед "з крана" і не турбувати бджіл

Попередня сторінка -

Будова рослинної і тваринної клітин

1. За будовою клітини будь-які живі істоти діляться на ... ( Ядерні та без'ядерні.)

2. Будь-яка клітина зовні покрита ... ( Плазматичноїмембраною.)

3. Внутрішньої середовищем клітини є ... ( Цитоплазма.)

4. Структури, постійно присутні в клітці, називаються ... ( Органели.)

5. органоїд, який бере участь в утворенні і транспортуванні різних органічних речовин, -
це ... ( Ендоплазматична мережа.)

6. органоїд, який бере участь у внутрішньоклітинному перетравленні харчових частинок, відмерлих частин клітини, називається ... ( лізосома.)

7. Зелені пластиди називаються ... ( Хлоропласти.)

8. Речовина, що міститься в хлоропластах, називається ... ( хлорофіл.)

9. Прозорі бульбашки, заповнені клітинним соком, називаються ... ( вакуолі.)

10. Місцем утворення білків в клітинах є ... ( рибосоми.)

11. Спадкова інформація про даній клітині зберігається в ... ( ядрі.)

12. Енергія, необхідна клітці, утворюється в ... ( мітохондріях.)

13. Процес поглинання клітиною твердих частинок називається ... ( фагоцитоз.)

14. Процес поглинання клітиною рідини називається ... ( пиноцитоз.)

Тканини рослин і тварин

1. Група клітин, подібних за будовою, походженням і функцій, називається ... ( Тканина.)

2. Клітини тканин з'єднані між собою ... ( Міжклітинних речовиною.)

3. Тканина, що забезпечує ріст рослин, називається ... ( освітня.)

4. Шкірочка листа і пробка утворені ... тканиною . (Покривної.)

5. Опору органам рослини надає ... тканину . (Механічна.)

6. Пересування води і поживних речовин здійснює ... тканину. ( провідна.)

7. Вода і розчинені в ній мінеральні речовини пересуваються по ... ( Проводять судинах.)

8. Вода і розчини органічних речовин пересуваються по ... ( ситовідним трубках.)

9. Зовнішні покриви тіла тварин утворює ... тканину. ( епітеліальна.)

10. Наявність між клітинами великої кількості міжклітинної речовини - властивість ... тканини. ( сполучної.)

11. Кістки, хрящі, кров утворює ... тканину. ( сполучна.)

12. М'язи тварин складаються з ... тканини. ( м'язової.)

13. Основні властивості м'язової тканини - ... і ... ( Збудливість і скоротливість.)

14. Нервова система тварин складається з ... тканини. ( нервової.)

15. Нервова клітина складається з тіла, коротких і довгого ... ( відростків.)

16. Основні властивості нервової тканини - ... і ... ( Збудливість і провідність.)

Органи квіткових рослин

1. Частина тіла рослини, що має певну будову і виконує певні функції, називається ... ( орган.)

2. Кореневі системи бувають ... і ... ( Стрижневі й мочкувате.)

3. Коренева система з добре вираженим головним коренем називається ... ( стрижнева.)

4. Пшениця, рис, цибулю, мають ... кореневу систему. (мочковатую.)

5. Коріння бувають головні, ... і ... ( Бічні і додаткові.)

6. Стебло з розташованими на ньому листям і нирками називається ... ( Пагін.)

7. Лист складається з ... і ... ( Листової пластинки і черешка.)

8. Якщо на черешку одна листкова пластинка, лист називають ... ( простий.)

9. Якщо черешок має кілька листових пластинок, то такий лист називають ... ( складний.)

10. Колючки кактуса, вусики гороху - це ... листя. ( видозмінені.)

11. Віночок квітки утворений ... ( пелюстками.)

12. Маточка складається з ..., ... і ... ( Рильця, стовпчика і зав'язі.)

13. Пильник і тичинкова нитка - складові частини ... ( тичинки.)

14. Група квіток, розташованих в певному порядку, називається ... ( суцвіття.)

15. Квітки, що містять і товкач, і тичинки, називаються ... ( двостатеві.)

16. Квітки, що містять тільки маточки або тільки тичинки, називаються ... ( роздільностатеві.)

17. Рослини, зародки насіння яких мають дві сім'ядолі, називаються ... ( дводольні.)

18. Рослини, зародки насіння яких мають одну сім'ядолі, називаються ... ( однодольні.)

19. запасатися тканину сімені називається ... ( ендосперм.)

20. Органи, що виконують функцію розмноження, називаються ... ( репродуктивні.)

21. Органи рослини, основні функції яких - харчування, дихання, називаються ... ( вегетативні.)

Харчування і травлення

1. Процес отримання організмом необхідних йому речовин і енергії називають ... ( харчування.)

2. Процес перетворення складних органічних речовин їжі в більш прості, доступні для засвоєння організмом, називають ... ( травлення.)

3. Повітряне живлення рослин здійснюється в процесі ... ( фотосинтезу.)

4. Процес утворення складних органічних речовин в хлоропластах на світлі називається ... ( фотосинтез.)

5. Для рослин характерно повітряне та ... харчування. ( грунтову.)

6. Головною умовою фотосинтезу є наявність в клітинах ... ( хлорофілу.)

7. Тварини, що харчуються плодами, насінням та іншими органами рослин, називаються ... ( рослиноїдні.)

8. Організми, що живляться «спільно», називаються ... ( симбіонти.)

9. Лисиці, вовки, сови за способом харчування - ... ( хижаки.)

11. У більшості багатоклітинних тварин травна система складається з ротової порожнини - > ... (продовжите по порядку). ( глотка––\u003e стравохід––\u003e шлунок––\u003e Кишечник.)

12. Травні залози виділяють ... - речовини, що переварюють їжу. ( ферменти.)

13. Остаточне перетравлення їжі та всмоктування її в кров відбувається в ... ( кишечнику.)

1. Процес газообміну між організмом і навколишнім середовищем називається ... ( дихання.)

2. Під час дихання поглинається ... і видихається ... ( кисень, вуглекислий газ.)

3. Поглинання кисню всією поверхнею тіла - це ... тип дихання. ( клітинний.)

4. Газообмін у рослин відбувається через ... і ... ( Устячка і чечевички.)

5. Раки, риби дихають за допомогою ... ( зябер.)

6. Органи дихання комах - ... ( трахеї.)

7. У жаби дихання здійснюється легкими і ... ( шкірою.)

8. Органи дихання, мають вигляд пористих мішків, пронизані кровоносними судинами, називаються ... ( легкі.)

Транспорт речовин в організмі

1. Вода і розчинені в ній мінеральні речовини в рослині пересуваються по ... ( судинах.)

2. Органічні речовини з листя в інші органи рослин пересуваються по ... ( Ситовідним трубках лубу.)

3. У перенесенні кисню і поживних речовин у тварин бере участь ... система . (Кровоносна.)

4. Кров складається з ... і ... ( плазми і клітин крові.)

5. Червоні кров'яні клітини містять речовину ... ( гемоглобін.)

6. Перенесення кисню здійснюють ... клітини крові. ( червоні.)

7. Захисну функцію - знищення хвороботворних бактерій - виконують ... кров'яні клітини. ( Білі.)

8. У комах по судинах тече ... ( гемолімфа.)

9. Судини, що несуть кров від серця, називаються ... ( артерії.)

10. Судини, що несуть кров до серця, називаються ... ( Відня.)

11. Найдрібніші кровоносні судини - ... ( капіляри.)

Обмін речовин і енергії

1. Складну ланцюг перетворень речовин, починаючи з моменту надходження їх в організм і закінчуючи видаленням продуктів розпаду, називають ... ( Обмін речовин.)

2. Складні органічні речовини розщеплюються на більш прості в органах ... ( травлення.)

3. Розпад складних речовин супроводжується виділенням ... ( енергії.)

4. Тварини, у яких обмін речовин йде повільно і температура їх тіла залежить від температури навколишнього середовища, називаються ... ( холоднокровні.)

5. Тварини, обмін речовин у яких йде активно, з вивільненням великої кількості енергії, є ... ( теплокровними.)

Скелет і рух

1. Розрізняють два основних типи скелета: ... і ... ( Зовнішній і внутрішній.)

2. Панцир раку, раковини молюсків просякнуті ... ( Мінеральними солями.)

3. Скелет комах складається в основному з ... ( хітину.)

4. До скелету кріпляться ... ( М'язи.)

5. Скелет хребетних утворений ... або ... тканиною. ( Кісткової або хрящової.)

6. У рослин опорну функцію виконує ... тканину. ( Механічна.)

7. Найпростіші організми пересуваються за допомогою ... і ... ( війок і джгутиків.)

8. Для кальмарів, восьминогів, гребінців характерно ... рух. ( Реактивний.)

9. У риб і китів головним органом пересування є ... ( Хвостовий плавець.)

10. Рух багатоклітинних тварин здійснюється завдяки ... ( Скороченню м'язів.)

11. Різниця тиску повітря над крилом і під крилом птахів створює ..., завдяки якій можливий політ. ( Підйомну силу.)

Координація та регуляція

1. Здатність організмів відповідати на вплив навколишнього середовища, називається ... ( подразливість.)

2. Відповідна реакція організму на роздратування, здійснювана за участю нервової системи, називається ... ( рефлекс.)

3. Нервові клітини гідри, стикаючись один з одним, утворюють ... нервову систему. ( Сітчасту.)

4. У дощового черв'яка нервова система складається з ... і ... ( Нервових вузлів і черевного нервового ланцюжка.)

5. У хребетних тварин нервова система складається з ..., ... і ... ( Спинного, головного мозку і нервів.)

6. Відділ головного мозку, що відповідає за координацію рухів, називається ... ( мозочок.)

7. Складні форми поведінки тварин називаються ... ( інстинкти.)

8. Рефлекси, що передаються у спадок, називаються ... ( безумовні.)

9. Рефлекси, придбані протягом життя, називаються ... ( умовні.)

10. Хвиля збудження, що поширюється по нерву, називається ... ( нервовий імпульс.)

11. У регуляції функцій організму, крім нервової, бере участь ... система. ( Ендокринна.)

12. Хімічні речовини, що виділяються залозами внутрішньої секреції, називаються ... ( гормони.)

Статеве розмноження тварин

1. Статеві клітини, які беруть участь в розмноженні, називаються ... ( Гамети.)

2. Чоловічі гамети називаються ... ( Сперматозоїди.)

3. Жіночі гамети називаються ... ( Яйцеклітини.)

4. Процес злиття статевих клітин називають ... ( Запліднення.)

5. Тварини, у яких одні особини виробляють тільки сперматозоїди, а інші яйцеклітини, називаються ... ( Роздільностатеві.)

6. Особи, здатні виробляти в своєму тілі одночасно чоловічі і жіночі гамети, називаються ..., або ... ( Двостатеві, або гермафродити.)

7. Здатність зародка розвиватися з незаплідненої яйцеклітини називається ... ( партеногенез.)

8. Запліднена яйцеклітина називається ... ( зигота.)

9. Статеві органи самців - ... ( насінники.)

10. Статеві органи самок - ... ( яєчники.)

розмноження рослин

1. Для рослин характерні два способи розмноження - ... і ... ( Безстатеве і статеве.)

2. Утворення нових особин з кореня, пагона називають ... ( Вегетативне розмноження.)

3. Органом статевого розмноження рослин є ... ( квітка.)

4. Процес, при якому пилок потрапляє на рильце маточки, називають ... ( запилення.)

5. Злиття статевих клітин називають ... ( запліднення.)

6. Спермії розвиваються в ... ( Пилкових зернах.)

7. Яйцеклітини розвиваються в ..., який знаходиться всередині ... ( Зародковому мішку семязачатка; зав'язі маточки.)

8. Перший спермій зливається з ..., а другий спермій - з ... ( яйцеклітиною; центральною клітиною.)

9. При злитті спермія з яйцеклітиною утворюється ... ( зигота.)

10. При злитті спермія з центральною клітиною утворюється ... ( ендосперм.)

11. Стінки зав'язі стають стінками ... ( плоду.)

12. Покрови семязачатков перетворюються в ... ( Насіннєву шкірку.)

Ріст і розвиток тварин

1. Розвиток з моменту запліднення до народження організму називають ... ( зародковий.)

2. Стадію ділення зиготи на безліч клітин називають ... ( дроблення.)

3. Кулястий зародок з порожниною всередині називають ... ( бластула.)

4. Стадію освіти у зародка трьох зародкових шарів називають ... ( гаструла.)

5. Зовнішній зародковий шар називається ... ( ектодерма.)

6. Внутрішній зародковий шар називається ... ( ентодерма.)

7. Середній зародковий шар називається ... ( мезодерма.)

8. Стадія, на якій відбувається утворення систем органів, називається ... ( нейрули.)

9. Розвиток організму з моменту його народження до смерті називають ... ( постембріональному.)

Організм і середовище

1. Наука про взаємини живих організмів з середовищем проживання називається ... ( Екологія.)

2. Компоненти середовища, які надають вплив на організм, називаються ..., або ... ( фактори середовища, або е кологіческіе чинники.)

3. Світло, вітер, вологість, град, солоність, води - це ... ( Фактори неживої природи.)

4. Фактори, пов'язані з впливом живих організмів один на одного, називаються ... ( Фактори живої природи.)

5. Взаємовідносини «лисиця - миша» - це ... ( хижацтво.)

6. Взаємовідносини «гриб - дерево» - це ... ( симбіоз.)

8. Зникнення лісів, видів тварин і рослин є причиною впливу на природу ... ( Діяльності людини.)

9. Товариства тварин і рослин, які тривалий час існують на певній території, що взаємодіють між собою і навколишнім середовищем, утворюють ... ( екосистему.)

Травлення відбувається в травній системі, яка включає в себе спеціальні залози, що виробляють ферменти. Ферменти - біологічно активні речовини, Здатні прискорювати біохімічні реакції.

Ферменти виконують роль біокаталізаторів. Травні ферменти здійснюють розщеплення компонентів їжі в травному каналі.

Утворюються ферменти в клітинах травних залоз: слинних, шлунка, підшлункової, стінок кишок. З цих залоз вони виділяються в складі слини і травних соків:

• шлункового;
• кишкового;
• поджелудочного.

функції ферментів

Кожен з ферментів має властивість виконувати певну функцію і не зачіпати інші, тобто володіє специфічністю.

Так, ферменти, що розщеплюють білки, діють тільки на них. Цю групу ферментів називають протеазами. До них відносяться пепсину, желатинази, химозин шлунка, трипсин і хімотрипсин підшлункової залози, ентерокіназа з залоз стінок кишок.

Ферменти, що розщеплюють жири, називають ліпазами. Найбільш активні ліпази, що виділяються з соком підшлункової залози.

Третя група травних ферментів - амілази (Карбогідрази). Вони розщеплюють вуглеводи. До них відносяться птіалін і мальтаза слини, амілаза, мальтаза і лактаза підшлункової залози.

Тут названі лише основні ферменти. Насправді їх більше. При всьому різноманітті вони мають впорядкованої послідовністю дії на речовини. Так, початкові етапи розщеплення вуглеводів відбуваються в порожнині рота, наступні - в шлунку, а потім - в кишках. Розщеплення білків починається в шлунку під дією пепсину, а триває в кишках під дією інших протеаз.

Ферменти функціонують тільки при певних умовах середовища: pH, температури, наявності ряду речовин і ін.

Так, фермент шлункового соку - пепсин - діє в різко кислому середовищі, Його оптимум при pH \u003d 1,5-2,5. Дія ліпаз ефективніше, якщо жири емульгованих. Роль емульгатора виконує жовч. Для роботи ферментів кишок необхідна лужне середовище. Бажана температура для їх нормальної роботи - + 36-37 ° С.

Якщо чомусь змінюються умови в травному каналі, ферменти знижують свою активність, що призводить до порушення травлення, захворювань.

Відповіді до шкільних підручників

Харчування - це процес отримання організмами речовин і енергії. Їжа містить хімічні речовини, необхідні для створення нових клітин і забезпечення енергією процесів, що відбуваються в організмі.

2. У чому сутність травлення?

Їжа, потрапивши в організм, в більшості випадків не може засвоїтися відразу. Тому вона піддається механічній і хімічній переробці, в результаті якої складні органічні речовини перетворюються в більш прості; потім вони всмоктуються в кров і розносяться нею по всьому організму.

3. Розкажіть про грунтовому живленні рослин.

При грунтовому живленні рослини за допомогою кореня поглинають воду і розчинені в ній мінеральні речовини, які по проводять тканинам потрапляють в стебла і листя.

4. Що таке повітряне живлення рослин?

Основними органами повітряного харчування є зелене листя. У них через спеціальні щілиновидні клітинні освіти - продихи надходить повітря, з якого рослина для живлення використовує лише вуглекислий газ. Хлоропласти листа містять зелений пігмент хлорофіл, що володіє дивовижною здатністю вловлювати сонячну енергію. Використовуючи цю енергію, рослини шляхом складних хімічних перетворень з простих неорганічних речовин ( вуглекислого газу і води) утворюють необхідні їм органічні речовини. Цей процес називається фотосинтезом (від грец. «Фотос» - світло і «синтез» - з'єднання). В ході фотосинтезу сонячна енергія перетворюється в хімічну, укладену в органічних молекулах. Утворилися органічні речовини з листя переміщаються в інші частини рослини, де витрачаються на процеси життєдіяльності або відкладаються в запас.

5. В яких органелах рослинної клітини відбувається фотосинтез?

Процес фотосинтезу відбувається в хлоропластах рослинної клітини.

6. Як здійснюється травлення у найпростіших?

Травлення у найпростіших, наприклад у амеби, здійснюється наступним чином. Зустрівши на своєму шляху бактерію або одноклітинних водорість, амеба повільно обволікає видобуток за допомогою ложноножек, які, злившись, утворюють бульбашка - травну вакуоль. У неї з навколишнього цитоплазми надходить травний сік, під дією якого вміст бульбашки перетравлюється. Утворилися в результаті живильні речовини через стінку бульбашки надходять в цитоплазму - з них будується тіло тварини. Неперетравлені залишки переміщуються до поверхні тіла і виштовхуються назовні, а травна вакуоль зникає.

7. З яких основних відділів складається травна система хребетних?

Травна система хребетних зазвичай складається з ротового отвори, глотки, стравоходу, шлунка, кишечника і анального отвору, а також численних залоз. Травні залози виділяють ферменти (від лат. «Ферментум» - бродіння) - речовини, що забезпечують перетравлювання їжі. Найбільші залози - печінка і підшлункова залоза. У ротовій порожнині їжа подрібнюється і змочується слиною. Тут під впливом ферментів слини і починається процес перетравлення, який триває в шлунку. У кишечнику їжа остаточно перетравлюється, і поживні речовини всмоктуються в кров. Неперетравлені залишки виводяться з організму.

8. Які організми називаються симбионтами?

Симбіонтом (від грец. «Сімбіозіс» - спільне життя) називають організми, які харчуються спільно. Наприклад, гриби - боровики, підберезники, підосичники і багато інших - ростуть у певних рослин. Грибниця гриба обплітає коріння рослини і навіть вростає всередину його клітин, при цьому коріння дерева отримують від гриба додаткову воду і мінеральні солі, а гриб від рослини - органічні речовини, які він, не маючи хлорофілу, синтезувати сам не може.

10. Чим травна система планарії відрізняється від травної системи дощового черв'яка?

У травній системі планарії, як і у гідри, є тільки одне ротовий отвір. Тому поки травлення не закінчиться, тварина не може заковтнути нову здобич.

Дощовий черв'як має більш складну і досконалу травну систему. Починається вона ротовим отвором і закінчується анальним, і їжа по ній проходить тільки в одному напрямку - через глотку, стравохід, шлунок і кишечник. На відміну від планарії, харчування дощового черв'яка не залежить від процесу перетравлення.

11. Які хижі рослини ви знаєте?

На бідних грунтах і болотах мешкає росичка. Це невелика рослина ловить комах за допомогою клейких волосків, які покривають її листя. До них і прилипають необережні комахи, залучені блиском клейких крапельок солодкого соку. Вони грузнуть в ньому, волоски щільно притискають жертву до листової пластини, яка, загинаючи, схоплює здобич. Виділяється сік, що нагадує травний сік тварин, і комаха перетравлюється, а поживні речовини всмоктуються листом. На болотах росте і інше хиже рослина - пухирчатка. Вона полює на дрібних ракоподібних за допомогою особливих мішечків. А ось венерина мухоловка своїми листами-щелепами може захопити навіть молодого жабеня. Американське рослина дарлінгтонія заманює комах в справжні пастки - ловчі листя, мають вигляд яскраво пофарбованого глечика. Вони забезпечені нектароносні залозками, що виділяють ароматний солодкий сік, дуже привабливий для майбутніх жертв.

12. Наведіть приклади всеїдних тварин.

Прикладами всеїдних тварин служать примати, свині, пацюки та ін.

13. Що таке фермент?

Фермент - особливе хімічна речовина, Що забезпечує переварювання їжі.

14. Які пристосування до поглинання їжі зустрічаються у тварин?

Дрібні рослиноїдні тварини, які харчуються грубої рослинної їжею, мають міцні жувальні органи. У комах, що харчуються рідкою їжею, - мух, бджіл, метеликів - ротові органи перетворені в сисний хоботок.

Ряд тварин мають пристосування для відціджування їжі. Наприклад, двостулкові молюски, морські жолуді відціджують їжу (мікроскопічні організми) за допомогою війок або щетиноподібними вусиків. У деяких китів цю функцію виконують ротові пластини - китовий вус. Набравши в рот води, кит проціджує її через пластини, а потім заковтує застряглих між ними дрібних ракоподібних.

Ссавці тварини (кролі, вівці, кішки, собаки) мають добре розвинені зуби, за допомогою яких вони відкушують і перетирають їжу. Форма, величина і кількість зубів залежать від способу харчування тваринного,

Стаття на конкурс «біо / мовляв / текст»: Реакції вуглекислого газу в формі СО2 або бікарбонату (HCO 3 -) в клітці контролюються карбоангидразой - найактивнішим ферментом серед усіх відомих, який пришвидшує оборотну реакцію гідратації атмосферного СО 2. У даній статті ми розглянемо процес фотосинтезу і роль карбоангідрази в ньому.

хіба заронити
Марно хоч єдиний
Сонця промінь на землю?
Або не виник він,
У ній перетворений,
В смарагдових листі.
Н.Ф. Щербина

Історія пізнання процесу, який зіпсований повітря знову перетворює в хороший

Малюнок 1. Експеримент Д. Прістлі

Сам термін «фотосинтез» був запропонований в 1877 році відомим німецьким фізіологом рослин Вільгельмом Пфеффер (1845-1920). Він вважав, що з вуглекислого газу і води зелені рослини на світлі утворюють органічні речовини і виділяють кисень. А енергія сонячного світла засвоюється і трансформується за допомогою зеленого пігменту хлорофілу . Термін «хлорофіл» був запропонований в 1818 році французькими хіміками П. Пельтье і Ж. Каванту. Він утворений з грецьких слів «хлорос» - зелений - і «Філлон» - лист. Пізніше дослідники підтвердили, що для живлення рослин потрібно діоксид вуглецю і вода, з яких створюється більша частина маси рослин.

Фотосинтез - складний багатоступінчастий процес (рис. 3). На якому саме етапі необхідна енергія світла? Виявилося, що реакція синтезу органічних речовин, включення вуглекислого газу в склад їх молекул безпосередньо енергії світла не вимагає. Ці реакції назвали темнова, Хоча йдуть вони не тільки в темряві, але і на світлі, - просто світло для них не обов'язковий.

Роль фотосинтезу в житті людського суспільства

В останні роки людство зіткнулося з дефіцитом енергоресурсів. Прийдешнє виснаження запасів нафти і газу спонукає науковців шукати нові, поновлювані джерела енергії. Надзвичайно перспективною є використання в якості енергоносія водню. Водень - джерело екологічно чистої енергії. При його спалюванні утворюється лише вода: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O. Водень виділяють вищі рослини і багато бактерій.

Що стосується бактерій, то більшість з них живе в строго анаеробних умовах і не може використовуватися для масштабного виробництва цього газу. Однак нещодавно в океані відкрили штам аеробних ціанобактерій, дуже ефективно виробляють водень. Cyanobacterium cyanothece 51142 поєднує в собі відразу два фундаментальних біохімічних шляху - це запасання енергії в світлий час доби під час фотосинтезу і азотфіксація з виділенням водню і витратою енергії - вночі. Вихід водню, і так досить високий, вдалося в лабораторних умовах додатково підвищити, «відрегулювати» тривалість світлового дня. Зареєстрований вихід - 150 микромоль водню на міліграм хлорофілу в годину - найвищий, який вдавалося спостерігати для ціанобактерій. Якщо екстраполювати ці результати на трохи більшого розміру реактор, вихід складе 900 мл водню з літра бактеріальної культури за 48 годин. З одного боку, це начебто і не багато, але якщо уявити собі, що розкинулися на тисячі квадратних кілометрів екваторіальних океанів реактори з бактеріями, які працюють в повну силу, То підсумкове кількість газу може бути вражаючим.

Новий процес отримання водню заснований на перетворенні енергії ксилози, найбільш поширеного простого цукру. Вчені з Virginia Tech взяли набір ферментів у ряду мікроорганізмів і створили унікальний синтетичний фермент, аналогів якому не існує в природі, що дозволить отримувати великі кількості водню з будь-якої рослини. Даний фермент при температурі всього 50 ° C звільняє з допомогою ксилози безпрецедентно великий обсяг водню - приблизно в три рази більше, ніж кращі сучасні «мікробні» методики. Суть процесу зводиться до того, що енергія, запасені в ксилозою і поліфосфатів, розщеплює молекули води і дозволяє отримати Високочистий водень, який можна відразу відправляти в паливні комірки, що виробляють електрику. Виходить ефективний екологічно чистий процес, який вимагає трохи енергії тільки на запуск реакції. За енергоємності водень не поступається високоякісному бензину. Рослинний світ являє собою величезний біохімічний комбінат, який вражає масштабами і різноманітністю біохімічних синтезів.

Існує ще один шлях використання людиною сонячної енергії, Засвоєної рослинами, - безпосередня трансформація світлової енергії в електричну. Здатність хлорофілу під дією світла віддавати і приєднувати електрони лежить в основі роботи генераторів, що містять хлорофіл. М. Кальвін в 1972 році висунув ідею створення фотоелемента, в якому в якості джерела електричного струму служив би хлорофіл, здатний при висвітленні забирати електрони від одних речовин і передавати їх іншим. В даний час за цим напрямком ведеться безліч розробок. Наприклад, вчений Андреас Мершін ( Andreas Mershin) І його колеги з Массачусетського технологічного інституту створили батареї на основі Світлозбиральні комплексу біологічних молекул - фотосистеми I з ціанобактерії Thermosynecho coccuselongates (Рис. 4). під звичайним сонячним світлом осередку показали напруга холостого ходу в 0,5 В, питому потужність 81 мкВт / см 2 і щільність фотоструму в 362 мкА / см 2. А це, за запевненням винахідників, в 10000 разів більше, ніж у будь-який показаної раніше біофотовольтаікі, заснованої на природних фотосистемою.

Малюнок 4. Просторова структура фотосистеми 1 (ФС1). ФС є важливими компонентами комплексів, що відповідають за фотосинтез в рослинах і водоростях. Вони складаються з декількох варіацій хлорофілу і супутніх молекул - білків, ліпідів і кофакторів. Загальна кількість молекул в такому наборі - до двох з гаком сотень.

ККД отриманих батарей склав лише близько 0,1%. Проте, творці дивини вважають її важливим кроком на шляху масового впровадження сонячної енергетики в побут. Адже потенційно такі пристрої можуть проводитися з вкрай низькими витратами! Створення фотоелементів - це тільки початок в промисловому отриманні альтернативних видів енергії для всього людства.

ще однією важливим завданням фотосинтезу рослин є забезпечення людей органічними речовинами. Причому не тільки для вживання в їжу, але і для фармацевтики, промислового виробництва паперу, крохмалю тощо Фотосинтез є головною точкою входу неорганічного вуглецю в біологічний цикл. Весь вільний кисень атмосфери - біогенного походження і є побічним продуктом фотосинтезу. Формування окисної атмосфери (так звана киснева катастрофа) Повністю змінило стан земної поверхні, зробило можливою появу дихання, а в подальшому, після образованіяозонового шару, дозволило життя існувати на суші. З огляду на значення процесу фотосинтезу, розкриття його механізму є однією з найбільш важливих і цікавих завдань, що стоять перед фізіологією рослин.

Перейдемо ж до одного з найцікавіших ферментів, які працюють «під капотом» фотосинтезу.

Найактивніший фермент: волонтер фотосинтезу

У природних умовах концентрація СО 2 досить низька (0,04% або 400 мкл / л), тому дифузія СО 2 з атмосфери у внутрішні повітряні порожнини листа утруднена. В умовах низьких концентрацій вуглекислоти істотна роль в процесі її асиміляції при фотосинтезі належить ферменту карбоангидразой (КА). Ймовірно, КА сприяє забезпеченню рибулозобісфосфаткарбоксилаза / оксигенази (РБФК / О, або RuBisCO) субстратом (CO 2), запасеним в стромі хлоропласта у вигляді іона бікарбонату. РБФК / О - один з найважливіших ферментів в природі, оскільки він відіграє центральну роль в основному механізмі надходження неорганічного вуглецю в біологічний круговорот і вважається найбільш поширеним ферментом на Землі.

Карбоангидраза - надзвичайно важливий биокатализатор, що відноситься до числа найактивніших ферментів. КА каталізує оборотну реакцію гідратації СО 2 в клітці:

СО 2 + Н 2 О \u003d Н 2 СО 3 \u003d Н + + НСО 3 -.

Карбоангідразная реакція проходить в дві стадії. У першій стадії утворюється іон бікарбонату НСО 3 -. У другій стадії звільняється протон, і саме ця стадія лімітує процес.

Гіпотетично КА клітин рослин може виконувати різні фізіологічні функції відповідно до місця розташування. При фотосинтезі крім швидкого перекладу НСО 3 - в СО 2, який необхідний для РБФК / О, вона може прискорювати транспорт неорганічного вуглецю через мембрани, підтримувати рН-статус в різних частинах клітин, пом'якшувати зміни кислотності в стресових ситуаціях, Регулювати транспорт електронів і протонів хлоропласті.

Карбоангидраза присутній практично у всіх досліджених видах рослин. Незважаючи на численні експериментальні факти на користь участі карбоангідрази в фотосинтезі, остаточний механізм участі ферменту в цьому процесі ще належить з'ясувати.

Численна «сім'я» карбоангидразой

У вищому рослині Arabidopsis thalianaвиявлено 19 генів трьох (з п'яти встановлених до теперішнього часу) сімейств, що кодують карбоангідрази. У вищих рослинах виявлено КА, що належать до α-, β- і γ-родин. В мітохондріях знайдено п'ять КА γ-сімейства; КА β-сімейства виявлені в хлоропластах, мітохондріях, цитоплазмі, плазмалемме (рис. 6). Про восьми α-КА відомо тільки те, що α-КА1 і α-КА4 знаходяться в хлоропластах. До теперішнього часу в хлоропластах вищих рослин виявлені карбоангідрази α-КА1, α-КА4, β-КА1 і β-КА5. З цих чотирьох КА відоме місцезнаходження тільки однієї, і вона знаходиться в стромі хлоропласта (рис. 6).

КА відносяться до металлоферментов, які містять атом металу в активному центрі. Зазвичай таким металом, який пов'язаний з лігандами реакційного центру КА, є цинк. КА повністю відрізняються один від одного на рівні їх теоретичних і четвертинних структур (рис. 7), але особливо дивно, що активні центри всіх КА подібні.

Малюнок 7. Четвертичная структура представників трьох сімейств КА. зеленим кольором позначені α-спіралі, жовтим - ділянки β-складчастості, рожевий - атоми цинку в активних центрах ферментів. У структурах α і γ-КА превалює β-складчаста організація білкової молекули, в структурі β-КА переважають α-витки.

Розташування КА в клітинах рослин

Різноманітність форм КА натякає на множинність функцій, які вони виконують в різних частинах клітини. Для визначення внутрішньоклітинного місцезнаходження шести β-карбоангидразой використовували експеримент, заснований на мічення КА зеленим флуоресцентним білком (ЗФБ). Карбоангидразу методами генетичної інженерії поміщали в одну «рамку зчитування» з ЗФБ, і експресію такого «зшитого» гена аналізували за допомогою лазерної конфокальної скануючої мікроскопії (рис. 8). У мезофільних клітинах трансгенних рослин, в яких β-КА1 і β-КА5 «зшиті» з ЗФБ, ЗФБ-сигнал збігався в просторі з флуоресценцією хлорофілу, що вказувало на його зв'язок (колокалізацію) з хлоропластами.

Малюнок 8. Мікрофотографія клітин з GFP, який «зшитий» з кодує областю генів β-КА1-6. зелений і червоний сигнали показують флуоресценцию GFP і автофлуоресценцію хлорофілу, відповідно. жовтим (справа) Показана поєднана картина. Флуоресценція зафіксована за допомогою конфокального мікроскопа.

Використання трансгенних рослин відкриває широкі можливості для дослідження участі карбоангідрази в фотосинтезі.

Якими можуть бути функції КА в фотосинтезі?

Малюнок 9. Пігментбелковие комплекси ФС1 і ФС2 в тілакоідной мембрані. стрілками показаний транспорт електронів від однієї системі до іншого і продукти реакцій.

Відомо, що іони бікарбонату необхідні для нормального транспорту електронів на ділянці електронтранспортной ланцюга хлоропластів QA → Fe 2+ → QB, Де QA - це первинний, а QB - вторинний хінонову акцептори, причому QB розташований на акцепторной стороні фотосистеми 2 (ФС2) (рис. 9). Ряд фактів вказує на участь цих іонів в реакції окислення води і на донорной стороні ФС2. Наявність в пігментбелковом комплексі ФС2 карбоангидразой, що регулюють надходження бікарбонату до потрібної ділянки, могло б забезпечувати ефективне протікання цих реакцій. Уже висловлювалося припущення про участь КА в захисті ФС2 від фотоінгібірованія в умовах інтенсивного освітлення шляхом зв'язування надлишкових протонів з утворенням незарядженою молекули СО2, добре розчинної в ліпідної фазі мембрани. Показано присутність КА в Мультиферментний комплексі, що здійснює фіксацію СО2 і зв'язок рібулезо бісфосфаткарбоксілази / оксигенази з мембраною тилакоидов. Висловлено гіпотезу, згідно з якою асоційована з мембраною КА дегідратірующая бікарбонат, продукуючи СО 2. Нещодавно показано, що внутрітілакоідние протони, що акумулюються на світлі, використовуються при дегідратації бікарбонату, доданого в суспензію ізольованих тилакоидов, і зроблено припущення, що ця реакція може здійснюватися на стромальной поверхні мембрани, якщо КА забезпечує канал витоку протонів з люмена.

Дивно те, що від однієї цеглинки системи залежить настільки багато. І, розкривши його місце розташування і функцію, можна управляти всією системою.

висновок

Вуглекислий газ для тварин є невживаних продуктом метаболічних реакцій, так би мовити - «вихлопом», що виділяється при «спалюванні» органічних сполук. Дивно - рослини і інші фотосинтезуючі організми використовують цей самий вуглекислий газ для біосинтезу практично всього органічної речовини на землі. Життя на нашій планеті будується на підставі вуглецевого скелета, і саме вуглекислий газ є тим «цеглинкою», з якого будується цей скелет. І саме доля вуглекислого газу - чи включається він до складу органіки або виділяється при її розкладанні - лежить в основі кругообігу речовин на планеті (рис. 10).

література

1. Тімірязєв \u200b\u200bК.А. Життя рослини. М .: «Сельхозіз», 1936;
2. Артамонов В.І. Цікава фізіологія рослин. М .: «Агропромиздат», 1991;
3. Алієв Д.А. і Гулієв Н.М. Карбоангидраза рослин. М .: «Наука», 1990;
4. Чернов Н.П. Фотосинтез. Глава: Будова і рівні організації білка. М .: «Дрофа», 2007;
5. Бактерії для водневої енергетики;
6. Barlow Z. (2013). Breakthrough in hydrogen fuel production could revolutionize alternative energy market. Virginia Polytechnic Institute and State University;
7. Andreas Mershin, Kazuya Matsumoto, Liselotte Kaiser, Daoyong Yu, Michael Vaughn, et. al .. (2012). Self-assembled photosystem-I biophotovoltaics on nanostructured TiO2 and ZnO. Sci Rep. 2 ;
8. David N. Silverman, Sven Lindskog. (1988). The catalytic mechanism of carbonic anhydrase: implications of a rate-limiting protolysis of water. Acc. Chem. Res.. 21 , 30-36;
9. Ленинджер А. Основи біохімії. М .: «Мир», 1985;
10. Іванов Б.Н., Ігнатова Л.К., Романова О.К. (2007). Різноманітність форм і функцій карбоангідрази вищих наземних рослин. «Фізіологія рослин». 54 , 1–21;
11. Anders Liljas, Martin Laurberg. (2000). A wheel invented three times. EMBO reports. 1 , 16-17;
12. Natalia N. Rudenko, Lyudmila K. Ignatova, Boris N. Ivanov. (2007). . Photosynth Res. 91 , 81-89;
13. NICOLAS FABRE, ILJA M REITER, NOELLE BECUWE-LINKA, BERNARD GENTY, DOMINIQUE RUMEAU. (2007). Characterization and expression analysis of genes encoding? and? carbonic anhydrases in Arabidopsis. Plant Cell Environ. 30 , 617-629;
14. Флуоресціююча Нобелівська премія з хімії;
15. Jack J. S. van Rensen, Chunhe Xu, Govindjee. (1999). Role of bicarbonate in photosystem II, the water-plastoquinone oxido-reductase of plant photosynthesis. Physiol Plant. 105 , 585-592;
16. A. Villarejo. (2002). A photosystem II-associated carbonic anhydrase regulates the efficiency of photosynthetic oxygen evolution. The EMBO Journal. 21 , 1930-1938;
17. Judith A. Jebanathirajah, John R. Coleman. (1998). Association of carbonic anhydrase with a Calvin cycle enzyme complex in Nicotiana tabacum. Planta. 204 , 177-182;
18. Pronina N.A. and Semanenko V.E. (1984). Localization of membrane bound and soluble forms of carbonic anhydrase in the Chlorella cell. Fiziol. Rast. 31 , 241–251;
19. L. K. Ignatova, N. N. Rudenko, M. S. Khristin, B. N. Ivanov. (2006). Heterogeneous origin of carbonic anhydrase activity of thylakoid membranes. Biochemistry (Moscow). 71 , 525-532.