Как поступить
в Онлайн-школу №1 и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Транспорт веществ в организме. Удаление из организма конечных продуктов обмена

Общие принципы

Транспорт веществ в организме

 

Разминка

  • Какие системы в организме растений и животных осуществляют транспорт веществ?
  • В чём заключается роль транспорта веществ в организме?

План урока

  • Способы транспорта веществ у организмов
  • Компоненты транспортной системы у животных
  • Компоненты транспортной системы у растений

Цели урока

  • Уметь: обобщать ранее полученные знания о транспорте веществ в организмах, описывать перемещение воды, минеральных и органических веществ у растений, сравнивать транспортные системы у животных.
  • Знать: транспортные системы одноклеточных и многоклеточных организмов.

 

Способы транспорта веществ у организмов


Транспорт веществ  — это процесс переноса необходимых веществ по организму к клеткам и внутрь клеток, а также удаление отработанных веществ.


Организму для поддержания своей жизнедеятельности постоянно нужны приток питательных веществ, удаление образовавшихся отходов, а также кислород для дыхания. У одноклеточных организмов доставка и удаление веществ (их транспорт) осуществляется главным образом в результате движения цитоплазмы. У многоклеточных для выполнения этой функции в процессе эволюции сформировалась специализированная жидкостная система транспорта веществ — сосудистая система. По сосудам вещества перемещаются с жидкостями: кровью, тканевой жидкостью, лимфой — у животных и растительным соком — у растений.

 

Следует заметить, что у многих мелких беспозвоночных животных (например, у медуз, гидры, коралловых полипов, губок, коловраток и плоских червей) сосудистой системы нет. Строение их тела достаточно простое, и транспорт веществ внутри организма обеспечивается диффузией и теми потоками тканевых жидкостей, которые возникают при движении тела. У более сложных организмов транспорт веществ осуществляет главным образом кровеносная система.

 

Компоненты транспортной системы у животных

Рис.1. Образование пищеварительной вакуоли у амёбы Рис.1. Образование пищеварительной вакуоли у амёбы

Даже у одноклеточного организма, например инфузории туфельки, пищеварительная вакуоль с пойманной добычей проходит определённый путь в цитоплазме, чтобы пища могла перевариться за счёт ферментов лизосом, а уже затем всосаться в цитоплазму. Непереваренные остатки после этого

выбрасываются в окружающую среду в определённом месте клетки — через порошицу .

В это же время две сократительные вакуоли, сокращаясь с большой частотой, непрерывно удаляют из клетки продукты обмена и излишки воды. В ходе фагоцитоза благодаря движению цитоплазмы образуется пищеварительная вакуоль у амёбы. Таким образом, даже в одноклеточном организме существуют хорошо развитые транспортные системы, основанные на токах цитоплазмы. В многоклеточных организмах транспортные системы гораздо сложнее.

 

Основными структурными компонентами транспорта являются: кровеносная система, ее крупные и мелкие сосуды (артерии, вены, капилляры), мускульный насос — сердце, лимфатическая система и «жидкая ткань» — кровь, лимфа и тканевая жидкость.

 

Сердце  обеспечивает ток крови к жабрам или лёгким и к различным тканям.

 

Сосуды, несущие кровь от сердца к тканям тела, — артерии , а возвращающие кровь в сердце — вены ; мелкие сосуды, соединяющие артерии и вены, — капилляры ; сосуды, способствующие оттоку жидкости от тканей, — лимфатические сосуды . Артерии имеют более толстые стенки, у них больше, чем у вен, мышечных волокон и эластичных волокон соединительной ткани.


Капилляры  — важнейшая часть сердечно-сосудистой системы, так как именно они обеспечивают обмен газами и питательными веществами между кровью и тканями. Остальные сосуды выполняют лишь транспортную функцию.


Капилляры — мельчайшие сосуды, имеющие диаметр (около 7 мкм у человека), достаточный лишь для прохождения одного эритроцита. Они могут сжиматься и пропускать очень малый ток крови, могут и вовсе закрываться. Капилляры располагаются между клетками большинства тканей тела. В тканях капилляры соединяют артериальные и венозные сосуды (через артериолы и венулы). Из капилляров кровь возвращается в сердце через вены.

 

По сети капилляров — самых мелких сосудов — через их стенки осуществляется обмен с тканевой жидкостью, омывающей клетки организма. Мелкие молекулы и ионы свободно проходят сквозь стенки капилляров, поэтому здесь идет активная диффузияиз крови переходят наружу кислород и питательные вещества, а из тканей поступают двуокись углерода и конечные продукты обмена.

 

Лимфатическая транспортная система . По лимфатическим сосудам, не сообщаясь с артериями, тканевая жидкость может возвращаться в кровяное русло. Помимо сосудов, в лимфатической системе имеются узлы, встречающиеся в разных частях тела, но всегда расположенные по ходу лимфатических сосудов.


Сосудистая система  — это транспортный путь, по которому питательные вещества доставляются во все части тела организма и удаляются продукты обмена. 


А непосредственную доставку и удаление веществ осуществляют тканевая жидкость, кровь и лимфа (у животных), растворы минеральных и органических веществ (у высших растений).

 

Тканевая жидкость  содержится в межклетниках и околоклеточных пространствах тканей и органов позвоночных. Вместе с кровью и лимфой она составляет внутреннюю среду организма. Из тканевой жидкости клетки получают питательные вещества и в нее отдают продукты обмена. Объем этой жидкости в организме достаточно велик, например, у человека он составляет в среднем 26,5 % общей массы тела. Оттекая от органов в лимфатические сосуды, тканевая жидкость превращается в лимфу.


Кровь  — циркулирующая в кровеносной системе всех позвоночных и многих беспозвоночных животных «жидкая ткань» внутренней среды, являющаяся одной из форм соединительной ткани. 


Она состоит из клеток и частиц мезенхимного происхождения ( эритроцитов , лейкоцитов и тромбоцитов ) — форменных элементов, погруженных в жидкое межклеточное вещество — плазму .

 

Постоянный перенос кислорода и углекислого газа — одна из важнейших функций крови.

 

Красный цвет крови придаёт белок — пигмент гемоглобин , содержащийся в эритроцитах (у позвоночных животных) или в гемолимфе (у большинства беспозвоночных). Гемоглобин содержит четыре атома железа, каждый из которых способен связывать молекулу кислорода. Кроме того, гемоглобин связывает значительное количество двуокиси углерода и переносит ее в легкие, откуда она удаляется с выдыхаемым воздухом.

 

У позвоночных животных и у человека циркулирующая кровь нигде не соприкасается с тканевой жидкостью и клетками, удаленными от сосудов, хотя плазма может свободно проникать через стенки сосуда. Такая кровеносная система называется замкнутой . У некоторых беспозвоночных животных (членистоногих, многих моллюсков и асцидий) кровеносная система является незамкнутой: у них из артерий кровь поступает в ткани и смешивается с тканевой жидкостью, а затем попадает в вены и сердце.

 

У некоторых организмов с незамкнутой кровеносной системой функцию крови выполняет гемолимфа, которая осуществляет транспорт O2, CO2, питательных веществ и продуктов выделения.

Рис.2. Кровеносные системы животных Рис.2. Кровеносные системы животных

Гемолимфа — обычно бесцветная или зеленоватая жидкость, циркулирующая в сосудах и межклеточных полостях тела. В гемолимфе содержатся различные клеточные элементы, а также дыхательные пигменты — гемоцианины и гемоглобины. Эти пигменты находятся в растворенном состоянии. Гемоцианин, как и гемоглобин, также осуществляет транспорт кислорода благодаря присутствию в своей в своей молекуле атома меди, но имеет более низкую кислородную ёмкость, чем гемоглобин.


Плазма  — жидкая часть крови, содержащая растворенные минеральные и органические вещества — аминокислоты, белки, жиры, углеводы (глюкозу).


По солевому составу она практически идентична тканевой жидкости. Специфические белки плазмы — это альбумины , глобулины и фибриноген . Основная функция альбуминов — удержание воды в плазме за счет осмоса. Глобулины определяют иммунные свойства организма, связывая чужеродные для него вещества. Фибриноген является важным фактором свёртывания крови — защитной реакцией, предохраняющей организм от кровопотерь. Помимо фибриногена в этом процессе принимают участие и некоторые белки-глобулины.


Лимфа  — бесцветная непрозрачная жидкость с увеличенным содержанием эмульгированного жира.


По щелочной реакции (pH 7,4-9) и по составу солей лимфа очень близка к крови, но в ней меньше белков и свертывается она заметно медленнее крови. Основные функции лимфы — трофическая (перенос питательных веществ, преимущественно жиров) и защитная (в лимфу легко проникают яды и бактериальные токсины, нейтрализующиеся затем в лимфатических узлах).

 

Движение крови, происходящее благодаря координированной работе органов кровообращения — сердца и кровеносных сосудов, определяет ее транспортную функцию, обеспечивающую обмен веществами между организмом и внешней средой.

 

Основной функцией органов дыхательной системы является доставка кислорода, удаление углекислого газа и газообмен.

 

Животные в зависимости от образа жизни имеют органы водного дыхания (жабры) и воздушного дыхания (трахеи и лёгкие). Кроме того, довольно часто у животных в процессе дыхания участвуют их покровы. Поэтому в зависимости от способа дыхания и строения дыхательного аппарата у животных выделяют четыре типа дыхания: кожное, трахейное, жаберное и лёгочное.

 

Основой этого дыхания является важнейший физический процесс - диффузия. Только в растворённом состоянии газы могут проникать через покровы неглубоко и с невысокой скоростью. Поэтому кожное дыхание является основным у тех организмов, которые имеют небольшие размеры, увлажнённые покровы, ведут водный образ жизни. Этим требованиям отвечают губки, кишечнополостные, черви, амфибии и др.


Трахейное дыхание  — это дыхание с помощью системы объединённых трубочек — трахей, пронизывающих всё тело.


С окружающей средой их соединяют специальные отверстия - дыхальца . Такая система доставляет газы к клеткам и органам без участия жидкостей. Быстрое перемещение воздуха в трахейной системе обеспечивается только на небольшое расстояние, поэтому размеры организмов с трахейным дыханием небольшие. Животное не может быть толще, чем 2 см, иначе организму не хватит кислорода. Дышат с помощью трахей не только насекомые, но и многоножки, паукообразные.


Жаберное дыхание  — это дыхание с помощью специализированных образований с густой сетью кровеносных сосудов. 


Эти выросты называются жабрами. Хорошо развит этот тип дыхания у водных животных - ракообразных, моллюсков, иглокожих, рыб, определённых видов амфибий. У беспозвоночных жабры, как правило, внешние, а у хордовых - внутренние. Кислород транспортируется к таким жабрам в растворённом виде с помощью воды. В связи с тем, что в воде содержится в 30 раз меньше кислорода, чем в воздухе, для жабродышащих организмов характерны дополнительные формы дыхания через кожу, кишки, поверхность рта, плавательный пузырь.


Лёгочное дыхание  — это дыхание с помощью внутренних специализированных органов, которыми являются лёгкие.


Такой тип дыхания наиболее совершенен, поскольку скорость газообмена высокая, что обеспечивает соответственно и высокий уровень обмена веществ.

 

Лёгкими дышат почти все наземные позвоночные — пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, часть наземных беспозвоночных (пауки, скорпионы, лёгочные моллюски) и некоторые водные животные (двоякодышащие рыбы). Воздух в лёгкие поступает по дыхательным путям.

Рис.3. Дыхательные системы животных Рис.3. Дыхательные системы животных

Итак, дыхание у животных определяется их образом жизни и осуществляется с помощью покровов, трахей, жабр и лёгких.

 

Все живые существа нуждаются в пище. Животные нуждаются в готовых органических веществах, которые чаще всего ещё приходится переваривать, а уж потом всасывать. Поэтому у подавляющего числа животных есть пищеварительная система, по которой пища транспортируется от места поглощения к месту потребления пищевых веществ или всасывания их в кровь. По мере прохождения по отделам пищеварительного тракта пища подвергается физической и химической обработке и её фрагменты всасываются в кровь для транспортировки по всему организму. А вот у пауков и некоторых других животных пищеварение происходит не в желудочно-кишечном тракте, а прямо в организме жертвы, затем уже жидкую полупереваренную пищу паук всасывает.

 

Компоненты транспортной системы у растений

Рис.4. Транспорт веществ в растении Рис.4. Транспорт веществ в растении

И у растений, и у животных транспорт осуществляется по сосудистым системам, представляющим собой трубки, заполненные жидкостью или газом.

 

И у растений, и у животных на перемещение веществ по организму тратится энергия. У растений растворы солей, поглощённые корневыми волосками из почвы, поднимаются вверх по стеблю по сосудам  ксилемы до устьиц листьев, через которые происходит  транспирация (испарение воды). А раствор органических веществ, главным образом сахаров, из листьев спускается по стеблю к месту использования или запасания по ситовидным трубкам  флоэмы .


Контрольные вопросы

 

  1. Что такое транспорт веществ?
  2. Из чего состоит кровеносная система?
  3. Какие типы дыхания встречаются у животных организмов?
  4. Из каких элементов состоит транспортная система у растений?


Выводы

Для поддержания жизненных функций в организме должно происходить активное перемещение веществ между клетками, тканями и органами. Основные транспортные системы растений — ксилема и флоэма, животных — пищеварительная, дыхательная, кровеносная и лимфатическая системы.

Опора и движение организмов. Регуляция функций у различных организмов

Общие принципы

  • Обучение грамоте. Письмо. Первая учебная тетрадь

    Русский язык

  • Язык и речь

    Русский язык

  • Числа от 1 до 100. Счёт десятками.

    Математика