Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Января 2015 в 20:28, контрольная работа
1(6) Обмен веществ и превращение энергии — основа жизнедеятельности клетки
Обязательным условием существования любого организма является постоянный приток питательных веществ и постоянное выделение конечных продуктов химических реакций, происходящих в клетках.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГОУ ВПО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ИМПЕРАТОРА ПЕТРА I»
Кафедра ботаники и физиологии растений
по Биологии
Воронеж 2014г
Оглавление
Обязательным условием существования любого организма является постоянный приток питательных веществ и постоянное выделение конечных продуктов химических реакций, происходящих в клетках. Питательные вещества используются организмами в качестве источника атомов химических элементов (прежде всего атомов углерода), из которых строятся либо обновляются все структуры. В организм, кроме питательных веществ, поступают также вода, кислород, минеральные соли.
Поступившие в клетки органические вещества (или синтезированные в ходе фотосинтеза) расщепляются на строительные блоки — мономеры и направляются во все клетки организма. Часть молекул этих веществ расходуется на синтез специфических органических веществ, присущих данному организму. В клетках синтезируются белки, личиды, углеводы, нуклеиновые кислоты и другие вещества, которые выполняют различные функции (строительную, каталитическую, регуляторную, защитную и т. д.).
Другая часть низкомолекулярных органических соединений, поступивших в клетки, идет на образование АТФ, в молекулах которой заключена энергия, предназначенная непосредственно для выполнения работы. Энергия необходима для синтеза всех специфических веществ организма, поддержания его высокоуно-рядоченной организации, активного транспорта веществ внутри клеток, из одних клеток в другие, из одной части организма в другую, для передачи нервных импульсов, передвижения организмов, поддержания постоянной температуры тела (у птиц и млекопитающих) и для других целей.
В ходе превращения веществ в клетках образуются конечные продукты обмена, которые могут быть токсичными для организма и выводятся из него (например, аммиак). Таким образом, все живые организмы постоянно потребляют из окружающей среды определенные вещества, преобразуют их и выделяют в среду конечные продукты.
Совокупность химических реакций, происходящих в организме, называется обменом веществ нли метаболизмом. В зависимости от общей направленности процессов выделяют катаболизм и анаболизм.
Катаболизм (диссимиляция) —совокупность реакций, приводящих к образованию простых соединений из более сложных. К катаболическим относят, например, реакции гидролиза полимеров до мономеров и расщепление последних до углекислого газа, воды, аммиака, т. е. реакции энергетического обмена, в ходе которого происходит окисление органических веществ и синтез АТФ.
Анаболизм (ассимиляция) — совокупность реакций синтеза сложных органических веществ из более простых. Сюда можно отнести, например, фиксацию азота и биосинтез белка, синтез углеводов из углекислого газа и воды в ходе фотосинтеза, синтез полисахаридов, липидов, нуклеотидов, ДНК, РНК и других веществ.
Синтез веществ в клетках живых организмов часто обозначают понятием пластический обмеи, а расщепление веществ и их окисление, сопровождающееся синтезом АТФ, —энергетическим обменом. Оба вида обмена составляют основу жизнедеятельности любой клетки, а следовательно, и любого организма и тесно связаны между собой. С одной стороны, все реакции пластического обмена нуждаются в затрате энергии. С другой стороны, для осуществления реакций энергетического обмена необходим постоянный синтез ферментов, так как продолжительность их жизни невелика. Кроме того, вещества, используемые для дыхания, образуются в ходе пластического обмена (например, в процессе фотосинтеза).
Плоские черви - двустороннесимметричные животные с уплощенным в спинно-брюшном направлении телом. Покровы и лежащие под ним слои мышечных волокон образуют кожно-мускульный мешок. Первичная полость тела заполнена рыхлой массой клеток - паренхимой, в которой расположены различные внутренние органы. Спецмальные органы дыхания отсутствуют. У форм, имеющих пищеварительную систему, кишечник (обычно разветвленный) заканчивается слепо: анальное отверстие отсутствует. У одной из паразитических групп плоских червей - ленточных червей - органов пищеварения нет и пища всасывается через покровы осмотически. Органы выделения представлены протонефридиями. Плоские черви, за редким исключением, гермафродиты.
Развитие происходит обычно с метаморфозом, реже - без него.
Описаны около 12 тыс. видов плоских червей. Часть из них живут в морях, пресных водоемах и почве, но большинство являются наружными или внутренними паразитами различных животных и человека.
В тип Плоские черви входят следующие классы: Ресничные черви (Turbellaria), Сосальщики (Trematoda), Ленточные черви (Cestoda) и др.
Строение и жизненные отправления
Форма тела плоских червей весьма разнообразна. Большинство их имеют листообразную или лентовидную форму. У лентовидных червей тело обычно разделено на ряд члеников. Длина тела плоских червей колеблется от нескольких миллиметров до 18 м.
Покровы плоских червей представлены однослойным эпителием. У свободноживущих ресничных червей клетки покровов несут на поверхности реснички, при помощи которых они плавают в воде. У паразитеческих червей тело покрыто тегументом - сложным цитоплазматическим образованием.
Мускулатура кожно-мускульного мешка слагается из двух слоев мышечных волокон: наружного кольцевого и внутреннего продольного. Кроме того, отдельные пучки мышечных волокон идут наклонно через паренхиму от спинной стороны тела к брюшной. Такое строение мускулатуры позволяет червю совершать различные движения, а также вытягивать и сокращать тело в длину.
Полость тела заполнена рыхлой массой соединительнотканных клеток - паренхимой, в промежутках между которыми циркулирует межтканевая жидкость. В паренхиме заложены пищеварительные, выделительные и половые органы.
Нервная система у наиболее примитивных плоских червей имеет диффузный характер, представляя подкожное сплетение, образованное нервными клетками, контактирующими окончаниями своих отростков. Но чаще она представлена скоплением нервных клеток в головной части животного, от которых вдоль тела тянутся нервные тяжи. У свободноживущих плоских червей и эктопаразитов имеются органы зрения.
Пищеварительная система свойственна не всем плоским червям. У большой группы их - ленточных червей - в связи с паразитированием в кишечнике хозяина пищеварительные органы отсутствуют и пища всасывается покровами тела. У других плоских червей пищеварительная система имеется и кишечник обычно разветвлен на две или несколько ветвей, которые заканчиваются слепо. Анальное отверстие отсутствует.
Органы выделения представлены протонефридиями.
Среди клеток паренхимы расположены крупные
клетки с просветом внутри. В последний
вдается пучок длинных ресничек, колеблющихся,
как пламя свечи. В просвет клетки поступают
в растворенном виде продукты обмена
веществ, а реснички "пламени" гонят
их в тончайшие, находящиеся в выделительных
клетках, канальцы. Последние, соединяясь,
образуют все более крупные протоки, которые
сливаются в непарный или парные главные
каналы, открывающиеся наружу 1-2 отверстиями.
У некоторых плоских червей выделительных
клеток нет и моча выделяется стенками
выделительных канальцев. У ряда морских
форм экскреция происходит через покровы.
Органы дыхания отсутствуют. Свободноживущие
виды и эктопаразиты дышат через покровы,
а у эндопаразитов, живущих в среде, бедной
кислородом имеет место анаэробное дыхание.
Кровеносная система, как у всех первичнополостных животных, отсутствует.
Половая система гермафродитная и очень сложна. Обычно в эту систему, помимо семенников и яичников, входят различные придаточные образования, обеспечивающие процесс оплодотворения яйцеклеток сперматозоидами, снабжение яйца необходимыми для развития эмбриона питательными веществами и создание вокруг яйца защитных оболочек.
Развитие плоских червей происходит в большинстве случаев с метаморфозом, когда животное, прежде чем достигнуть половозрелости, проходит ряд личиночных стадий. Значительно реже их развитие идет без подобных сложных
К плоским червям относится и другой класс — это ленточные черви, которые, в свою очередь, подразделяются на отряды лентецов и цепней.
Эти черви отличаются от круглых червей тем, что имеют промежуточного хозяина, в организме которого развиваются их личинки. Как правило, промежуточными хозяевами становятся рыбы и животные.
Ленточные черви в половозрелом состоянии являются обитателями кишечника позвоночных. На переднем конце тела имеется головка — сколекс, являющаяся органом прикрепления, позади нее — зона роста; тело подразделяется на членики, или проглоттиды. Гермафродит. Кишечник редуцирован.
В связи с этим питание осуществляется всей поверхностью тела паразита пищей, переваренной кишечником хозяина (эндосмотическое питание). Такая среда обитания, как тонкая кишка, подразумевает, что здесь переварится любой подходящий для этого субстрат, но цестоды имеют специфические антиферментные свойства, позволяющие им выживать в условиях высокой ферментной активности. Доказано, что многие гельминты в норме выделяют в течение жизни антикиназу, которая нейтрализует панкреатический сок и тем самым защищает гельминтов от переваривания.
Развитых органов чувств у цестод нет, но имеются чувствительные клетки, пронизывающие своими периферическими отростками поверхность тела паразита. Органы дыхания и кровеносная система отсутствуют.
В мясе рыбы и животных, пораженном ленточными гельминтами, находятся небольшие пузырьки с личинками паразитов. При употреблении зараженных продуктов личинки попадают в организм постоянного хозяина и остаются в кишечнике. Здесь они завершают свое развитие и становятся взрослыми особями.
Наряду со схожими чертами, присущими ленточным червям, имеются и существенные различия между лентецами и цепнями. Это особенно важно в диагностическом плане, когда необходимо проводить идентификацию паразитов.
Для лентецов характерна головка — сколекс с двумя присасывательными ямками или бороздками — ботриями или только с одной ямкой на переднем конце паразита. Матка имеет свое собственное отверстие, что значит, что яйца будут выделяться во внешнюю среду и могут быть обнаружены при исследовании испражнений; яйца с крышечкой.
Цепни получили свое название из-за внешнего вида. Их характерным внешним признаком является лентовидное тело, разделенное на членики (проглоттиды). Размеры паразитов варьируются от 1 мм до 18 м в длину.
У цепней головка с четырьмя присосками, с помощью которых черви прикрепляются к стенкам кишечника. Далее следует зона роста, или шейка, от которой берут начало членики. По мере роста шейки на ней возникает отчетливая поперечная перетяжка, отделяющая задний участок, превращающийся в проглоттиду.
Матка не имеет выводного отверстия, а значит, яиц в испражнениях обнаружить практически не удается; яйца без крышечки.
При росте гельминта новые членики постепенно отодвигают назад ранее образованные. Таким образом, в передней части тела находятся самые молодые членики, а на конце — старые, самые зрелые.
В процессе перемещения члеников дальше от шейки происходит их созревание, изменяется их форма и внутреннее строение. Молодые членики самые мелкие. Постепенно их размеры увеличиваются, изменяется их половая система, которой совсем лишены молодые, только что образованные членики. Множество члеников, соединенных друг с другом, напоминают цепочку, в которой может быть от 3 до нескольких тысяч члеников.
Замыкающие цепочку членики содержат яйца паразита, которые по мере созревания постепенно отрываются и выходят наружу. С помощью покрывающих их ресничек яйца передвигаются по кишечнику и через задний проход попадают в окружающую среду.
Как уже говорилось, пищеварительная система у ленточных гельминтов отсутствует, они поглощают пищу всей поверхностью тела.
Ученые объясняют это тем, что цепни паразитируют в тонком кишечнике, где находится уже переваренная и готовая к усвоению пища. Дыхательная и кровеносная системы также отсутствуют, а выделительная и нервная имеют типичное строение.
Характерной особенностью половой системы ленточных червей является многократное повторение мужских и женских половых органов в каждом членике. Благодаря такому строению паразиты обладают колоссальной плодовитостью.
Жизненный цикл ленточных червей протекает со сменой хозяев и с личиночными стадиями. Постоянными хозяевами являются позвоночные животные и человек, а промежуточными — позвоночные и беспозвоночные.
Цитологические основы законов Менделя базируются на:
• парности хромосом (парности генов,
обусловливающих возможность развития
какого-либо признака)
• особенностях мейоза (процессах, происходящих в мейозе, которые обеспечивают независимое
расхождение хромосом с находящимися
на них генами к разным плюсам клетки,
а затем и в разные гаметы)