Вредители не только снижают продуктивность растительности, но и существенно ухудшают качество производимой продукции. При этом изменяются её химический состав и вкусовые качества. Они способствуют распространению вредной микрофлоры, а иногда переносят возбудителей болезни человека или сами вызывают болезни человека и животных. Например, гусеницы плодожорки, пожирая плоды яблони, выделяют экскременты, в составе которых содержатся вещества, обладающие канцерогенным действием, называемые инсектотоксинами.

Инсектотоксины это продукты жизнедеятельности вредителей, выделяемые ими при поражении растений и обладающие токсичным (канцерогенным) действием для человека и животных. Например, амбарный долгоносик поражает зерно злаковых и их продукты переработки. Повреждённые им продукты непригодны в пищу, так как могут вызвать расстройства органов пищеварения, воспаление кишечника. При поражении зерна хлебным хрущаком мука приобретает неприятный запах, она опасна для потребления как человеком, так и животными, и подлежит уничтожению. Широко распространенный вредитель гороха – гороховая зерновка, личинка которой внедряется в горошину и развивается там до взрослого жука. Повреждённое личинкой и заполненное её экскрементами зерно непригодно для использования в пищу человеку и даже на корм скоту, в нём содержится вредный алкалоид – кантаридин.


Афлотоксины и другие микотоксины. Микотоксины это токсичные продукты жизнедеятельности различных видов микроскопических грибов. Микотоксины относятся к классу природных токсинов, способных вызывать тяжёлые заболевания у животных и человека.

В результате поражения грибком ежегодно при хранении портится до 30 % производимого зерна. При этом испорченное зерно зачастую используют на корм скоту, и это часто приводит к негативным последствиям. Так, в 60-х годах прошлого века в Англии погибло 50 % поголовья индеек в результате заболевания, вызванного продуктами жизнедеятельности плесневого гриба Aspergilens flavus, которыми были поражены корма. Эти вещества не только токсичны, но и обладают канцерогенным свойством.

Среди известных микотоксинов лучше всего изучены афлотоксины – токсины, которые накапливаются в тканях и органах отдельных видов растений, особенно произрастающих в тропическом поясе. Известны два основных афлотоксина, названных В1 (обладает большой канцерогенностью) и Ст1. Аккумулируются они в продуктах питания, изготовление которых тесно связано с концентрированием белков.


Грибные токсины – яды экзогенного действия, они выделяются и находятся в субстрате, на котором растёт гриб, а в не структуре гриба. Они обладают очень высокой устойчивостью к нагреванию, длительному ультрафиолетовому облучению, некоторые из них устойчивы даже к действию кислот и щелочей. Микробные токсины вредны для клеток в незначительных концентрациях, их ПДК составляет 0,5 мг/кг массы тела.

Механизм действия микотоксинов заключается в блокировке жизненно важных аминокислот (аланина, тирозина, нитроза, триптофана) и в образовании в организме аминосоединений (аминов). Последние даже в незначительных количествах могут очень сильно воздействовать на кровеносные сосуды.

Остаточные количества микотоксинов в продуктах вызывают канцерогенный, мутагенный и терратогенный эффекты. Среди микотоксинов широко известен стеригматоцистин, который способен вызывать заболевания печени.

Продукты питания. До 70 % летальных исходов от рака связывают с питанием или приготовлением пищи. Даже обжаривание мяса может приводить к образованию канцерогенных веществ. Излишний жир иногда стимулирует выработку гормонов, способствующих возникновению рака молочной железы. Избыточное потребление соли приводит к появлению гипертонии, избыток сахара – к порче зубов и т.д. Добавки и загрязнения, присутствующие в продуктах, косметических товарах, способны также вызывать различные заболевания.


В США было испытано около 450 химических добавок, 80 % из которых были объявлены безвредными, 14 % – вероятно безвредными и около 5 % – сомнительными. В 1978 г. центр «Наука в интересах общества» (США) опубликовал перечень пищевых добавок с оценкой их безопасности. Нижеприводимую индексацию можно встретить на этикетках почти всех американских и западноевропейских товаров. Многие продовольственные товары, выпускаемые на Западе, укладываясь в международные стандарты качества, тем не менее могут содержать в своём составе вредные для здоровья компоненты, о чём производитель предупреждает потребителя. А покупатель волен решать – купить ему сомнительного качества товар по дешевле или приобрести безупречный продукт подороже. Ниже приводим перечень вышеупомянутых индексов.

Е 101 – опасен Е 220 – разрушает витамин В

Е 102 – запрещён Е 210 – Е 217 – канцероген

Е 104 – сомнителен Е 221 – Е 226 – нарушает деятельность

Е 106 – запрещён желудочно-кишечного тракта

Е 110 – опасен Е 230, Е 231, Е 233 –

Е 111 – запрещён нарушает функцию кожи

Е 120 – опасен Е 239 – канцероген

Е 121 – запрещён Е 240, Е 241 – сомнителен

iv>

Е 122 – сомнителен Е 250, Е 251 – противопоказан

Е 123 – очень опасен при гипертонии

Е 124 – опасен Е 301, Е 312 – вызывает сыпь

Е 125 – запрещён Е 320, Е 321 – содержит много

Е126 – запрещён холестерина

Е 126 – запрещён Е 330 – канцероген

Е 127 – опасен Е 338, – нарушает пищеварение

Е 130 – опасен Е 340 – нарушает пищеварение

Е 131 – канцероген Е 341 – нарушает пищеварение

Е 141 – сомнителен Е 407 – нарушает пищеварение

Е 142 – канцероген Е 450 – нарушает пищеварение

Е 150 – сомнителен Е 461 – нарушает пищеварение

Е 151 – сомнителен Е 462 – нарушает пищеварение

Е 152 – запрещён Е 463 – нарушает пищеварение

Е 161 – сомнителен Е 465 – нарушает пищеварение

Е 173 – сомнителен Е 468 – нарушает пищеварение

Е 180 – сомнителен Е 477 – нарушает пищеварение

Е 181 – запрещён

Использование пищевых красителей также возможно только в соответствии с утверждёнными списками. Даже некоторые витамины (особенно А и Д) при передозировках могут накапливаться в организме до токсичных уровней. В 1982 г. Комитет по питанию и раку (США) дал следующие рекомендации по питанию:


1) уменьшение количества жиров в рационе в среднем на 30 %;

2) включение в рацион овощей, фруктов, особенно богатых витамином С (цитрусовые) и -каротином (желто-оранжевы листовых овощей и капусты), крупяных продуктов;

3) минимизировать употребление консервированных продуктов, солений свести к минимуму;

4) спиртные напитки употреблять только «в меру» (особенно курильщикам) из-за угрозы рака, цирроза печени, гипертонии и тяжёлых последствий для новорождённых детей.

Источник: StudFiles.net

Онлайн библиотека PLAM.RU
  • Главная
  • Контакты
  • Нашёл ошибку
  • Прислать материал
  • Добавить в избранное

  • § 43. Основные критерии живого
  • >
  • § 44. Строение клетки
  • § 45. Особенности жизнедеятельности клетки
  • § 46. Типы обмена веществ у организмов
  • § 47. Раздражимость и движение организмов
  • § 48. Жизненный цикл клетки
  • § 49. Формы размножения организмов
  • Биология (от греческих слов bios – жизнь, logos – учение) – это наука, изучающая живые организмы и явления живой природы.

    Предметом изучения биологии является многообразие живых организмов, населяющих Землю.

    Свойства живой природы. Все живые организмы обладают рядом общих признаков и свойств, которые отличают их от тел неживой природы. Это особенности строения, обмен веществ, движение, рост, размножение, раздражимость, саморегуляция. Остановимся на каждом из перечисленных свойств живой материи.

    Высокоупорядоченное строение. Живые организмы состоят из химических веществ, которые имеют более высокий уровень организации, чем вещества неживой природы. Все организмы имеют определенный план строения – клеточный или неклеточный (вирусы).

    Обмен веществ и энергии – это совокупность процессов дыхания, питания, выделения, посредством которых организм получает из внешней среды необходимые ему вещества и энергию, преобразует и накапливает их в своем организме и выделяет в окружающую среду продукты жизнедеятельности.


    Раздражимость – это ответная реакция организма на изменения окружающей среды, помогающая ему адаптироваться и выжить в изменяющихся условиях. При уколе иглой человек отдергивает руку, а гидра сжимается в комочек. Растения поворачиваются к свету, а амеба удаляется от кристаллика поваренной соли.

    Рост и развитие. Живые организмы растут, увеличиваются в размерах, развиваются, изменяются благодаря поступлению питательных веществ.

    Размножение – способность живого к самовоспроизведению. Размножение связано с явлением передачи наследственной информации и является самым характерным признаком живого. Жизнь любого организма ограничена, но в результате размножения живая материя «бессмертна».

    Движение. Организмы способны к более или менее активному движению. Это один из ярких признаков живого. Движение происходит и внутри организма, и на уровне клетки.

    Саморегуляция. Одним из самых характерных свойств живого является постоянство внутренней среды организма при изменяющихся внешних условиях. Регулируются температура тела, давление, насыщенность газами, концентрация веществ и т. д. Явление саморегуляции осуществляется не только на уровне всего организма, но и на уровне клетки. Кроме того, благодаря деятельности живых организмов саморегуляция присуща и биосфере в целом. Саморегуляция связана с такими свойствами живого, как наследственность и изменчивость.

    Наследственность – это способность передавать признаки и свойства организма из поколения в поколение в процессе размножения.


    Изменчивость – это способность организма изменять свои признаки при взаимодействии со средой.

    В результате наследственности и изменчивости живые организмы приспосабливаются, адаптируются к внешним условиям, что позволяет им выжить и оставить потомство.

    Большинство живых организмов имеет клеточное строение. Клетка – это структурная и функциональная единица живого. Для нее характерны все признаки и функции живых организмов: обмен веществ и энергии, рост, размножение, саморегуляция. Клетки различны по форме, размеру, функциям, типу обмена веществ (рис. 47).

    Продукты жизнедеятельности живых организмов называются

    Рис. 47. Разнообразие клеток: 1 – эвглена зеленая; 2 – бактерия; 3 – растительная клетка мякоти листа; 4 – эпителиальная клетка; 5 – нервная клетка

    Размеры клеток варьируют от 3-10 до 100 мкм (1 мкм = 0,001 м). Реже встречаются клетки размером менее 1–3 мкм. Существуют также и клетки-гиганты, размеры которых достигают нескольких сантиметров. По форме клетки также весьма разнообразны: шаровидные, цилиндрические, овальные, веретеновидные, звездчатые и т. д. Однако между всеми клетками много общего. Они имеют одинаковый химический состав и общий план строения.

    Химический состав клетки. Из всех известных химических элементов в живых организмах встречаются около 20, причем на долю 4 из них: кислорода, углерода, водорода и азота – приходится до 95 %. Эти элементы называют элементами-биогенами. Из неорганических веществ, входящих в состав живых организмов, наибольшее значение имеет вода. Ее содержание в клетке колеблется от 60 до 98 %. Кроме воды в клетке находятся и минеральные вещества, в основном в виде ионов. Это соединения железа, иода, хлора, фосфора, кальция, натрия, калия и т. д.


    Кроме неорганических веществ в клетке присутствуют и органические вещества: белки, липиды (жиры), углеводы (сахара), нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК). Они составляют основную массу клетки. Наиболее важными органическими веществами являются нуклеиновые кислоты и белки. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) участвуют в передаче наследственной информации, синтезе белков, регуляции всех процессов жизнедеятельности клетки.

    Белки выполняют целый ряд функций: строительную, регуляторную, транспортную, сократительную, защитную, энергетическую. Но самой важной является ферментативная функция белков.

    Ферменты – это биологические катализаторы, ускоряющие и регулирующие все многообразие химических реакций, протекающих в живых организмах. Ни одна реакция в живой клетке не протекает без участия ферментов.

    Липиды и углеводы выполняют в основном строительную и энергетическую функции, являются запасными питательными веществами организма.

    Так, фосфолипиды вместе с белками строят все мембранные структуры клетки. Высокомолекулярный углевод – целлюлоза образует клеточную оболочку растений и грибов.


    Жиры, крахмал и гликоген являются запасными питательными веществами клетки и организма в целом. Глюкоза, фруктоза, сахароза и другие сахара входят в состав корней и листьев, плодов растений. Глюкоза является обязательным компонентом плазмы крови человека и многих животных. При расщеплении углеводов и жиров в организме выделяется большое количество энергии, необходимой для процессов жизнедеятельности.

    Клеточные структуры. Клетка состоит из наружной клеточной мембраны, цитоплазмы с органеллами и ядра (рис. 48).

    Продукты жизнедеятельности живых организмов называются

    Рис. 48. Комбинированная схема строения животной (А) и растительной (Б) клетки: 1– оболочка; 2 – наружная клеточная мембрана; 3 – ядро; 4 – хроматин; 5 – ядрышко; 6 – эндоплазматическая сеть (гладкая и гранулярная); 7 – митохондрии; 8 – хлоропласты; 9 – аппарат Гольджи; 10 – лизосома; 11 – клеточный центр; 12 – рибосомы; 13 – вакуоль; 14 – цитоплазма

    Наружная клеточная мембрана – это одномембранная клеточная структура, которая ограничивает живое содержимое клетки всех организмов. Обладая избирательной проницаемостью, она защищает клетку, регулирует поступление веществ и обмен с внешней средой, поддерживает определенную форму клетки. Клетки растительных организмов, грибов, кроме мембраны снаружи имеют еще и оболочку. Эта неживая клеточная структура состоит из целлюлозы у растений и хитина – у грибов, придает прочность клетке, защищает ее, является «скелетом» растений и грибов.

    В цитоплазме, полужидком содержимом клетки, находятся все органоиды.

    Эндоплазматическая сеть пронизывает цитоплазму, обеспечивая сообщение между отдельными частями клетки и транспорт веществ. Различают гладкую и гранулярную ЭПС. На гранулярной ЭПС находятся рибосомы.

    Рибосомы – это мелкие тельца грибовидной формы, на которых идет синтез белка в клетке.

    Аппарат Гольджи обеспечивает упаковку и вынос синтезируемых веществ из клетки. Кроме того, из его структур образуются лизосомы. Эти шарообразные тельца содержат ферменты, которые расщепляют поступающие в клетку питательные вещества, обеспечивая внутриклеточное переваривание.

    Митохондрии – это полуавтономные мембранные структуры продолговатой формы. Их число в клетках различно и увеличивается в результате деления. Митохондрии – это энергетические станции клетки. В процессе дыхания в них происходит окончательное окисление веществ кислородом воздуха. При этом выделяющаяся энергия запасается в молекулах АТФ, синтез которых происходит в этих структурах.

    Хлоропласты, полуавтономные мембранные органеллы, характерны только для растительных клеток. Хлоропласты имеют зеленую окраску за счет пигмента хлорофилла, они обеспечивают процесс фотосинтеза.

    Кроме хлоропластов растительные клетки имеют и вакуоли, заполненные клеточным соком.

    Клеточный центр участвует в процессе деления клетки. Он состоит из двух центриолей и центросферы. Во время деления они образуют нити веретена деления и обеспечивают равномерное распределение хромосом в клетке.

    Ядро – это центр регуляции жизнедеятельности клетки. Ядро отделено от цитоплазмы ядерной мембраной, в которой имеются поры. Внутри оно заполнено кариоплазмой, в которой находятся молекулы ДНК, обеспечивающие передачу наследственной информации. Здесь происходит синтез ДНК, РНК, рибосом. Часто в ядре можно увидеть одно или несколько темных округлых образований – это ядрышки. Здесь образуются и скапливаются рибосомы. В ядре молекулы ДНК не видны, так как находятся в виде тонких нитей хроматина. Перед делением ДНК спирализуются, утолщаются, образуют комплексы с белком и превращаются в хорошо заметные структуры – хромосомы (рис. 49). Обычно хромосомы в клетке парные, одинаковые по форме, величине и наследственной информации. Парные хромосомы называются гомологичными. Двойной парный набор хромосом называется диплоидным. В некоторых клетках и организмах содержится одинарный, непарный набор, который называется гаплоидным.

    Продукты жизнедеятельности живых организмов называются

    Рис. 49. А– строение хромосомы: 1– центромера; 2 – плечи хромосомы; 3 – молекулы ДНК; 4 – сестринские хроматиды; Б – виды хромосом: 1 – равноплечная; 2 – разноплечная; 3 – одноплечная

    Число хромосом для каждого вида организмов постоянно. Так, в клетках человека 46 хромосом (23 пары), в клетках пшеницы 28 (14 пар), голубя 80 (40 пар). Эти организмы содержат диплоидный набор хромосом. Некоторые организмы, такие, как водоросли, мхи, грибы, имеют гаплоидный набор хромосом. Половые клетки у всех организмов гаплоидны.

    Кроме перечисленных, некоторые клетки имеют специфические органоиды – реснички и жгутики, обеспечивающие движение в основном у одноклеточных организмов, но имеются они и у некоторых клеток многоклеточных организмов. Например, жгутики имеются у эвглены зеленой, хламидомонады, некоторых бактерий, а реснички – у инфузорий, клеток ресничного эпителия животных.

    Обмен веществ и энергии в клетке. Основой жизнедеятельности клетки являются обмен веществ и превращение энергии. Совокупность химических превращений, протекающих в клетке или организме, связанных между собой и сопровождающихся превращением энергии, называется обменом веществ и энергии.

    Синтез органических веществ, сопровождающийся поглощением энергии, называется ассимиляцией или пластическим обменом. Распад, расщепление органических веществ, сопровождающийся выделением энергии, называется диссимиляцией или энергетическим обменом.

    Главным источником энергии на Земле является Солнце. Клетки растений специальными структурами в хлоропластах улавливают энергию Солнца, превращая ее в энергию химических связей молекул органических веществ и АТФ.

    АТФ (аденозинтрифосфат) – это органическое вещество, универсальный аккумулятор энергии в биологических системах. Солнечная энергия превращается в энергию химических связей этого вещества и расходуется на синтез глюкозы, крахмала и других органических веществ.

    Кислород атмосферы, как это ни покажется странным, – побочный продукт процесса жизнедеятельности растений – фотосинтеза.

    Процесс синтеза органических веществ из неорганических под действием энергии Солнца называется фотосинтезом.

    Обобщенное уравнение фотосинтеза можно представить в следующем виде:

    6СО2 + 6Н2О – свет > С6Н12О6 + 6О2.

    В растениях органические вещества создаются в процессе первичного синтеза из углекислого газа, воды и минеральных солей. Животные, грибы, многие бактерии используют готовые органические вещества (из растений). Кроме того, при фотосинтезе образуется кислород, который необходим живым организмам для дыхания.

    В процессе питания и дыхания органические вещества расщепляются и окисляются кислородом. Освобождающаяся энергия частично выделяется в виде тепла, а частично вновь запасается в синтезируемых молекулах АТФ. Этот процесс протекает в митохондриях. Конечные продукты распада органических веществ – вода, углекислый газ, соединения аммиака, которые вновь используются в процессе фотосинтеза. Запасенная в АТФ энергия расходуется на вторичный синтез органических веществ, характерных для каждого организма, на рост, размножение.

    Итак, растения обеспечивают все организмы не только питательными веществами, но и кислородом. Кроме того, они преобразуют энергию Солнца и передают ее через органические вещества всем другим группам организмов.

    Обмен веществ как основное свойство организмов. Организм находится в сложных взаимоотношениях с окружающей средой. Из нее он получает пищу, воду, кислород, свет, тепло. Создавая посредством этих веществ и энергии массу живого вещества, строит свое тело. Однако, используя эту среду, организм благодаря своей жизнедеятельности одновременно и воздействует на нее, изменяет ее. Следовательно, главным процессом взаимосвязи организма и среды является обмен веществ и энергией.

    Типы обмена веществ. Факторы внешней среды имеют различное значение для разных организмов. Растениям для роста и развития необходимы свет, вода и углекислый газ, минеральные вещества. Животным и грибам такие условия недостаточны. Им необходимы питательные органические вещества. По способу питания, источнику получения органических веществ и энергии все организмы делятся на автотрофные и гетеротрофные.

     Автотрофные организмы синтезируют органические вещества в процессе фотосинтеза из неорганических (углекислого газа, воды, минеральных солей), используя энергию солнечного света. К ним относятся все растительные организмы, фотосинтезирующие цианобактерии. К автотрофному питанию способны и хемосинтезирующие бактерии, использующие энергию, которая выделяется при окислении неорганических веществ: серы, железа, азота.

    Процесс автотрофной ассимиляции осуществляется за счет энергии солнечного света или окисления неорганических веществ, а органические вещества синтезируются при этом из неорганических. В зависимости от поглощения неорганического вещества различают ассимиляцию углерода, ассимиляцию азота, ассимиляцию серы и других минеральных веществ. Автотрофная ассимиляция связана с процессами фотосинтеза и хемосинтеза и носит название первичного синтеза органического вещества.

     Гетеротрофные организмы получают готовые органические вещества от автотрофов. Источником энергии для них является энергия, запасенная в органических веществах и выделяющаяся при химических реакциях распада и окисления этих веществ. К ним относятся животные, грибы, многие бактерии.

    При гетеротрофной ассимиляции организм поглощает органические вещества в готовом виде и преобразует их в собственные органические вещества за счет энергии, содержащейся в поглощенных веществах. Гетеротрофная ассимиляция включает процессы потребления пищи, переваривания ее, усвоения и синтеза новых органических веществ. Этот процесс носит название вторичного синтеза органических веществ.

    Процессы диссимиляции у организмов также различаются. Одним из них для жизнедеятельности необходим кислород – это аэробные организмы. Другим кислород не нужен, и процессы их жизнедеятельности могут протекать в бескислородной среде – это анаэробные организмы.

    1. Большинство организмов являются аэробными. Это все растения, животные (за исключением некоторых паразитов), основная часть грибов и бактерий. Дыхание для них является главной формой диссимиляции. При дыхании богатые энергией органические вещества полностью окисляются до энергетически бедных веществ – углекислого газа и воды. В этих процессах используется молекулярный кислород, который образуется в процессе фотосинтеза, т. е. автотрофной ассимиляции. Этот процесс носит название биологического окисления.

    Различают внешнее дыхание и внутреннее. Газообмен между организмом и внешней средой, включающий в себя поглощение кислорода и выделение углекислого газа, а также транспорт этих веществ по организму к отдельным органам, тканям и клеткам, называется внешним дыханием. В этом процессе кислород не используется, а только транспортируется.

    Внутреннее, или клеточное, дыхание включает в себя биохимические процессы, которые приводят к усвоению кислорода, освобождению энергии и образованию воды и углекислого газа. Эти процессы протекают в цитоплазме и митохондриях эукариотных клеток или на специальных мембранах прокариотных клеток.

    Обобщенное уравнение процесса дыхания:

    C6H12O6 + 6O2 > 6CO2 + 6H2O.

    2. Другой формой диссимиляции является анаэробное, или бескислородное, окисление. Процессы энергетического обмена в этом случае протекают по типу брожения. Брожение – это форма диссимиляции, при которой богатые энергией органические вещества расщепляются с освобождением энергии до менее богатых энергией, но тоже органических веществ.

    В зависимости от конечных продуктов различают типы брожения: спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и т. д. Спиртовое брожение встречается у дрожжевых грибов, некоторых бактерий, а также протекает в некоторых растительных тканях. Молочнокислое брожение встречается у молочнокислых бактерий, а также протекает в мышечной ткани человека и животных при недостатке кислорода.

    В эволюционном отношении брожение – более древний процесс. Но анаэробных организмов значительно меньше по сравнению с аэробными. К ним относятся многие микроорганизмы – бактерии и грибы, а также паразитические организмы, утратившие вторично способность к биологическому окислению в связи с образом жизни. Кислородный путь диссимиляции оказался более выгодным в энергетическом отношении.

    Взаимосвязь реакций обмена веществ у автотрофных и гетеротрофных организмов. Через процессы обмена веществ автотрофные и гетеротрофные организмы в природе связаны между собой (рис. 50).

    Продукты жизнедеятельности живых организмов называются

    Рис. 50. Поток вещества и энергии в биосфере

    Самыми важными группами организмов являются автотрофы, которые способны синтезировать органические вещества из неорганических. Большинство автотрофов – зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза превращают неорганический углерод – углекислый газ в сложные органические соединения. Зеленые растения выделяют при фотосинтезе также кислород, который необходим для дыхания живых существ.

    Гетеротрофы усваивают только готовые органические вещества, получая энергию при их расщеплении. Автотрофные и гетеротрофные организмы связаны между собой процессами обмена веществ и энергий. Фотосинтез является практически единственным процессом, обеспечивающим организмы питательными веществами и кислородом.

    Несмотря на большие масштабы фотосинтеза, зеленые растения Земли используют всего 1 % солнечной энергии, падающей на листья. Одна из важнейших задач биологии – повышение коэффициента использования солнечной энергии культурными растениями, создание продуктивных сортов.

    В последние годы особое внимание привлекает к себе одноклеточная водоросль хлорелла, которая содержит в своем теле до 6 % хлорофилла и обладает замечательной способностью усваивать до 20 % солнечной энергии. При искусственном разведении хлорелла быстро размножается, а в ее клетке повышается содержание белка. Этот белок используется в качестве пищевых добавок ко многим продуктам. Установлено, что с 1 га водной поверхности можно получать ежедневно до 700 кг сухого вещества хлореллы. Кроме того, в хлорелле синтезируется большое количество витаминов.

    Еще один интерес к хлорелле связан с космическими полетами. Хлорелла в искусственных условиях может обеспечить кислородом, выделяемым при фотосинтезе, космический корабль.

    Понятие о раздражимости. Микроорганизмы, растения и животные реагируют на самые разнообразные воздействия окружающей среды: на механические воздействия (укол, давление, удар и т. д.), на изменение температуры, интенсивность и направление световых лучей, на звук, электрические раздражения, изменения в химическом составе воздуха, воды или почвы и т. д. Это приводит к определенным колебаниям организма между стабильным и нестабильным состоянием. Живые организмы способны в меру своего развития анализировать эти состояния и соответствующим образом реагировать на них. Подобные свойства всех организмов называются раздражимостью и возбудимостью.

    Раздражимость – это способность организма реагировать на внешние или внутренние воздействия.

    Раздражимость возникла у живых организмов как приспособление, обеспечивающее лучший обмен веществ и защиту от воздействий условий среды.

    Возбудимость – это способность живых организмов воспринимать воздействия раздражителей и отвечать на них реакцией возбуждения.

    Воздействие окружающей среды сказывается на состоянии клетки и ее органелл, тканей, органов и организма в целом. Организм отвечает на это соответствующими реакциями.

    Простейшим проявлением раздражимости является движение. Оно характерно даже для самых простейших организмов. Это можно пронаблюдать в опыте над амебой под микроскопом. Если рядом с амебой поместить небольшие комочки пищи или кристаллики сахара, то она начинает активное движение в сторону питательного вещества. С помощью ложноножек амеба обволакивает комочек, вовлекая его внутрь клетки. Там сразу же образуется пищеварительная вакуоль, в которой пища переваривается.

    С усложнением строения организма усложняются как обмен веществ, так и проявления раздражимости. У одноклеточных организмов и растений нет специальных органов, обеспечивающих восприятие и передачу раздражений, поступающих из окружающей среды. У многоклеточных животных имеются органы чувств и нервная система, благодаря которым они воспринимают раздражения, а ответы на них достигают большой точности и целесообразности.

    Раздражимость у одноклеточных организмов. Таксисы.

    Наиболее простые формы раздражимости наблюдаются у микроорганизмов (бактерий, одноклеточных грибов, водорослей, простейших).

    В примере с амебой мы наблюдали движение амебы в сторону раздражителя (пища). Такая двигательная реакция одноклеточных организмов в ответ на раздражение из внешней среды называется таксисом. Таксис вызван химическим раздражением, поэтому его называют еще хемотаксисом (рис. 51).

    Продукты жизнедеятельности живых организмов называются

    Рис. 51. Хемотаксис у инфузорий

    Таксисы могут быть положительными и отрицательными. Поместим пробирку с культурой инфузорий-туфелек в закрытую картонную коробочку с единственным отверстием, расположенным против средней части пробирки, и выставим ее на свет.

    Через несколько часов все инфузории сконцентрируются в освещенной части пробирки. Это положительный фототаксис.

    Таксисы свойственны многоклеточным животным. Например, лейкоциты крови проявляют положительный хемотаксис по отношению к веществам, выделяемым бактериями, концентрируются в местах скопления этих бактерий, захватывают и переваривают их.

    Раздражимость у многоклеточных растений. Тропизмы. Хотя у многоклеточных растений нет органов чувств и нервной системы, тем не менее у них отчетливо проявляются различные формы раздражимости. Они заключаются в изменении направления роста растения или его органов (корня, стебля, листьев). Такие проявления раздражимости у многоклеточных растений называются тропизмами.

    Стебель с листьями проявляют положительный фототропизм и растут по направлению к свету, а корень – отрицательный фототропизм (рис. 52). Растения реагируют на гравитационное поле Земли. Обратите внимание на деревья, растущие по склону горы. Хотя поверхность почвы имеет наклон, деревья растут вертикально. Реакция растений на земное притяжение называется геотропизмом (рис. 53). Корешок, который появляется из прорастающего семени, всегда направлен вниз к земле – положительный геотропизм. Побег с листьями, развивающийся из семени, всегда направлен вверх от земли – отрицательный геотропизм.

    Тропизмы очень разнообразны и играют большую роль в жизни растений. Они ярко выражены в направлении роста у различных вьющихся и лазающих растений, например винограда, хмеля.

    Продукты жизнедеятельности живых организмов называются

    Рис. 52. Фототропизм

    Продукты жизнедеятельности живых организмов называются

    Рис. 53. Геотропизм: 1– цветочный горшок с пря-морастущими проростками редиса; 2 – цветочный горшок, положенный набок и содержащийся в темноте для устранения фототропизма; 3 – проростки в цветочном горшке изогнулись в сторону, противоположную действию силы тяжести (стебли обладают отрицательным геотропизмом)

    Помимо тропизмов, у растений наблюдаются движения иного типа – настии. Они отличаются от тропизмов отсутствием определенной ориентировки к вызвавшему их раздражителю. Например, если прикоснуться к листьям стыдливой мимозы, они быстро складываются в продольном направлении и опускаются книзу. Через некоторое время листья снова принимают прежнее положение (рис. 54).

    Продукты жизнедеятельности живых организмов называются

    Рис. 54. Настии у стыдливой мимозы: 1 – в нормальном состоянии; 2 – при раздражении

    Цветки многих растений реагируют на свет и влажность. Например, у тюльпана на свету цветки раскрываются, а в темноте закрываются. У одуванчика соцветие закрывается в пасмурную погоду и открывается в ясную.

    Раздражимость у многоклеточных животных. Рефлексы. В связи с развитием у многоклеточных животных нервной системы, органов чувств и органов движения формы раздражимости усложняются и зависят от тесного взаимодействия этих органов.

    В простейшем виде такое раздражение возникает уже у кишечнополостных. Если уколоть иглой пресноводную гидру, то она сожмется в комочек. Внешнее раздражение воспринимает чувствительная клетка. Возникшее в ней возбуждение передается нервной клетке. Нервная клетка передает возбуждение кожно-мышечной клетке, которая реагирует на раздражение сокращением. Этот процесс называется рефлексом (отражением).

    Рефлекс – это ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая нервной системой.

    Представление о рефлексе было высказано еще Декартом. Позднее оно было развито в трудах И. М. Сеченова, И. п. Павлова.

    Путь, проходимый нервным возбуждением от воспринимающего раздражение органа до органа, выполняющего ответную реакцию, называется рефлекторной дугой.

    У организмов с нервной системой существует два типа рефлексов: безусловные (врожденные) и условные (приобретенные). Условные рефлексы формируются на базе безусловных.

    Любое раздражение вызывает изменение обмена веществ в клетках, что приводит к возникновению возбуждения и возникает ответная реакция.

    Период жизнедеятельности клетки, в котором происходят все процессы обмена веществ, называется жизненным циклом клетки.

    Клеточный цикл состоит из интерфазы и деления.

    Интерфаза – это период между двумя делениями клетки. Она характеризуется активными процессами обмена веществ, синтезом белка, РНК, накоплением питательных веществ клеткой, ростом и увеличением объема. К концу интерфазы происходит удвоение ДНК (репликация). В результате каждая хромосома содержит две молекулы ДНК и состоит из двух сестринских хроматид. Клетка готова к делению.

    Деление клетки. Способность к делению – это важнейшее свойство клеточной жизнедеятельности. Механизм самовоспроизведения срабатывает уже на клеточном уровне. Наиболее распространенным способом деления клетки является митоз (рис. 55).

    Продукты жизнедеятельности живых организмов называются

    Рис. 55. Интерфаза (А) и фазы митоза (Б): 1 – профаза; 2 – метафаза; 3 – анафаза; 4 – телофаза

    Митоз – это процесс образования двух дочерних клеток, идентичных исходной материнской клетке.

    Митоз состоит из четырех последовательных фаз, обеспечивающих равномерное распределение генетической информации и органелл между двумя дочерними клетками.

    1. В профазе ядерная мембрана исчезает, хромосомы максимально спирализуются, становятся хорошо заметными. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам и образуют веретено деления.

    2. В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной зоне, нити веретена деления соединены с центромерами хромосом.

    3. Анафаза характеризуется расхождением сестринских хроматид-хромосом к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается столько же хромосом, сколько их было в исходной клетке.

    4. В телофазе происходит деление цитоплазмы и органоидов, в центре клетки образуется перегородка из клеточной мембраны и возникают две новые дочерние клетки.

    Весь процесс деления длится от нескольких минут до 3 ч в зависимости от типа клеток и организма. Стадия деления клетки по времени в несколько раз короче ее интерфазы. Биологический смысл митоза заключается в обеспечении постоянства числа хромосом и наследственной информации, полной идентичности исходных и вновь возникающих клеток.

    В природе существует два типа размножения организмов: бесполое и половое.

    Бесполое размножение – это образование нового организма из одной клетки или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям.

    В основе бесполого размножения лежит митоз. Существует несколько форм бесполого размножения.

    Простое деление, или деление надвое, характерно для одноклеточных организмов. Из одной клетки путем митоза образуются две дочерние клетки, каждая из которых становится новым организмом.

    Почкование – это форма бесполого размножения, при которой от родительской особи отделяется дочерний организм. Такая форма характерна для дрожжей, гидры и некоторых других животных.

    У споровых растений (водорослей, мхов, папоротников) размножение происходит с помощью спор, специальных клеток, образующихся в материнском организме. Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму.

    Вегетативное размножение – это размножение отдельными органами, частями органов или тела. Оно основано на способности организмов восстанавливать недостающие части тела – регенерации. Встречается у растений (размножение стеблями, листьями, побегами), у низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских и кольчатых червей).

    Половое размножение – это образование нового организма при участии двух родительских особей. Новый организм несет наследственную информацию от обоих родителей.

    При половом размножении происходит слияние половых клеток – гамет мужского и женского организма. Половые клетки формируются в результате особого типа деления. В этом случае, в отличие от клеток взрослого организма, которые несут диплоидный (двойной) набор хромосом, образующиеся гаметы имеют гаплоидный (одинарный) набор. В результате оплодотворения парный, диплоидный набор хромосом восстанавливается. Одна хромосома из пары является отцовской, а другая – материнской. Гаметы образуются в половых железах или в специализированных клетках в процессе мейоза.

    Мейоз – это такое деление клетки, при котором хромосомный набор клетки уменьшается вдвое (рис. 56). Такое деление называется редукционным.

    Продукты жизнедеятельности живых организмов называются

    Рис. 56. Фазы мейоза: А – первое деление; Б – второе деление. 1, 2 – профаза I; 3 – метафаза I; 4 – анафаза I; 5 – телофаза I; 6 – профаза II; 7 – метафаза II; 8 – анафаза II; 9 – телофаза II

    Для мейоза характерны те же стадии, что и для митоза, но процесс состоит из двух последовательных делений (мейоз I и мейоз II). В результате образуется не две, а четыре клетки. Биологический смысл мейоза заключается в обеспечении постоянства числа хромосом у вновь образующихся организмов при оплодотворении. Женская половая клетка – яйцеклетка, всегда крупная, содержит много питательных веществ, часто неподвижная.

    Мужские половые клетки – сперматозоиды, мелкие, часто подвижные, имеют жгутики, их образуется значительно больше, чем яйцеклеток. У семенных растений мужские гаметы неподвижны и называются спермиями.

    Оплодотворение – процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого образуется зигота.

    Из зиготы развивается зародыш, который дает начало новому организму.

    Оплодотворение бывает наружным и внутренним. Наружное оплодотворение характерно для обитателей вод. Половые клетки выходят во внешнюю среду и сливаются вне организма (рыбы, земноводные, водоросли). Внутреннее оплодотворение характерно для наземных организмов. Оплодотворение происходит в женских половых органах. Зародыш может развиваться как в теле материнского организма (млекопитающие), так и вне его – в яйце (птицы, пресмыкающиеся, насекомые).

    Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм несет наследственную информацию и признаки двух родителей. Это увеличивает разнообразие признаков организмов, повышает их жизнестойкость.

    Источник: www.plam.ru

    Жизнедеятельность организма человека :: Продукты жизнедеятельности организмов :: Необходимые организму вещества для жизнедеятельности Жизнедеятельность — представляет собой совокупность биологических процессов, которые обеспечивают нормальный уровень жизненно важных функций, что необходимо для поддержания здоровья и активной жизни. Любое отклонение в этом процессе вызывает нарушение нормального функционирования всего организма.

    Если говорить о жизнедеятельности человека, как способе его существования, то этот процесс происходит при постоянном контакте со средой обитания. Поэтому тут в понятие жизнедеятельности также включают повседневную деятельность человека, полноценный отдых и др.

    Сегодня на www.rasteniya-lecarstvennie.ru мы с вами поговорим про жизнедеятельность человека, продукты жизнедеятельности организмов, необходимые организму вещества для жизнедеятельности. Поскольку эта тема очень-очень ёмкая и её невозможно полностью охватить за один раз, остановимся на ее основных параметрах:

    Что представляет собой жизнедеятельность организма человека?

    В сложной, саморегулирующейся, саморазвивающейся биологической системе, называемой организмом, все органы находятся в постоянном взаимодействии между собой. Процессы такого взаимодействия осуществляются через системы организма: нервную, кровеносную, дыхательную, эндокринную и др.

    Его нормальная жизнедеятельность обусловлена совокупностью реакций на положительное, либо негативное влияние окружающей среды на здоровье человека: психических, двигательных, вегетативных. При этом факторы воздействия окружающей среды могут быть различными:

    — Природные факторы (физическая окружающая среда): барометрическое атмосферное давление, газовый состав воздуха, его влажность, а также температура и солнечная радиация.

    — Важное влияние на жизнедеятельность организма человека оказывают биологическая среда (растительное, животное окружение), а также социальная среда (бытовая, хозяйственная, производственная и творческая деятельность).

    Что такое продукты жизнедеятельности организмов?

    При процессе обмена веществ, в организме возникает определенное количество органических соединений — экскретов. Это продукты распада, часть которых используется клетками. Основное же их количество удаляются из организма естественным путем посредством выделительных (экскреторных) органов.

    Но нужно отметить, что различные виды организмов обладают различными органами выделения, адаптированными к их среде обитания. Такое разнообразие в строении выделительных органов обуславливает появление различий в количестве и видах выделяемых продуктов жизнедеятельности.

    Например, у простейших, в том числе, губок и кишечнополостных, процесс очищения от продуктов распада происходит посредством их диффузии через мембрану. Для удаления излишков жидкости простейшие используют сократительные вакуоли.

    Выделительные процессы у развитых видов животных гораздо более сложные. Они связаны с активизацией их обменных процессов, других процессов жизнедеятельности.

    Ну, а к выделительным органам человека относятся: почки, желудочно-кишечный тракт, а также легкие и кожа.

    Общими для большинства развитых организмов экскретами являются: аммиак, мочевая кислота и мочевина. Попадая в окружающую среду, продукты жизнедеятельности становятся источником питания и энергии для, других видов живых организмов.

    Таким образом, происходит известный процесс круговорота веществ в природе.

    Но, как мы уже отмечали ранее, не все продукты обмена удаляются из организма полностью. Некоторые необходимы его клеткам и входят в их состав.

    Какие вещества необходимы для жизнедеятельности организма?

    На всем протяжении жизни, в организме человека происходят непрерывные обменные процессы, производится и тратится большое количество энергии. Источник важных, необходимых для этого веществ – полезные, питательные вещества, большинство из которых мы получаем вместе с потребляемой пищей.

    Поэтому полноценное, полезное, рациональное питание является важнейшим фактором сохранения здоровья, профилактики заболеваний, нормальной работоспособности взрослого человека. Для детского организма это, к тому же, необходимое условие нормального развития и роста.

    С питанием человек получает необходимые вещества для жизнедеятельности. Для нормального существования нам нужны белки, жиры, углеводы. Без этих основных компонентов человек не сможет нормально функционировать. Они должны поступать в пропорции 1:1:4. Продукты, богатые белками должны находится в оптимальном сочетании с растительными, животными жирами, сочетаться с углеводами.

    Также с питанием человек получает воду, витамины и минеральные соли.

    Остановимся на этом подробнее:

    Вода – составляет примерно 70% от всей массы тела. Без нее жизнедеятельность невозможна, так как она обеспечивает солевой обмен. Нужно помнить, что даже самая чистая питьевая вода содержит сбалансированное количество необходимых для жизнедеятельности микроэлементов: фтор, бор, йод, стронций и др. Превышение их количества негативно сказывается на здоровье.

    Витамины, минеральные соли — их значение для нормальной жизнедеятельности трудно переоценить. При их отсутствии организм просто погибнет. От дефицита этих полезных веществ страдает здоровье человека, так как нарушается обмен веществ, происходят нарушения работы различных органов. В основном, витамины, микроэлементы человек получает с потребляемой пищей. Но некоторые из них производят микроорганизмы, обитающие в нашем организме.

    Соль — важный, необходимый элемент, также поступает с питанием. Как ее дефицит, так и переизбыток очень вредны. Суточная норма потребления для взрослого — не более 5 г. Однако большинство превышает эту норму почти вдвое, потребляя по 10-20 г. соли за день. Такое неразумное поведение провоцирует развитие гипертонии, атеросклероза.

    Как видим, жизнедеятельность организмов – сложный, но интересный процесс. Он зависит от множества факторов, как внутренних, так внешних. Благоприятные, нормальные условия среды обитания, здоровый, активный образ жизни и правильное питание необходимы для здоровой и успешной жизни каждого человека.

    Светлана, www.rasteniya-lecarstvennie.ru
    Google

    Источник: www.rasteniya-lecarstvennie.ru