В 1882—1883 гг. известный русский зоолог И. И. Мечников проводил свои исследования в Италии, на берегу Мессинского пролива Ученого интересовало, сохранилась ли у отдельных клеток многоклеточных организмов способность захватывать и переваривать пищу, как это делают одноклеточные, например амебы. Ведь, как правило, у многоклеточных пища переваривается в пищеварительном канале и клетки всасывают уже готовые питательные растворы. Мечников наблюдал личинок морских звезд. Они прозрачны, и их содержимое хорошо видно. У этих личинок нет циркулирующей крови, но есть блуждающие по всей личинке клетки. Они захватывали частички введенной в личинку красной краски кармина. Но если эти клетки поглощают краску, то, может быть, они захватывают любые посторонние частички? Действительно, вставленные в личинку шипы розы оказались окруженными клетками, окрашенными кармином.

Клетки были способны захватывать и переваривать любые чужеродные частички, в том числе и болезнетворных микробов. Мечников назвал блуждающие клетки фагоцитами (от греческих слов phagos — пожиратель и kytos — вместилище, здесь — клетка). А сам процесс захвата и переваривания ими разных частиц — фагоцитозом. Позже Мечников наблюдал фагоцитоз у рачков, лягушек, черепах, ящериц, а также у млекопитающих — морских свинок, кроликов, крыс и у человека.


Фагоциты — особые клетки. Переваривание захваченных частиц нужно им не для питания, как амебам и другим одноклеточным, а для защиты организма. У личинок морских звезд фагоциты блуждают по всему телу, а у высших животных и у человека они циркулируют в сосудах. Это — один из видов белых кровяных телец, или лейкоцитов, — нейтро-филы. Именно они, привлекаемые ядовитыми веществами микробов, движутся к месту заражения (см. Таксисы). Вышедшие из сосудов, такие лейкоциты имеют выросты — ложноножки, или псевдоподии, с помощью которых они передвигаются так же, как амеба и блуждающие клетки личинок морских звезд. Такие способные к фагоцитозу лейкоциты Мечников назвал микрофагами.

Однако не только постоянно двигающиеся лейкоциты, но и некоторые оседлые клетки могут становится фагоцитами (сейчас все они объединены в единую систему фагоцитирующих мононуклеаров). Одни из них спешат к опасным участкам, например к месту воспаления, другие — остаются на своих обычных местах. И тех и других объединяет способность к фагоцитозу. Эти тканевые клетки (гис-тоциты, моноциты, ретикулярные и эндотели-альные клетки) почти вдвое крупнее микрофагов — их диаметр 12—20 мкм. Поэтому Мечников назвал их макрофагами. Особенно много их в селезенке, печени, лимфатических узлах, костном мозге и в стенках сосудов.


Микрофаги и блуждающие макрофаги сами активно нападают на «врагов», а неподвижные макрофаги ждут, пока «враг» проплывет мимо них в токе крови или лимфы. Фагоциты «охотятся» в организме за микробами. Бывает, что в неравной борьбе с ними они оказываются побежденными. Гной — это и есть скопление погибших фагоцитов. К нему подойдут другие фагоциты и начнут заниматься его ликвидацией, как они это делают со всякими посторонними частицами.

Фагоциты очищают ткани от постоянно отмирающих клеток и участвуют в различных перестройках организма. Например, при превращении головастика в лягушку, когда наряду с другими изменениями постепенно исчезает хвост, целые полчища фагоцитов уничтожают ткани хвоста головастика.

Как же попадают внутрь фагоцита частицы? Оказывается, с помощью псевдоподий, которые захватывают их, подобно ковшу экскаватора. Постепенно псевдоподии удлиняются и затем смыкаются над инородным телом. Иногда оно как бы вдавливается в фагоцит.

Мечников предполагал, что в фагоцитах должны содержаться специальные вещества, которые и переваривают захваченных ими микробов и другие частицы. И действительно, такие частицы — лизосдмы были обнаружены спустя 70 лет после открытия фагоцитоза. В них содержатся ферменты, способные расщеплять большие органические молекулы.

Теперь выяснено, что кроме фагоцитоза в обезвреживании чужеродных веществ участвуют преимущественно антитела (см.


тиген и антитело). Но чтобы начался процесс их выработки, необходимо участие макрофагов Они захватывают инородные белки (антигены), разрезают их на части и выставляют их куски (так называемые антигенные детерминанты) на своей поверхности. Тут с ними в контакт вступают те лимфоциты, которые способны вырабатывать антитела (иммуноглобу-линовые белки), связывающие эти детерминанты. После этого такие лимфоциты размножаются и выделяют в кровь много антител, которые и инактивируют (связывают) чужеродные белки — антигены (см. Иммунитет). Этими вопросами занимается наука иммунология, одним из основоположников которой был И. И. Мечников.

Источник: yunc.org

Автотрофы

Автотрофы никого не едят, органические вещества делают сами из неорганических.

  • Автофототрофы – энергию получают из света (фотосинтез). К фототрофам относятся растения и фотосинтезирующие бактерии.
  • Автохемотрофы – энергию получают при окислении неорганических веществ (хемосинтез). Например,
    • серобактерии окисляют сероводород до серы,
    • железобактерии окисляют двухвалентное железо до трехвалентного,
    • нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотной кислоты.

Сходство и различие фотосинтеза и хемосинтеза

  • Сходства: все это пластический обмен, из неорганических веществ делаются органические (из углекислого газа и воды – глюкоза).
  • Различие: энергия для синтеза при фотосинтезе берется из света, а при хемосинтезе — из окислительно-восстановительных реакций.
iv>

Гетеротрофы

Гетеротрофы получают органические вещества в готовом виде, с пищей. К гетеротрофам относятся животные, грибы и большинство бактерий.

Способы питания гетеротрофов
1. Хищники – убиваю жертву, а затем съедают (лев, щука, оса).
2. Паразиты – поедают живую жертву (вирус гриппа, туберкулёзная палочка, дизентерийная амеба, аскарида и т.п.)
3. Cапрофиты (сапротрофы) – питаются мертвыми организмами (личинки мясных мух, плесневые грибы, бактерии гниения).
4. Cимбионты – получают питание от другого организма на взаимовыгодной основе. Например:

  • Микориза (грибокорень) – симбиоз гриба и растения. Растение дает грибу глюкозу (которую делает при фотосинтезе), а гриб дает растению воду и минеральные соли.
  • Лишайник – симбиоз грибов и водорослей. Водоросли дают грибу глюкозу, а гриб водорослям – соли и воду.
  • Клубеньковые бактерии живут в специальных утолщениях (клубеньках) на корнях растений семейства бобовых. Растения дают бактериям глюкозу, а бактерии дают растениям соли азота, которые они получают при фиксации азота воздуха.

Еще можно почитать

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ: Способы питания живых организмов, Обмен веществ у растений, Фотосинтез, Хемосинтез, Энергетический обмен у гетеротрофов, Пять симбиозов
ЗАДАНИЯ ЧАСТИ 2: Гетеротрофы, Биотические факторы, Хищник-жертва


Тесты и задания

Выберите один, наиболее правильный вариант. Что представляет собой микориза?
1) грибокорень
2) корневую систему растения
3) грибницу, распространившуюся в почве
4) нити гриба, образующие плодовое тело


Выберите три варианта. К автотрофам относят
1) споровые растения
2) плесневые грибы
3) одноклеточные водоросли
4) хемотрофные бактерии
5) вирусы
6) большинство простейших

Установите соответствие между группой организмов и процессом превращения веществ, который для нее характерен: 1) фотосинтез, 2) хемосинтез
А) папоротникообразные
Б) железобактерии
В) бурые водоросли
Г) цианобактерии
Д) зеленые водоросли
Е) нитрифицирующие бактерии

Установите соответствие между характеристикой организмов и способом их питания: 1) фототрофный, 2) хемотрофный. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) используется энергия света
Б) происходит окисление неорганических веществ
В) реакции протекают в тилакоидах
Г) сопровождается выделением кислорода
Д) присущ водородным и нитрифицирующим бактериям
Е) требует наличия хлорофилла

>

Установите соответствие между организмом и трофической группой, к которой его относят: 1) сапротрофы, 2) паразиты. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) холерный вибрион
Б) бактерия брожения
В) туберкулезная палочка
Г) столбнячная палочка
Д) сенная палочка
Е) почвенная бактерия

Выберите один, наиболее правильный вариант. Плесневые грибы по способу питания относят к
1) гетеротрофам
2) паразитам
3) хемотрофам
4) симбионтам

1. Установите соответствие между примером и способом питания: 1) автотрофный, 2) гетеротрофный. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) цианобактерии
Б) ламинария
В) бычий цепень
Г) одуванчик
Д) лисица

2. Установите соответствие между организмом и типом питания: 1) автотрофное, 2) гетеротрофное. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) сосная сибирская
Б) кишечная палочка
В) амебa человеческая
Г) пенецилл
Д) хвощ полевой
Е) хлорелла

3. Установите соответствие между одноклеточным организмов и типом питания, который для него характерен: 1) автотрофный, 2) гетеротрофный. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) холерный вибрион
Б) железобактерия
В) малярийный плазмодий
Г) хламидомонада
Д) цианобактерия
Е) дизентерийная амёба

4. Установите соответствие между примерами и способами питания: 1) автотрофный, 2) гетеротрофный. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) спирогира
Б) бычий цепень
В) хвощ полевой
Г) серобактерия
Д) зеленый кузнечик


5. Установите соответствие между примерами и способами питания: 1) автотрофный, 2) гетеротрофный. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) хлорелла
Б) лягушка
В) шампиньон
Г) папоротник
Д) ламинария

СОБИРАЕМ 6:
А) мукор
Б) нитрифицирующие бактерии
В) трутовик

Выберите один, наиболее правильный вариант. По способу питания подавляющее большинство бактерий
1) автотрофы
2) сапротрофы
3) хемотрофы
4) симбионты

1. Установите соответствие между организмом и способом его питания: 1) фототрофный, 2) гетеротрофный, 3) хемотрофный. Запишите цифры 1, 2 и 3 в правильном порядке.
А) спирогира
Б) пеницилл
В) серобактерия
Г) цианобактерия
Д) дождевой червь

2. Установите соответствие между организмами и типами их питания: 1) фототрофный, 2) гетеротрофный. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) лямблия
Б) гриб спорынья
В) хламидомонада
Г) цианобактерия
Д) сфагнум

Установите соответствие между особенностью обмена веществ и группой организмов, для которых она характерна: 1) автотрофы, 2) гетеротрофы
А) выделение кислорода в атмосферу
Б) использование энергии, заключенной в пище, для синтеза АТФ
В) использование готовых органических веществ
Г) синтез органических веществ из неорганических
Д) использование углекислого газа для питания


Выберите один, наиболее правильный вариант. Какие организмы преобразуют энергию окисления неорганических веществ в макроэргические связи АТФ?
1) фототрофы
2) хемотрофы
3) гетеротрофы
4) сапротрофы

Выберите один, наиболее правильный вариант. Сходство хемосинтеза и фотосинтеза состоит в том, что в обоих процессах
1) на образование органических веществ используется солнечная энергия
2) на образование органических веществ используется энергия, освобождаемая при окислении неорганических веществ
3) в качестве источника углерода используется углекислый газ
4) в атмосферу выделяется конечный продукт — кислород

Выберите один, наиболее правильный вариант. Заболевание туберкулезом легких у человека вызывает
1) вирус
2) плесневый гриб
3) бактерия-паразит
4) бактерия-сапротроф

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какой организм по способу питания относят к гетеротрофам?
1) хламидомонаду
2) ламинарию
3) пеницилл
4) хлореллу

Выберите один, наиболее правильный вариант. Микориза гриба представляет собой
1) грибницу, на которой развиваются плодовые тела
2) множество вытянутых в длину клеток
3) сложные переплетения гифов
4) сожительство гриба и корней растений


Установите соответствие между организмами и их типом питания: 1) сапротроф, 2) паразит. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) стафилококк
Б) молочнокислая бактерия
В) дизентерийная палочка
Г) амеба
Д) вирус гриппа
Е) дрожжи

Установите соответствие между характеристикой и способом питании организмов: 1) автотрофный, 2) гетеротрофный. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) источником углерода служит углекислый газ
Б) сопровождается фотолизом воды
В) используется энергия окисления органических веществ
Г) используется энергия окисления неорганических веществ
Д) поступление пищи путем фагоцитоза

Установите соответствие между особенностью питания организма и группой организмов: 1) автотрофы, 2) гетеротрофы. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) захватывают пищу путём фагоцитоза
Б) используют энергию, освобождающуюся при окислении неорганических веществ
В) получают пищу путём фильтрации воды
Г) синтезируют органические вещества из неорганических
Д) используют энергию солнечного света
Е) используют энергию, заключённую в пище

Хемосинтезирующие бактерии способны получать энергию из соединений всех элементов, кроме двух. Определите два элемента, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) Азот
2) Хлор
3) Железо
4) Магний
5) Сера


1. Определите два организма, «выпадающих» из списка автотрофных организмов, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) Амеба обыкновенная
2) Венерина мухоловка
3) Пинуллярия зеленая
4) Инфузория туфелька
5) Спирогира

2. Все приведённые ниже организмы, кроме двух, по типу питания относят к автотрофам. Определите два организма, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) хламидомонада
2) хвощ полевой
3) подосиновик
4) кукушкин лён
5) дрожжи

3. Все приведённые ниже организмы, кроме двух, по типу питания относят к автотрофам. Определите два организма, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) серобактерия
2) спирогира
3) мухомор
4) сфагнум
5) бактериофаг

Установите соответствие между примерами взаимоотношений организмов и их типами: 1) Мутуализм, 2) Конкуренция, 3) Паразитизм. Запишите цифры 1, 2 и 3 в правильном порядке.
А) Корни дерева и мицелий гриба
Б) Бычий цепень и корова
В) Рак отшельник и актиния
Г) Волк и лиса
Д) Омела и дерево
Е) Рысь и россомаха

Установите соответствие между организмами и типом межвидовых отношений, в которые они вступают: 1) хищничество, 2) конкуренция. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) циклоп и гидра
Б) жук-плавунец и головастик
В) личинка стрекозы и малёк рыбы
Г) инфузория-туфелька и бактерии
Д) белка и клёст
Е) карась и карп

1. Установите соответствие между видом организмами и типом отношений: 1) паразит–хозяин, 2) хищник–жертва. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) жук-плавунец и малёк рыбы
Б) щука и карась
В) чесоточный зудень и человек
Г) лисица и мышь
Д) свиной цепень и свинья
Е) бактериофаг и бактерия

2. Установите соответствие между парами животных и типами отношений, которые эти пары иллюстрируют: 1) паразит – хозяин, 2) хищник – жертва. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) гидра – дафния
Б) рысь – заяц-беляк
В) аскарида – человек
Г) чёрный коршун – лесная мышь
Д) таёжный клещ – обыкновенная лиса

3. Установите соответствие между организмами и типом их взаимотношений: 1) паразитизм, 2) хищничество. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) крот – дождевой червь
Б) клоп-черепашка – пшеница
В) божья коровка — тля
Г) блоха — крыса
Д) синий кит — криль
Е) лисица — эхинококк

Установите соответствие между параметрами адаптаций и типами отношений при эксплуатации: 1) растение – фитофаг, 2) жертва – хищник, 3) хозяин – паразит. Запишите цифры 1-3 в правильном порядке.
А) эксплуатируемый организм имеет колючки
Б) организм-эксплуататор имеет развитые обоняние, зрение, способен маскироваться, догонять
В) эксплуатируемый организм имеет развитый иммунитет, способен сбрасывать зараженные части тела
Г) у организма-эксплуататора совершенный сложный тип развития
Д) эксплуатируемый организм способен убегать, прятаться, активно защищаться

Выберите один, наиболее правильный вариант. Бактерии гниения являются по способу питания организмами
1) хемотрофными
2) автотрофными
3) гетеротрофными
4) симбиотическими

Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Микоризу образуют
1) береза и подберезовик
2) береза и березовая чага
3) осина и подосиновик
4) сосна и боровик
5) кукуруза и головня
6) рожь и спорынья

1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Примерами симбиотических отношений являются:
1) гриб трутовик и береза
2) росянка и насекомые
3) клубеньковые бактерии и бобовые растения
4) целлюлозоразрушающие бактерии и растительноядные животные
5) каннибализм у хищных рыб
6) актиния и рак-отшельник

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В экосистеме смешанного леса симбиотические отношения устанавливаются между
1) берёзами и елями
2) берёзами и грибами-трутовиками
3) тлями и муравьями
4) ежами и насекомоядными птицами
5) берёзами и подберёзовиками
6) черемухой и опыляющими её мухами

Установите последовательность этапов круговорота азота в природе, начиная со свободного азота атмосферы. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) поглощение атмосферного азота бактериями
2) превращение свободного азота в связанные формы
3) потребление связанного азота животными
4) денитрификация связанного азота бактериями
5) усвоение соединений азота растениями

Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны. (1) Бактерии – прокариоты, наследственная информация которых заключается в одной линейной молекуле ДНК. (2) Все бактерии по типу питания являются гетеротрофами. (3) Азотфиксирующие бактерии обеспечивают гниение органических остатков в почве. (4) К группе азотфиксаторов относят клубеньковых бактерий, поселяющихся на корнях бобовых растений. (5) Нитрифицирующие бактерии участвуют в круговороте азота. (6) Среди паразитических бактерий хорошо известны холерный вибрион, туберкулёзная палочка, являющиеся возбудителями опасных заболеваний человека. (7) Сапротрофные бактерии питаются органическими остатками.

Установите соответствие между организмами и типами их взаимоотношений: 1) симбиоз, 2) паразит – хозяин, 3) хищник – жертва. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) гидра и дафния
Б) личинка божьей коровки и тля
В) щука и карась
Г) носорог и воловья птица
Д) чесоточный зудень и человек

Источник: www.bio-faq.ru

Фагоцитоз в защите организма:

Фагоцитоз представляет собой процесс, в результате которого Захватывают пищу путем фагоцитозаобезвреживаются все агрессоры биологического и не биологического происхождения, проникшие в тело. Их уничтожение – его фундаментальная роль. По факту, фагоцитоз становится первой согласованной реакцией иммунитета на проникновение возбудителей в организм. Но расценивать его просто как акт агрессии к «чужакам» было бы слишком поверхностно, потому что на их нейтрализации «военная миссия» фагоцитов не заканчивается.

Осуществив фагоцитоз бактерии, грибка, вируса или другой частицы, фагоцит реализует другое уникальное явление: он презентирует антигены. В то время как вредоносный объект разрушается ферментами клетки, некоторые его частицы (антигены) выносятся фагоцитами на поверхность их мембран. Это явление вызывает отдаленную ассоциацию с индейцами, собиравшими скальпы врагов и носившими их на копьях для устрашения. 

 

Захват отростками фагоцита чужеродных частиц

После победы над чужеродным объектом и процесса презентации фагоциты идут к лимфоцитам и другим клеткам иммунитета и «знакомят» их с презентированными антигенами. Так они передают иммунной системе информацию о том, какую угрозу они только что нейтрализовали. Это помогает ей правильно и быстро среагировать на подобную угрозу в дальнейшем,  если организм встретится с ней еще раз. 

Таким образом, функции фагоцитоза состоят не только непосредственно в защите, но еще и в предупреждении новых «нападений», а значит, его значение и биологическая цель намного глубже, чем кажется на первый взгляд. 

 

Фагоцитоз в очищении организма:

Способность фагоцитов «поедать» ненужные и вредные клетки очень важна, когда идет речь об очищении организма от его же собственных микроструктур, утративших жизнеспособность и нуждающихся в замене. Эту роль осуществляют элементы так называемой ретикуло-эндотелиальной системы. 

Она объединяет в себе макрофаги (разновидность фагоцитов), рассеянные по разным тканям. В печени это клетки Купфера, в селезенке – макрофаги, которые «живут» в выстилке ее крупных кровеносных сосудов – синусоидов. В легких эту систему представляют альвеолярные макрофаги, в лимфатических узлах – клетки, образующие «фильтры» для протекания лимфы. Особые макрофаги,  осуществляющие фагоцитоз бактерий, есть даже в нервной системе; их называют клетками микроглии. 

Каково значение фагоцитоза, происходящего в ретикуло-эндотелиальной системе? Ее элементы, как и обычные фагоциты, борются с инфекциями. Кроме того, они пожирают отжившие клетки организма:  старые компоненты крови Захватывают пищу путем фагоцитозаи тканей. Это сложная задача, которая вынуждает фагоциты постоянно быть «в форме», ведь каждый день мы теряем порядка 70 миллиардов клеток.  

В некоторых ситуациях активность этих фагоцитов вообще колоссальна. Так, в организме новорожденного в первые дни и недели его жизни происходит замена эритроцитов с фетальным гемоглобином на клетки с обычным, «взрослым» гемоглобином. Это необходимо в связи с тем, что ребенок начинает самостоятельно дышать, а значит, ему нужен «нормальный» переносчик кислорода, а не тот, который функционировал у него во время внутриутробной жизни. Скорость гибели красных кровяных клеток в это время очень высока.

Пожирание собственных клеток организма также происходит  и в других тканях, притом иногда этот процесс выходит из-под контроля. Например, при некоторых нарушениях слишком сильно активируется микроглия, вследствие чего происходит саморазрушение мозга и развитие таких заболеваний, как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.  

Мертвая клетка – объект деятельности фагоцитов

 

Источник: www.transferfaktory.ru