Тема: Тканини тваринного та рослинного організмів.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Мета: Систематизувати знання отримані з теми. Розвивати сприйняття. Формувати відповідальне ставлення до вивчення предмета.

Методи: словесний, наочний.

План:

1 Будова та функції тканин Стовбурові клітини.

2 Тканини тварин, здатність до регенерації.

3 Тканини рослин, здатність до регенерації.

Матеріально-технічне забезпечення та дидактичні засоби, ТЗН: підручник, таблиці, малюнки.

Література:

1 Тагліна О.В. Біологія, 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч, для загальноосв. навч. закл.- Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256 с.

2 Кучеренко М. Е., Вервес Ю. Г., Балан П.Г. та ін.. Загальна біологія, 10- 11 класи.- К.: Генеза, 1998, 2000, 2001.

3 Кучеренко М.Є. Загальна біологія. Підручник для 10 кл. Загальноосв. навч. закл. – К.: Генеза, 2005 р.

Тканиною називають групу клітин, схожих за формою, розмірами, функціями, походженням, продуктами своєї життєдіяльності. У всіх рослин і тварин, за винятком найбільш примітивних, тіло складається із тканин. У вищих рослин і високоорганізованих тварин тканини вирізняються значною структурно-функціональною різноманітністю і складністю своїх продуктів. Взаємодіючи одна з одною, різні тканини утворюють окремі органи тіла.

Тканини тварин вивчає наука гістологія.

Анатомія рослин досліджує рослинні тканини. Для вивчення тканин учені використовують техніку заморожених зрізів, фазово-контрастну мікроскопію, гістохімічний аналіз, культивування тканин, електронну мікроскопію.

У тварин виділяють епітеліальну, сполучну, м'язову і нервову тканини. У рослин вирізняють твірну, покривну, основну, провідну, механічну та інші тканини.

Будова тканин тісно пов'язана з їхніми функціями. Цей взаємозв'язок простежується і у тваринних, і у рослинних тканин.

Тканини як системи, що складаються із клітин та їх похідних, виникли з появою багатоклітинних організмів. Розвиток тканин в онтогенезі відбувається внаслідок диференціювання клітин. Під диференціюванням розуміють зміни у структурі клітин у результаті їх спеціалізації. Вибір шляху диференціації клітин визначається міжклітинною взаємодією.

Для тканин характерна властивість регенерації (відновлення). Розрізняють регенерацію фізіологічну, яка здійснюється постійно у здоровому організмі, і репаративну — унаслідок ушкодження. У різних тканин можливості регенерації неоднакові. У деяких тканин загибель клітин генетично запрограмована і здійснюється постійно, наприклад у багатошаровому зроговілому епітелії шкіри.

Клітини, здатні трансформуватися в різні типи біологічних тканин в організмі, називають стовбуровими. Стовбурові клітини мають деякі спільні характеристики, що відрізняють їх від інших клітин. Вони здатні самі підтримувати свої властивості і якості, диференціюватися в різні спеціалізовані клітини. Завдяки цьому стовбурові клітини дозволяють відновлювати всі функціональні елементи тканини.

Відкриття стовбурових клітин змінило уявлення учених про організацію тканин і про механізми відновлювальних процесів у них. З'явилася надія за допомогою стовбурових клітин позбутися хвороб, пов'язаних із незворотним пошкодженням тканин. Це, наприклад, хвороба Альцгеймера, при якій деградує тканина мозку; діабет, спричинений порушенням острівців Лангерганса у підшлунковій залозі; цироз, пов'язаний із переродженням тканини печінки.

Щоб пересаджувати стовбурові клітини, їх необхідно вміти вирощувати і вирізняти, але зробити це дуже складно. Вважають, що першими тваринними організмами, у яких з'явилися примітивні тканини, були кишковопорожнинні. До них належать гідроїдні, сцифоїдні медузи і коралові поліпи.

У рослин тканини з'явилися у зв'язку з виходом на суходіл і необхідністю пристосовуватися до нових наземно-повітряних умов середовища. У процесі еволюції вищих рослин відбувалося ускладнення їхніх тканин і органів. В організмі тварин виділяють чотири типи тканин: епітеліальну, сполучну, м'язову і нервову.

Епітеліальна тканина (епітелій) укриває поверхню тіла, вистилає слизові оболонки порожнистих органів травної системи, дихальної системи, сечостатевого апарату й утворює залозисту паренхіму залоз зовнішньої і внутрішньої секреції. Епітелій виконує покривну і захисну функції, тому в епітеліальній тканині мало міжклітинної речовини і клітини щільно прилягають одна до одної.

Сполучна тканина дуже різноманітна за своєю будовою, але в ній завжди багато міжклітинної речовини. Основними функціями сполучної тканини є трофічна (живильна) і опорна функції. До сполучної тканини належить кров, лімфа, хрящова, кісткова і жирова тканини.

М'язова тканина здійснює рухові процеси в організмі тварин і людини. Вона утворена м'язовими волокнами, у цитоплазмі яких є дуже тонкі нитки, що можуть скорочуватися.

Розрізняють гладку (непосмуговану) м'язову тканину, поперечносмугасту скелетну (посмуговану) і серцеву поперечносмугасту (покреслену) м'язові тканини. Гладка м'язова тканина входить до складу стінок внутрішніх органів, а з поперечносмугастої м'язової тканини складаються скелетні м'язи і м'язи серця.

Нервова тканина складається із нервових клітин — нейронів і ней-роглій, які утворюють нервову систему.

Основною одиницею нервової системи є нейрон, що має тіло і відростки різної довжини.

Серед відростків нейрона один, найдовший, називається аксоном. Його кінцевий апарат закінчується на іншій нервовій клітині, на м'язових клітинах (волокнах) чи на клітинах залозистої тканини. По аксону нервовий імпульс рухається від тіла нервової клітини до робочих органів — м'яза, залози або до наступної нервової клітини. Аксони утворюють нервові волокна.

Інші відростки нейрона називаються дендритами. Вони короткі, галузисті. їхні закінчення сприймають нервове подразнення і проводять нервовий імпульс до тіла нейрона.

Основною властивістю нейрона є здатність збуджуватися і проводити це збудження по нервових волокнах.

Клітини нейроглії виконують опорну, живильну, захисну й інші функції. Ці клітини вистилають порожнини головного мозку і спинномозковий канал, утворюють опорний апарат центральної нервової системи й оточують тіла нейронів та їхні відростки.

Тканина являє собою біологічну систему, але самі тканини виступають компонентами більш складних біологічних систем — органів.

Утворення тканин (гістогенез) у тварин відбувається з ектодерми, ентодерми, мезодерми і мезенхіми в період ембріогенезу, а основними елементами тканин є клітини та їхні похідні у вигляді неклітинних структур.

Регенерація — утворення нових структур замість видалених або загиблих у результаті пошкодження чи втрачених у процесі життєдіяльності. У багатьох безхребетних можлива регенерація цілого організму з частини тіла. У високоорганізованих тварин це неможливо — регенерують лише окремі тканини, органи чи їхні частини.

Регенерація може здійснюватися шляхом росту тканин на рановій поверхні, перебудови частини органа, що залишилася, на новий або шляхом росту залишку органа без зміни його форми.

Регенерація залежить від рівня організації тварини і від багатьох інших чинників. У рослинах спостерігаються такі групи тканин: твірні (дають початок усім іншим тканинам), покривні (захищають рослину), опорні, або механічні (протистоять силі тяжіння), провідні (проводять воду й поживні речовини), асиміляційні (забезпечують живлення рослин), запасні (у них запасаються речовини, повітря чи вода), основна тканина (заповнює простір між спеціалізованими тканинами).

Твірні тканини. Функція цих тканин — утворення нових клітин шляхом поділу. Твірна тканина складається з дрібних клітин із великими ядрами і без вакуоль. Клітини цієї тканини постійно діляться. Одна частина дочірніх клітин, доростаючи до розмірів материнської, знову ділиться, а друга частина поступово перетворюється на клітини постійних тканин. Постійними називають усі тканини, крім твірних. Клітини постійних тканин зазвичай не можуть ділитися. Твірні тканини розміщуються на кінчику кореня й на верхівці стебла. Вони забезпечують постійний ріст рослини в довжину.

Усередині коренів і стебел є кільце твірної тканини із видовжених клітин. Його називають камбієм. Камбій забезпечує розростання коренів і стебел у товщину.

Покривні тканини. Ці тканини вкривають зовні органи рослини і захищають їх від шкідливих впливів навколишнього середовища. Крім того, покривні тканини захищають органи рослин від висихання.

У рослин є кілька видів покривних тканин. Листя і молоді зелені стебла вкриті шкірочкою, яка складається з одного шару прозорих клітин. Прозорість покривної тканини дуже важлива, оскільки, захищаючи орган, шкірочка не перешкоджає потраплянню світла у клітини з хлоропластами, що лежать глибше. Захисні властивості шкірочки визначаються тим, що її клітини щільно зімкнені, зовнішня оболонка клітин потовщена, іноді вкрита воском. Це захищає органи від висихання і проникнення всередину грибків і бактерій, які спричиняють хвороби рослин. Проте рослина не може бути повністю відокремленою від повітряного середовища. їй постійно потрібен кисень для дихання клітин і вуглекислий газ для фотосинтезу. Крім того, рослина постійно випаровує воду. У рослині весь час повинен відбуватися газообмін. Шкірочка не перешкоджає цьому, оскільки в ній є спеціальні утворення для газообміну — продихи.

Продих — це щілина, оточена двома замикальними клітинами, які, на відміну від клітин шкірочки, мають бобоподібну форму. Продихи можуть відкриватися і закриватися. Замикальні клітини при цьому розходяться або зближуються. Під продихами розміщені міжклітинники, по яких повітря доходить до всіх клітин листка або молодого стебла.

У багатьох рослин (особливо деревних) стебло вкрите іншою покривною тканиною — пробкою. Це багатошарова тканина. Клітини її щільно зімкнуті. їх живий вміст відмирає, порожнини клітин заповнюються повітрям. Пробка — більш надійний захист для рослин, ніж шкірочка.

У деяких дерев (пробковий дуб) шар пробки може бути дуже товстим, до 20—30 см. Газообмін рослин, укритих пробкою, відбувається через сочевички. Сочевички — це розриви у пробці, через які повітря проникає всередину стебла.

Опорні, або механічні, тканини. Дуже розчленоване тіло рослини потребує опори. Підтримують і зміцнюють органи рослини опорні тканини. Характерною особливістю цих тканин є сильне потовщення клітинних стінок, які забезпечують виконання їхніх функцій. Часто клітинні оболонки дерев'яніють і живий вміст клітини відмирає. Клітини опорної тканини можуть мати витягнуту форму, тоді їх називають волокнами, але можуть бути й округлими. Проте в будь-якому разі клітинні оболонки цієї тканини дуже товсті.

Провідні тканини. У рослинах є два види провідних тканин. Один вид складається із судин і проводить воду та мінеральні речовини з коренів у листя. Цю тканину називають ксилемою. Другий вид складається із ситоподібних клітин, які проводять поживні речовини, що утворюються в листі під час фотосинтезу, вниз по рослині. Цю тканину називають флоемою. Судини утворюються з ряду клітин, які ростуть, витягуючись, їхні оболонки дерев'яніють, живий вміст відмирає, а поперечні стінки руйнуються. Утворюються трубки, а на місці поперечних перегородок залишаються вузькі обідки, за якими можна визначити, що судини утворилися з ряду клітин. Ситоподібні клітини мають видовжену форму, що сприяє проведенню речовин. У поперечних клітинних оболонках утворюється багато дрібних отворів, що робить їх схожими на сито (звідси й назва клітин). Отвори полегшують проходження поживних речовин з однієї ситоподібної клітини в іншу.

Асиміляційні тканини здійснюють процес фотосинтезу, тому їх ще називають фотосинтезуючими тканинами. Їхні клітини мають округлу або трохи витягнуту форму. Вони зімкнені або мають міжклітинники. Асиміляційні тканини в основному розміщені в листках, але зелені клітини спостерігаються і в молодих стеблах.

Запасаючі тканини. У цих тканинах відкладаються про запас поживні речовини, які утворилися в асиміляційних тканинах. Клітини цих тканин великі, іноді дуже великі.

Основна тканина. Клітини цієї тканини заповнюють проміжки між спеціалізованими тканинами. її клітини можуть бути великими або дрібними, з тонкими чи потовщеними оболонками, щільно зімкненими або з міжклітинниками. Основна тканина в різних органах рослин може виконувати різні функції: асиміляційну, запасаючу, опорну. Рослинні тканини не існують самі по собі, вони об'єднуються в органи, які, у свою чергу, об'єднані в цілісний організм. І вегетативні, і генеративні органи рослин складаються з різних тканин, залежно від того, які функції їм необхідно виконувати.

Ростуть усі тканини й органи рослин за рахунок твірних тканин, які ще називають меристеми. Вони тривалий час зберігають здатність до поділу. Важлива властивість клітин меристем полягає в тому, що вони дають початок спеціалізованим клітинам, які утворюють постійні тканини — покривні, основні, провідні, механічні, видільні.

Залежно від розподілу на тілі рослини, що формується, виділяють чотири види меристем. Верхівкові меристеми забезпечують ріст пагонів і коренів у довжину. Бічні меристеми зумовлюють наростання стебел і коренів у товщину. Вставні, або інтеркалярні, меристеми тимчасово зберігаються у міжвузлях стебла і в основах молодих листків, забезпечуючи ріст цих ділянок, але потім перетворюються на постійні тканини. Раневі, або травматичні, меристеми виникають у місцях пошкодження рослини, де утворюють захисний калус. Шар захисної тканини, що утворюється на зрізі стеблового чи листкового черешка, зрізаного для розмноження, теж є калусом.

Регенерація у рослин може відбуватися на місці втраченої частини організму або на іншому місці. Наприклад, при відрізанні верхівки пагона починають посилено розвиватися бічні пагони.

Розмноження рослин черешками — це типовий випадок регенерації, при якому з невеликої вегетативної частини відновлюється ціла рослина.

Регенерація рослин лежить в основі однієї з форм вегетативного розмноження і має важливе значення для рослинництва, плодівництва, лісівництва, декоративного садівництва.

Лекція №14

Тема: Обмін речовин та енергії у клітині. Сучасна клітинна теорія.

Мета:Ознайомити студентів зі специфікою енергетичного та пластичного обміну у клітині. Поповнити та закріпити отримані раніш знання про сучасну клітинну теорію. Розвивати увагу, вміння сконцентруватися. Сприяти формуванню пізнавального інтересу.

Методи: словесний, наочний.

План:

1 Метаболізм у клітині.

2 Енергетичний обмін.

3 Пластичний обмін.

4 Кисень у життєдіяльності організмів.

5 Сучасна клітинна теорія.

Матеріально-технічне забезпечення та дидактичні засоби, ТЗН: підручник, таблиці, малюнки.

Література:

2 Кучеренко М. Е., Вервес Ю. Г., Балан П.Г. та ін.. Загальна біологія, 10- 11 класи.- К.: Генеза, 1998, 2000, 2001.

3 Кучеренко М.Є. Загальна біологія. Підручник для 10 кл. Загальноосв. навч. закл. – К.: Генеза, 2005 р.

Кисневе дихання — основний етап у забезпеченні клітини енергією. Він у 18 разів ефективніший за безкисневий етап. Енергетичний обмін в аеробних клітинах рослин, грибів і тварин відбувається однаково. Це свідчить про їх спорідненість.

Аеробні організми, або аероби, — це організми, які можуть жити й розвиватися лише за наявності в середовищі вільного кисню, який вони використовують як окисник.

До аеробних організмів належать усі рослини, більшість найпростіших і багатоклітинних тварин, майже всі гриби. Тобто значна частина відомих живих істот. У деяких тварин здатність існувати без кисню (анаеробіоз) спостерігається як вторинне пристосування.

Особливе місце серед аеробних організмів посідають організми, здатні до фотосинтезу, — рослини та ціанобактерії. Кисень, що вони виділяють, забезпечує розвиток усіх інших аеробних організмів.

Анаеробні організми, або анаероби, — це організми, які не потребують кисню для нормальної життєдіяльності. Є облігатні (обов'язкові) анаеробні організми, які можуть існувати тільки за відсутності кисню і гинуть від зіткнення з ним. Це переважно бактерії. Але є й факультативні анаероби, здатні рости в середовищі, де є кисень. До них належать деякі бактерії та гриби, найпростіші, черви та інші організми.

Термін «анаероби» увів Луї Пастер, який у 1861 р. відкрив бактерії маслянокислого бродіння.

Облігатні анаероби здійснюють азотфіксацію в кореневих бульбочках бобових рослин або у ґрунті, розщеплюють клітковину в кишечниках жуйних тварин. Вони тільки частково розкладають рослинні залишки, утворюючи торф. Процеси розкладання субстрату анаеробними організмами називають бродінням, гниттям тощо.

Пластичний обмін (анаболізм, асиміляція) — один із виявів обміну речовин, який охоплює процеси синтезу амінокислот, моносахаридів, жирних кислот, нуклеотидів, полісахаридів, макромолекул білків, нуклеїнових кислот.

Пластичний обмін — синтез власних органічних сполук з отриманих поживних речовин, відбувається з використанням енергії, отриманої під час окиснення. Процес відбувається у три етапи.

На першому етапі йде синтез проміжних сполук із низькомолекулярних речовин.

На другому етапі здійснюється синтез «будівельних блоків» із проміжних сполук.

На третьому етапі відбувається синтез макромолекул білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, жирів із «будівельних блоків».

У результаті пластичного обміну синтезуються властиві організму білки, жири, вуглеводи, які, у свою чергу, ідуть на створення нових клітин, органів, міжклітинної речовини. Прикладом пластичного обміну є біосинтез білків, який ви вивчали раніше.

Значення пластичного обміну полягає у забезпеченні клітини будівельним матеріалом для створення клітинних структур і органічними речовинами, які використовуються в енергетичному обміні.

Клітина є елементарною структурно-функціональною одиницею живого. Уперше це встановили Маттіас Шлейден і Теодор Шванн, як і є засновниками клітинної теорії. У своїй роботі «Мікроскопічні дослідження про відповідність у структурі й рості тварин і рослин», написаній у 1839 р., Т. Шванн так сформулював основні положення клітинної теорії:

1. Усі організми складаються з однакових частин — клітин; вони утворюються і ростуть за одними й тими самими законами.

2. Загальний принцип розвитку для елементарних частин організму — утворення клітин.

3. Кожна клітина в певних межах є індивідуумом. Але ці індивідууми діють спільно, так що виникає гармонійне ціле. Усі тканини складаються із клітин.

4. Процеси, які виникають у клітинах рослин, можуть бути зведені до таких: 1) виникнення нових клітин; 2) збільшення розміру клітини; 3) перетворення клітинного вмісту на потовщення клітинної стінки.

М. Шлейден і Т. Шванн помилково вважали, що клітини в організмі виникають із первинної неклітинної речовини. Пізніше, у 1859 р., Рудольф Віхров сформулював одне з найважливіших положень клітинної теорії: «Будь-яка клітина походить з іншої клітини... Там, де виникає клітина, їй повинна передувати клітина, подібно до того, як тварина походить тільки від тварини, а рослина — тільки від рослини».

Клітинна теорія розвивалася. У межах цієї теорії був сформульований висновок про те, що клітина — це не лише одиниця певної структури, а й основа розвитку багатоклітинного організму, основа для перебігу фізіологічних і біохімічних процесів в організмі. Біохімічні дані дозволили зробити висновок про подібність хімічного складу всіх клітин і ще раз підтвердили єдність усього органічного світу.

Сучасна клітинна теорія включає такі положення:

1. Клітина — основна одиниця будови й розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого.

2. Клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні за своєю будовою, хімічним складом, основними проявами життєдіяльності й обміну речовин.

3. Розмноження клітин відбувається шляхом їх поділу, і кожна нова клітина утворюється в результаті поділу материнської клітини.

4. У складних багатоклітинних організмах клітини спеціалізовані за виконуваними функціями й утворюють тканини; із тканин складаються органи, які нерозривно взаємопов'язані й підпорядковані нервовим і гуморальним системам регуляції.

Дослідження клітини тривають, але теоретичною основою для них, як і раніше, є клітинна теорія. Клітинна теорія — одне з найважливіших узагальнень біологічної науки.

Обмін речовин та енергії у клітині називають також метаболізмом. Метаболізм здійснюється не лише на клітинному рівні, а й на тканинному й організмовому рівнях. Він забезпечує постійність внутрішнього середовища клітини й організму в безперервно змінюваних умовах існування. Така постійність називається гомеостазом.

Обмін речовин складається із двох взаємопов'язаних і взаємозалежних процесів. Це процеси дисиміляції, у яких відбувається розщеплення органічних речовин і виділена енергія використовується для утворення АТФ, і процеси асиміляції, в яких енергія АТФ витрачається на синтез власних необхідних для організму речовин

Обмін речовин і енергії = метаболізм

Зовнішній обмін Внутрішній обмін

Поглинання і виділення речовин

Пластичний обмін = асиміляція Енергетичний обмін =дисиміляція

Сукупність процесів синтезу складних органічних речовин із простих (супроводжується поглинанням енергії)

Сукупність процесів розщеплення складних речовин до простих (супроводжується виділенням енергії)

Процеси дисиміляції називають також катаболізмом та енергетичним обміном, а процеси асиміляції — анаболізмом і пластичним обміном. Так багато синонімів щодо того самого поняття виникло тому, що реакції обміну речовин вивчали вчені різних біологічних спеціальностей: біохіміки, фізіологи, молекулярні біологи, цитологи, генетики. Проте всі назви прижилися й активно використовуються науковцями.

Енергетичний обмін (катаболізм, дисиміляція) — це сукупність реакцій розщеплення складних органічних сполук до більш простих молекул із виділенням енергії. Частина цієї енергії йде на синтез молекул АТФ, багатих на енергетичні зв'язки. Розщеплення органічних речовин здійснюється в цитоплазмі без участі кисню і в мітохондріях за участю кисню.

Енергетичний обмін відбувається поетапно.

На підготовчому етапі під впливом ферментів полісахариди розщеплюються на моносахариди, жири розщеплюються до гліцерину і жирних кислот, білки — до амінокислот, нуклеїнові кислоти — до нуклеотидів. При цьому виділяється незначна кількість енергії, яка розсіюється у вигляді тепла.

Безкисневий етап (анаеробне дихання, або гліколіз) — моноступінчасте розщеплення глюкози без участі кисню. Речовини, що утворилися на підготовчому етапі,— глюкоза, гліцерин, органічні кислоти, амінокислоти та ін.— починають свій подальший розпад. Це складний багатоступінчастий процес. Він складається з низки послідовних ферментативних реакцій.

Енергія, що вивільняється під час реакцій гліколізу, не вся переходить у тепло. Частина її іде на синтез двох багатих на енергію фосфатних зв'язків. При розпаданні однієї молекули глюкози під час гліколізу і спиртового бродіння утворюються дві молекули АТФ. Таким чином клітина зберігає 40 % енергії.

Етап кисневого розщеплення, або дихання.

Кисневе дихання — етап аеробного дихання, або кисневого розщеплення, який відбувається на кристах мітохондрій. На цьому етапі речовини попереднього етапу розщеплюються до кінцевих продуктів розпаду — води й вуглекислого газу. У результаті розщеплення двох молекул молочної кислоти утворюються 36 молекул АТФ.

Лекція № 15

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 26; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!