העברת חומרים מזינים בגוף של צמחים ובעלי חיים. הובלה של חומרים באורגניזמים חיים מספקת הובלה של חומרים בכל הגוף

הובלה של חומרים:

העברת חומרים דרך ביול. ממברנות קשורות לתופעות ביולוגיות חשובות כמו הומאוסטזיס יונים תוך תאי, פוטנציאלים ביו-אלקטריים, עירור והולכה של דחפים עצביים, אחסון והתמרה של אנרגיה.

ישנם מספר סוגי הובלה:

1 . יוניפורט- הוא הובלה של חומר על פני ממברנה, ללא קשר לנוכחות והעברה של תרכובות אחרות.

2. הַעֲבָרָה- זוהי העברה של חומר אחד הקשור להובלה של אחר: סימפורט ואנטי-פורט

א) שבו נקראת העברה חד-כיוונית סימפורט -ספיגה של חומצות אמינו דרך הממברנה של המעי הדק,

ב) מכוון הפוך - נגד נמל(נתרן - משאבת אשלגן).

הובלה של חומרים יכולה להיות - פסיבי ואקטיביהובלה (נושא)

הובלה פסיבית אינו קשור להוצאה אנרגטית, הוא מתבצע על ידי דיפוזיה (תנועה מכוונת) לאורך ריכוז (מ-maс לכיוון min), שיפועים חשמליים או הידרוסטטיים. מים נעים לאורך שיפוע פוטנציאל מים. אוסמוזה היא תנועה של מים דרך קרום חדיר למחצה.

מעבר פעיל מתבצעת כנגד שיפועים (מ-min ל-maс), קשורה להוצאה אנרגטית (בעיקר האנרגיה של הידרוליזה של ATP) וקשורה לעבודה של חלבוני הובלה ממברנה מיוחדים (ATP synthetase).

העברה פסיביתניתן לבצע:

א. על ידי דיפוזיה פשוטה דרך דו-שכבות השומנים של הממברנה, כמו גם דרך תצורות מיוחדות - ערוצים. על ידי דיפוזיה דרך הממברנה הם חודרים לתוך התא:

מולקולות לא טעונות, מסיס מאוד בליפידים, כולל. הרבה רעלים ותרופות,

גזים- חמצן ופחמן דו חמצני.

יונים- הם נכנסים דרך תעלות חודרות ממברנות, שהן מבני ליפופרוטאין. הם משמשים להובלת יונים מסוימים (לדוגמה, קטיונים - אניונים Na, K, Ca, Cl, P) ויכולים להיות במצב פתוח או סגור. מוליכות הערוץ תלויה בפוטנציאל הממברנה, אשר ממלא תפקיד חשוב במנגנון היצירה וההולכה של דחפים עצביים.

ב. דיפוזיה הקלה . במקרים מסוימים, העברת החומר עולה בקנה אחד עם כיוון השיפוע, אך עולה באופן משמעותי על מהירות הדיפוזיה הפשוטה. תהליך זה נקרא דיפוזיה הקלה;זה מתרחש בהשתתפות חלבוני נשא. תהליך הדיפוזיה הקל אינו דורש אנרגיה. סוכרים, חומצות אמינו ובסיסים חנקניים מועברים בדרך זו. תהליך זה מתרחש, למשל, כאשר סוכרים נספגים לומן המעי על ידי תאי אפיתל.

V. סְפִיגָה - תנועה של הממס דרך הממברנה

מעבר פעיל

העברה של מולקולות ויונים כנגד שיפוע אלקטרוכימי (הובלה פעילה) קשורה בעלויות אנרגיה משמעותיות. שיפועים מגיעים לרוב לערכים גדולים, למשל, שיפוע הריכוז של יוני מימן על קרום הפלזמה של תאי רירית הקיבה הוא 106, שיפוע הריכוז של יוני סידן על הממברנה של הרשת הסרקופלזמית הוא 104, בעוד היון זורם כנגד השיפוע משמעותיים. כתוצאה מכך, ההוצאה האנרגטית על תהליכי הובלה מגיעה, למשל, בבני אדם, ליותר מ-1/3 מכלל האנרגיה המטבולית.

מערכות הובלת יונים פעילות נמצאו בממברנות הפלזמה של תאים של איברים שונים, למשל:

נתרן ואשלגן - משאבת נתרן. מערכת זו שואבת נתרן מהתא ואשלגן לתא (אנטיפורט) כנגד השיפועים האלקטרוכימיים שלהם. הובלת יונים מתבצעת על ידי המרכיב העיקרי של משאבת הנתרן - Na+, K+ תלוי ATPase עקב הידרוליזה של ATP. עבור כל מולקולת ATP שעברה הידרוליזה, מועברים שלושה יוני נתרן ושני יוני אשלגן .

ישנם שני סוגים של Ca 2 + -ATPase. אחד מהם מבטיח שחרור יוני סידן מהתא לסביבה הבין-תאית, השני מבטיח הצטברות של סידן מתכולת התא אל המחסן התוך-תאי. שתי המערכות מסוגלות ליצור שיפוע משמעותי של יוני סידן.

K+, H+-ATPase נמצא בקרום הרירי של הקיבה והמעיים. הוא מסוגל להעביר H+ דרך הממברנה של שלפוחית ​​הרירית במהלך הידרוליזה של ATP.

ATPase רגיש לאניונים נמצא במיקרוזומים של רירית הקיבה של הצפרדע, המסוגל לנעול ביקרבונט וכלוריד במהלך הידרוליזה של ATP.

משאבת פרוטונים במיטוכונדריה ובפלסטידים

הפרשת HCI בקיבה,

ספיגת יונים על ידי תאי שורש צמחים

הפרעה בתפקודי הובלה של הממברנה, במיוחד חדירות מוגברת של הממברנה, היא סימן אוניברסלי ידוע לנזק לתאים. הפרה של פונקציות תחבורה (למשל, בבני אדם) נגרמת על ידי יותר מ 20 מה שנקראמחלות תחבורה, בין מתוכם:

גליקוזוריה כלייתית,

ציסטינוריה,

חוסר ספיגה של גלוקוז, גלקטוז וויטמין B12,

ספרוציטוזיס תורשתית (אנמיה המוליטית, לתאי דם אדומים יש צורה של כדור, בעוד ששטח הממברנה פוחת, תכולת השומנים יורדת, וחדירותו של הממברנה לנתרן עולה. ספירוציטים מוסרים מזרם הדם מהר יותר מאשר תאי דם אדומים רגילים) .

קבוצה מיוחדת של הובלה פעילה כוללת העברה של חומרים (חלקיקים גדולים) על ידי - וגםאנדו- ואקסוציטוזיס.

אנדוציטוזיס(מהאנדו היווני - פנימה) כניסת חומרים לתא, כוללת פגוציטוזיס ופינוציטוזיס.

פגוציטוזיס (מיוונית פאגוס - זולל) הוא תהליך לכידת חלקיקים מוצקים, עצמים חיים זרים (חיידקים, שברי תאים) על ידי אורגניזמים חד-תאיים או תאים רב-תאיים, האחרונים נקראים פגוציטים, או תאי אוכל. Phagocytosis התגלה על ידי I. I. Mechnikov. בדרך כלל, במהלך phagocytosis, התא יוצר בליטות, ציטופלזמה- פסאודופודיה זורמת מסביב לחלקיקים שנלכדו.

אבל היווצרות פסאודופודיה אינה הכרחית.

לפאגוציטוזיס תפקיד חשוב בתזונה של בעלי חיים חד-תאיים ורב-תאיים נמוכים, המתאפיינים בעיכול תוך-תאי, ומאפיין גם תאים הממלאים תפקיד חשוב בתופעות של חסינות וגלגול. צורת ספיגה זו אופיינית לתאי רקמת חיבור - פגוציטים, הממלאים תפקיד מגן; הם פגוציטים באופן פעיל תאי שליה, תאים המצפים את חלל הגוף ואת אפיתל הפיגמנט של העיניים.

ניתן לחלק את תהליך הפגוציטוזיס לארבעה שלבים עוקבים. בשלב הראשון (הפקולטטיבי), הפגוציט מתקרב למושא הקליטה. כאן, התגובה החיובית של הפגוציט לגירוי כימי, כימוטקסיס, היא חיונית. בשלב השני נצפית ספיחה של החלקיק הנספג על פני הפגוציט. בשלב השלישי, קרום הפלזמה בצורת שק עוטף את החלקיק, קצוות השק נסגרים ונפרדים משאר הממברנה, וה-vacuole המתקבל מסתיים בתוך התא. בשלב הרביעי, עצמים שנבלעו נהרסים ומתעכלים בתוך הפאגוציט. כמובן, שלבים אלה אינם מוגבלים, אלא הופכים באופן בלתי מורגש זה לזה.

תאים יכולים גם לספוג נוזלים ותרכובות מולקולריות גדולות באופן דומה. תופעה זו נקראת פינוציטוזיס (רופו ביוונית - משקה וסוטוז - תא). פינוציטוזה מלווה בתנועה נמרצת של הציטופלזמה בשכבת פני השטח, המובילה להיווצרות פלישה של קרום התא, המשתרעת מפני השטח בצורה של צינורית לתוך התא. בקצה הצינורית נוצרים ואקוולים, שמתפרקים ועוברים לתוך הציטופלזמה. פינוציטוזיס פעילה ביותר בתאים בעלי חילוף חומרים אינטנסיבי, בפרט בתאי מערכת הלימפה ובגידולים ממאירים.

על ידי פינוציטוזה חודרות תרכובות מולקולריות גבוהות לתאים: חומרי הזנה מזרם הדם, הורמונים, אנזימים וחומרים אחרים, כולל תרופות. מחקרים מיקרוסקופיים אלקטרוניים הראו כי על ידי פינוציטוזיס שומן נספג על ידי תאי אפיתל מעיים, תאי צינורית כליה וביציות צומחות עוברות פגוציטציה.

גופים זרים הנכנסים לתא על ידי פגוציטוזיס או פינוציטוזיס נחשפים לאנזימי ליטוש בתוך ואקוולות העיכול או ישירות בציטופלזמה. המאגרים התוך תאיים של אנזימים אלה הם ליזוזומים.

פונקציות של אנדוציטוזיס

מתבצעים תְזוּנָה(תאי ביצה סופגים חלבוני חלמון בדרך זו: פגוזומים הם ואקוולות העיכול של פרוטוזואה)

מָגֵןותגובות חיסוניות (לויקוציטים סופגים חלקיקים זרים ואימונוגלובולינים)

תַחְבּוּרָה(צינוריות הכליה סופגות חלבונים מהשתן הראשוני).

אנדוציטוזיס סלקטיביחומרים מסוימים (חלבוני חלמון, אימונוגלובולינים וכו') מתרחשים כאשר חומרים אלו באים במגע עם אתרי קולטנים ספציפיים למצע על גבי קרום הפלזמה.

חומרים הנכנסים לתא על ידי אנדוציטוזיס מפורקים ("מתעכל"), מצטברים (לדוגמה, חלבוני חלמון), או שוב מוסרים מהצד הנגדי של התא על ידי אקסוציטוזיס ("ציטופמפסיס").

אקסוציטוזיס(מהאקסו היווני - בחוץ, בחוץ) - תהליך הפוך לאנדוציטוזיס: למשל, מהרשת האנדופלזמית, מנגנון גולגי, שלפוחיות אנדוציטיות שונות, ליזוזומים מתמזגים עם קרום הפלזמה, משחררים את תוכנם החוצה.

89. בואו נגלה מדוע יש צורך בהובלה של חומרים עבור אורגניזמים רב-תאיים.
הודות להובלת חומרים, כל המינרלים והחלבונים השונים, פחמימות, שומנים מגיעים ל"יעד" שלהם ומתחילים להסתנן במהירות עם מולקולות אחרות.

90. בואו נצייר צמח ונתייג את איבריו.

91. בואו נכתוב אילו חומרים זזים:
א) דרך כלי עץ:מינרלים
ב) לאורך צינורות המסננת של הבאסט:חומרים אורגניים.

92. הבה נגדיר את מושג הדם ותפקודיו בגוף.
רקמת חיבור. הודות לחלבונים הכלולים בדם, הוא מבצע פונקציות רבות, כולל הובלה והגנה.

93. נכתוב את ההבדלים בין מערכת מחזור סגורה ופתוחה.
ב-c.s סגור. הדם נע במעגל, ובמעגל פתוח, כלי הדם נפתחים לתוך חלל הגוף.

94. בואו נסמן את החלקים של מערכת הדם המוצגים בתמונות. בואו נקבע את הסוג שלהם.

95. בוא נשלים את המשפטים.

96. הבה נגדיר את המושגים.
עורק הוא כלי שדרכו עובר דם מחומצן לאיברים.
וריד הוא כלי שדרכו עובר דם רווי בפחמן דו חמצני מהאיברים.
נימי הוא הכלי הקטן ביותר שחודר לכל הגוף של בעל חיים.

97. בואו נסמן את חלקי הלב המצוינים במספרים בתמונות. נרשום את החיות שאליהן שייכים הלבבות המוצגים.

עבודת מעבדה.
"תנועה של מים ומינרלים לאורך הגבעול".

תשובות לספרי לימוד בבית הספר

במהלך הובלת חומרים הם מועברים ממקומות הכניסה לגוף מהסביבה או ממקומות היווצרותם בגוף אל האיברים הזקוקים לחומרים אלו לכל החיים. כך, אצל יונקים, החמצן הנכנס לריאות, הודות למערכת ההובלה, מועבר לכל תאי גוף החי, ופחמן דו חמצני, להיפך, מועבר לריאות ומשתחרר לסביבה החיצונית.

2. כיצד מתרחשת העברת חומרים באורגניזמים חד-תאיים?

באורגניזמים חד-תאיים, חומרים שונים מועברים על ידי תנועת הציטופלזמה. למשל, באמבה זה מתרחש במהלך תנועתה, במהלכה זורמת הציטופלזמה מחלק אחד של הגוף לאחר. החומרים הכלולים בו מתערבבים ומופצים בכל התא. בסליפ ריסי - פרוטוזואה בעל צורת גוף קבועה - תנועת שלפוחית ​​העיכול ופיזור חומרי הזנה בכל התא מושגת על ידי תנועה מעגלית מתמשכת של הציטופלזמה.

3. מה תפקידה של מערכת הדם?

מערכת הדם, המורכבת מכלי דם, מספקת גישה לדם לכל איברי ורקמות הגוף ומבצעת את אחד התפקידים החשובים ביותר - הובלת חומרים וגזים.

4. מהו דם?

5. ממה מורכב דם?

דם הוא אחד מסוגי רקמת החיבור שמסתובבת במחזור הדם. הדם נושא חומרים מזינים וחמצן בכל הגוף, ומסיר פחמן דו חמצני ומוצרי פסולת אחרים. הדם מורכב מנוזל חסר צבע - פלזמה ותאי דם. יש תאי דם אדומים ולבנים, כמו גם טסיות דם. תאי דם אדומים נותנים לדם צבע אדום, מכיוון שהם מכילים חומר מיוחד - הפיגמנט המוגלובין (מה"נושא" היווני - דם ו"גלובולוס" הלטינית - כדור). בשילוב עם חמצן, המוגלובין נושא אותו בכל הגוף. לפיכך, הדם מבצע את פעולת הנשימה. תאי דם לבנים מבצעים תפקיד מגן: הם הורסים פתוגנים שנכנסים לגוף. טסיות דם מעורבות בתהליך של קרישת הדם. לכן, כאשר נפצעים, הודות לטסיות הדם, הדם במקום הפצע מתקרש והדימום נפסק.

6. מהן סטמטות, היכן הן ממוקמות?

7. איך מים ומינרלים נעים בצמח?

מים ומינרלים המומסים בו נעים בצמח מהשורשים לחלקים מעל הקרקע דרך כלי העץ.

8, באיזה חלק בגזע עובר חומר אורגני?

חומרים אורגניים עוברים מהעלים לחלקים אחרים של הצמח דרך צינורות המסננת של הפלואם.

9. מה תפקידן של שערות שורש? מהו לחץ שורש?

10. מה המשמעות של אידוי מים מעלים?

מים נכנסים לצמח דרך שערות השורשים. מכוסים בריר, במגע הדוק עם האדמה, הם סופגים מים עם מינרלים מומסים בהם. ואז המים עולים בלחץ דרך כלי השורש לאיברים אחרים של הצמח מעל פני הקרקע. לחץ השורשים הוא הכוח הגורם לתנועה חד-כיוונית של מים מהשורשים לזרעים.

מים מתאדים מפני השטח של תאי העלים בצורת אדים וחודרים לאטמוספירה דרך הסטומטה. תהליך זה מבטיח זרימה מתמשכת כלפי מעלה של מים דרך הצמח. לאחר שוויתרו על המים, התאים של עיסת העלים, כמו משאבה, מתחילים לספוג אותם באינטנסיביות מהכלים המקיפים אותם, שם המים נכנסים דרך הגבעול מהשורש.

71. בואו נגלה מדוע יש צורך בהובלה של חומרים עבור אורגניזמים רב-תאיים.
הודות להובלת חומרים, כל המינרלים והחלבונים השונים, פחמימות, שומנים מגיעים ל"יעד" שלהם ומתחילים להסתנן במהירות עם מולקולות אחרות.

72. בואו נצייר צמח ונתייג את איבריו.

73. בוא נכתוב אילו חומרים זזים:
א) דרך כלי עץ:מינרלים
ב) לאורך צינורות המסננת של הבאסט:חומרים אורגניים.

74.
רקמת חיבור. הודות לחלבונים הכלולים בדם, הוא מבצע פונקציות רבות, כולל הובלה והגנה.

75. נגדיר את מושג הדם ותפקידיו בגוף.
ב-c.s סגור. הדם נע במעגל, ובמעגל פתוח, כלי הדם נפתחים לתוך חלל הגוף.

76. בואו נסמן את החלקים של מערכת הדם המוצגים בתמונות. בואו נקבע את הסוג שלהם.

77. בוא נשלים את המשפטים.

78. בואו ניתן הגדרות.
עורק הוא כלי שדרכו עובר דם מחומצן לאיברים.
וריד הוא כלי שדרכו עובר דם רווי בפחמן דו חמצני מהאיברים.
נימי הוא הכלי הקטן ביותר שחודר לכל הגוף של בעל חיים.

79. נסמן את חלקי הלב המסומנים במספרים בתמונות. נרשום את החיות שאליהן שייכים הלבבות המוצגים.

עבודת מעבדה.
"תנועה של מים ומינרלים לאורך הגבעול".

הובלת חומרים עבור אורגניזמים רב-תאיים היא תנאי לחייהם. תאים רבים מקיימים אינטראקציה זה עם זה, אך כל אחד מבצע את תפקידו. על מנת שיפעלו בשיתוף פעולה, יש צורך להזיז חומרים שיכולים להיכנס מבחוץ או להסירם מהגוף.

הובלה של חומרים נכנסים

כל מה שהגוף צריך לחיים מגיע מהסביבה. זה מה שזה עושה:

• חַמצָן;
• מים;
• חומרים מזינים מהמזון - חלבונים, שומנים, פחמימות, ויטמינים;
• מיקרו-אלמנטים.

כל רכיב מבצע את תפקידו באיבר מסוים ויש צורך במערכת הובלה על מנת לשנע אותו.

החמצן נישא בדם. לאחר חילופי גזים, אוויר מהריאות נכנס לזרם הדם לתאי דם אדומים. הם מכילים חלבון הובלה מיוחד - המוגלובין. הוא אחראי על אספקת חמצן לכל הרקמות הזקוקות לו. בלי זה, התאים והגוף ימותו מהיפוקסיה.

מים אינם זקוקים למנשא מיוחד, מכיוון שהם יכולים להזיז את עצמם לאורך שיפוע ריכוז. זה מגיע למקום שבו ריכוז המלחים או החלבונים גדול יותר. מים שוטפים בחופשיות כדי לעבור ולעזוב את התאים במידת הצורך. זהו מדיום אוניברסלי בו מתרחשים כל התהליכים, ולכן, ללא הובלת מים לא היו חיים או כל הובלה אחרת.

הובלת חומרים מזינים בבעלי חיים רב-תאיים מתבצעת על ידי מערכת עיכול מיוחדת. פעם במעיים, חלבונים, שומנים ופחמימות מתפרקים ונספגים בדם. לאורכו הם מועברים לתאים אחרים. פחמימות מספקות אנרגיה לחיים. אם הם לא יועברו לכל הרקמות, הגוף לא יוכל להתקיים.

יסודות קורט ומינרלים תומכים בסביבה הפנימית של התאים והגוף בכללותו. הם נכנסים עם מזון ומועברים כמוצרים של פירוקו. רוב חומרי המרכך עוברים דרך תאים בחופשיות או דרך פתחים מיוחדים.

הובלת פלט

בתהליך החיים, הגוף מייצר הרבה חומרים מיותרים:

• פחמן דו חמצני;
• אוריאה;
• אַמוֹנִיָה;
• קטונים ואלמנטים אחרים.

כדי למנוע מהם להרעיל את הגוף, יש להסיר אותם. הדם פועל כמעביר, הנושא אותם לאיברי ההפרשה.

כך, באורגניזם רב תאי, מועברים חומרים הדרושים לנשימה, תזונה, חיטוי של חומרים רעילים ותהליכים חיוניים אחרים.