Автотрофное питание. Фотосинтез, его значение

1. Фотосинтез - вид пластического обмена, который происходит в клетках растений и некоторых автотрофных бактерий. Фотосинтез - процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды, идущий в хлоропластах с использованием солнечной энергии. Суммарное уравнение фотосинтеза:

2. энергия света

3. 6СО₂ + 6Н2О С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

4. Значение фотосинтеза - образование органических веществ и запасание солнечной энергии, необходимой всем организмам, обогащение атмосферы кислородом. Зависимость жизни всех организмов от фотосинтеза.

5. Хлоропласты - расположенные в цитоплазме органоиды, в которых происходит фотосинтез. Их отделение от цитоплазмы двумя мембранами. Образование гран - многочисленных выростов на внутренней мембране, в которые встроены молекулы хлорофилла и ферментов.

6. Хлорофилл - высокоактивное вещество, зеленый пигмент, способный поглощать и использовать энергию солнечного света на синтез органических веществ из неорганических. Зависимость активности хлорофилла от включения его в структуры хлоропласта.

7. Фотосинтез - сложный процесс, в котором выделяют световую и темновую фазы. Световая фаза фотосинтеза:

1) поглощение на свету хлорофиллом энергии солнечного света и ее преобразование в энергию химических связей (синтез молекул АТФ);

2) расщепление молекул воды на протоны и атомы кислорода;

3) образование из атомов молекулярного кислорода и выделение его в атмосферу;

4) восстановление протонов электронами и превращение их в атомы водорода.

8. Темновая фаза фотосинтеза - ряд последовательных реакций синтеза углеводов: восстановление углекислого газа водородом, который образовался в световую фазу при расщеплении молекул воды. Использование запасенной в световую фазу энергии молекул АТФ на синтез углеводов.

9. Фотосинтез очень продуктивен, но хлоропласты листа за­хватывают для участия в этом процессе всего 1 квант света из 10000. Тем не менее этого достаточно для того, чтобы зеленое растение могло синтезировать 1 г глюкозы в час с поверхно­сти листьев площадью 1 м².

10.Роль растений в биосфере. Способность использования солнечной энергии для создания органических веществ, в процессе фотосинтеза и выделения при этом кислорода, необходимого для дыхания всех живых организмов. Растения - производители органического вещества, обеспечивающие пищей и энергией самих себя, а также животных, грибы, большинство бактерий и человека. Они являются первым звеном в любой пищевой цепи, и характер растительных сообществ определяющим образом сказывается на фауне любого биоценоза. Растения служат источником кислорода на Земле и оказывают значительное влияние на климат. Жизнь современного человека зависит от использования культурных растений, которых в настоящее время насчитывается около 1500 видов. Человек широко использует природные и культивируемые растения для изготовления лекарственных препаратов или в декоративных целях.

Характеристика царства животных. Роль животных в природе. Среди готовых микропрепаратов простейших найдите эвглену зеленую. Объясните, почему эвглену зеленую ботаники относят к растениям, а зоологи - к животным.

Разнообразие животных на Земле: около 2 млн. видов. Их широкое расселение, обитание во всех средах: водной, наземно-воздушной, почвенной и в других организмах. Существенные различия в строении и поведении животных. Их общие признаки: активное передвижение большинства животных, питание готовыми органическими веществами, так как они гетеротрофы: не могут сами создавать органические вещества из неорганических. Отсутствие у клеток организма животных целлюлозной оболочки, пластид и вакуолей с клеточным соком (как у растений). Определение принадлежности к царству животных не по одному признаку (например, способу питания), а по группе признаков. Например, коралловые полипы внешне похожи на растения и не могут передвигаться, но по роду других признаков они относятся к животным.

Роль в биосфере. Тесная связь животных с растениями и другими организмами, их большая роль в биосфере: опыляют растения, распространяют семена в природе, обогащают почву органическими веществами, а воздух углекислым газом, создавая условия для жизни растений. Животные - организмы-потребители органических веществ, это важное звено в цепи питания: преобразуют органические вещества и делают их доступными для потребления другими организмами. Растительноядные животные, питающиеся растениями, нередко являются добычей хищников. Растительноядные и хищные животные могут служить средой обитания для паразитов; трупы животных - пища для организмов-сапротрофов. Выполнение животными, которые питаются трупами других животных, роли санитаров в природе.

Эвглена зеленая обладает признаками растительных и животных организмов. На свету эвглена питается как растение – фотосинтезом; в темноте _ как животное готовыми поглощает готовые органические вещества. Кроме того она имеет ряд органов характерных для животных: светочувствительный глазок, жгутик, благодаря которому активно передвигается.

Объясните биологическое значение безусловных и условных рефлексов. Составьте схему рефлекторной дуги (безусловного рефлекса) и объясните, из каких частей она состоит. Приведите примеры безусловных рефлексов человека.

Основу деятельности нервной системы составляют рефлексы. Рефлекс (от лат. reflexus — отражать) можно определить как реакцию организма на раздражение рецепторов, опосредуемую через нервную сис­тему.

Рефлекс - это ответная реакция организма на раздражение при участии центральной нервной системы (ЦНС).

Путь, по которому распространяется возбуждение при осуществлении рефлекса, называют рефлекторной дугой.

При осуществлении рефлекторной реакции возбуждение (нервный им­пульс) распространяется по рефлекторной дуге. Начинается дуга с чувстви­тельной структуры — рецептора, воспринимающего раздражение. Следую­щий этап — передача сигнала по нервам в центральную нервную систему. Здесь возбуждение распространяется или непосредственно на двигательный нейрон (как в случае коленного рефлекса) или на промежуточные (вставоч­ные) нервные клетки, а уже через них — на двигательный нейрон. Наличие вставочных нейронов позволяет нашему мозгу анализировать пришедшие сигналы, регулировать интенсивность реакций, соединять отдельные реф­лексы в цепи и т.п. Наконец, по аксону двигагельного нейрона возбуждение достигает исполнительного органа, в результате чего деятельность этого ор­гана изменяется. Но тип исполнительного органа рефлексы подразделяют на двигательные, заканчивающиеся сокращением скелетных мышц, и веге­тативные, в результате которых меняется работа внутренних органов (желез, сердца и др.).

Рефлекторные дуги состоят из следующих компонентов: рецептора, воспринимающего раздражение; чув­ствительного (центростремительного) нервного волокна, по которому воз­буждение передается от рецептора в ЦНС; нервного центра - группы вста­вочных (ассоциативных) нейронов, расположенных на различных уровнях ЦНС и передающих нервные импульсы с чувствительных нервных клеток на двигательные; двигательного (центробежного) нервного волокна. передающего возбуждение от ЦНС к исполнительному органу, деятель­ность которого изменяется в резуль­тате рефлекса (рис. 2).

Рис. 2. Рефлекторная дуга: а - двухнейронная, б - трехнейронная;

1- рецептор, 2 - чувствит&чьпый (центростремительный) нерв, 3 - чувствитепьный нейрон в спинномозговом ганглии, 4 - вставочный нейрон, 5 - спинной мозг, б - двигательный нейрон в передних рогах спинного мозга, 7 - двигательный (центробежный) нерв, 8 - рабочий орган

Большое значение для рефлекторной реакции наряду с возбуждением имеет торможение. Этот нервный процесс заключается в задержке воз­буждения в ответ на раздражение или в ослаблении уже возникшего в ЦНС возбуждения. Взаимосвязь возбуждения и торможения обеспечивает со­гласованную работу всех органов и организма в целом.

Все рефлексы подразделяются на две группы: условные и безусловные.

Безусловные	Условные
Врожденные, передающиеся по наследству (слюноотделение, глотание, дыхание и т.д.)	Приобретенные организмом в течение жизни
Видовые	Индивидуальные
Имеют постоянные рефлекторные дуги	Не имеют готовых рефлекторных дуг, они формируются при определенных условиях
Относительно постоянные, мало изменяющиеся (при попадании пищи на корень языка происходит глотательное движение)	Непостоянные, могут выработаться и исчезнуть
Осуществляются в ответ на адекватное раздражение	Осуществляются на любое воспринимаемое организмом раздражение; формируются на базе безусловных рефлексов
Осуществляются на уровне спинного мозга и ствола головного мозга, подкорковых ядер	Осуществляются за счет деятельности коры головного мозга

Для образования условных рефлексов необходимо сочетание во времени двух раздражителей: безразличного (условного) для данного вида деятель­ности (свет, звук и т.п., например, для пищеварения) и безусловного, вызы­вающего определенный безусловный рефлекс (пища и др.). Условный сиг­нал должен предшествовать безусловному. Подкрепление условного сигнала безусловным должно быть неоднократным и в отсутствии отвлекающих посторонних раздражителей

Формирование условных рефлексов — основной принцип, по кото­рому в мозге идет переработка, накопление и использование информа­ции. Доказано, что условный рефлекс можно образовать на базе любого безусловного рефлекса. Запускающими рефлекс (условными) стимулами могут стать также любые сигналы, воспринимаемые органами чувств. Чем сложнее нервная система, тем больший вклад в поведение организ­ма вносят условные рефлексы.