Что такое гетеротрофы и автотрофы в биологии-

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Января 2011 в 13:11, реферат

Содержание

Краткое описание

Аутотрофы превращают воспринятую углекислоту в сложные органические соединения путем хемосинтеза, т. е. путем окисления химических соединений (аммиак, нитриты, сероводород и др.). Таким образом, аутотрофные микробы обладают способностью создавать органические вещества из неорганических, таких как угольная кислота, аммиак, нитриты, сероводород и др. Поскольку такие микробы не нуждаются в органических соединениях углерода, входящего в состав животных и человека, они не являются болезнетворными.

Вложенные файлы: 1 файл

Типы питания микроорганизмов.docx

Типы питания микроорганизмов.

Типы питания микробов. Различают углеродное и азотное питание микроорганизмов.

По типу углеродного питания микробы принято делить на аутотрофы и гетеротрофы.

Аутотрофы, или прототрофы, (греч. autos — сам, trophe — пища) — микроорганизмы, способные воспринимать углерод из угольной кислоты (CО2) воздуха. К ним относят нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии и др.

Аутотрофы превращают воспринятую углекислоту в сложные органические соединения путем хемосинтеза, т. е. путем окисления химических соединений (аммиак, нитриты, сероводород и др.). Таким образом, аутотрофные микробы обладают способностью создавать органические вещества из неорганических, таких как угольная кислота, аммиак, нитриты, сероводород и др. Поскольку такие микробы не нуждаются в органических соединениях углерода, входящего в состав животных и человека, они не являются болезнетворными. Однако среди аутотрофов встречаются микробы, обладающие способностью усва¬ивать углерод из С02 воздуха и из органических соединений. Такие микробы определены как миксотрофы (миксо — смесь, т. е. смешанный тип питания). Отдельные виды аутотрофных микробов питание осуществляют подобно зеленым растениям за счет фотосинтеза. Так, пурпурные серобактерии вырабатывают особый пиг¬мент типа хлорофилла — бактериопурпурин, при помощи которого и происходит использование световой энергий (фотосинтез) для построения органических веществ своего тела из угольной кислоты и неорганических солей.

Гетеротрофы (heteros — другой) в противоположность аутотрофным микробам получают углерод главным образом из готовых органических соединений. Гетеротрофы — возбудители различного рода брожений, гнилостные микробы, а также все болезнетворные микроорганизмы: возбудители туберкулеза, бруцеллеза, листериоза, сальмонеллеза, гноеродные микроорганизмы стафилококки, стрептококки, диплококки и ряд других патогенных для животного организма возбудителей.

Однако все физиологическое многообразие микроорганизмов не укладывается в узкое понятие об аутотрофах и гетеротрофах. В действительности же при изменении условий среды (например, питания) обмен веществ у микробов может меняться. Если микроб поместить в другую, необычную для него, питательную среду, то он начнет вырабатывать адаптивные (приспособительные) ферменты (энзимы). В качестве примера можно указать на азотфиксирущие бактерии (аутотрофы), которые на богатых белковых питательных средах перестают использовать молекулярный азот воздуха и начинают усваивать связанный азот (гетеротрофный тип усвоения азота).

Гетеротрофы включают в себя две подгруппы: метатрофных и паратрофных микроорганизмов. Метатрофы или сапрофиты живут за счет использования мертвых субстратов. Сапрофиты (sapros — гнилой, fhyton — растение) — гнилостные микробы.

Паратрофы (греч. parasitos — нахлебник) паразиты живущие на поверхности или внутри организма хозяина и питающиеся за его счет. В качестве источника углерода гетеротрофы чаще всего используют углеводы, спирты, различные органические кислоты. Наиболее полноценными источниками углерода для питания этих . микробов являются сахара (особенно гексозы), многоатомные спирты (глицерин, маннит, сорбит и др.), а также карбоновые кислоты (например, глюкуроновая) и оксикислоты (молочная, яблочная и др.). Все эти источники углерода обычно и включают в состав искусственных питательных сред для выращивания микроорганизмов.

Основным источником азотного питания у аутотрофов являются неорганические соединения азота, т. е. соли азота. У гетеротрофных микроорганизмов — аминокислоты, которые они используют из белков животного организма, если в нем паразитируют, или получают их готовыми из питательных сред.

По способу, усвоения азотистых веществ микробы делят на четыре группы;

1) протеолитические, способные расщеплять нативные белки, пептиды и аминокислоты;

2) дезаминирующие, способные разлагать только отдельные аминокислоты, но не белковые вещества;

3) нитритно-нитратные, усваивающие окисленные формы азота;

4) азотфиксирующие, обладающие свойством питаться атмосферным азотом.

В качестве универсального источника азота и углерода в питательных средах для патогенных микробов применяют пептоны. Потребность микроорганизмов в зольных элементах незначительна. Необходимые для их жизни минеральные соли (сера, фосфор и др.) почти всегда имеются в естественной питательной среде. Сера воспринимается бактериями в основном из сульфатов или органи¬ческих соединений аминокислот (цистин, цистеин). Серобактерии, например, могут сами ассимилировать даже молекулярную среду. В их теле находится до 80 % серы. Фосфор входит в состав нуклеопротеидов и фосфолипидов бактерийной клетки и играет весьма важную роль в ее биосинтетических процессах. Источником питания фосфором являются различные фосфорнокислые соли, например тринатрийфосфат.

Дыхание микроорганизмов

Дыхание микробов представляет собой биологическое окисление различных органических соединений и некоторых минеральных веществ, в результате чего образуется энергия в виде (АТФ), часть которой используется микробной клеткой в физиологических процессах жизнедеятельности, а остальное количество выделяется в окружающую среду. Биологическое окисление протекает путем дегидрирования (отщепления водорода) от окисляемого соединения и последующего присоединения его к активному кислороду или к другому акцептору (если окисление идет в анаэробных условиях). Совокупность окислительно-восстановительных ферментных реакций, осуществляющих последовательный перенос водорода с окисляемого продукта на кислород, называют тканевым дыханием.

Биологическое окисление субстрата происходит по типу прямого окисления или дегидрогенирования.

·Прямое окисление осуществляется с помощью оксидаз путем непосредственного окисления вещества кислородом воздуха. Прямое окисление присуще большинству сапрофитных микроорганизмов.

·Непрямое окисление представляет собой реакцию дегидрогенирования и сопровождается одновременным переносом двух электронов. В зависимости от условий, в которых протекают реакции дегидрогенирования, различают аэробное и анаэробное дегидрогенирование.

Классификация микроорганизмов по типу дыхания:

  • Облигатные аэробы – развиваются только при свободном доступе кислорода.
  • Микроаэрофилы – нуждаются в незначительном количестве кислорода.
  • Облигатные анаэробы – развиваются без доступа кислорода.
  • Факультативные анаэробы – могут развиваться как при доступе кислорода так и без него.

Влияние температуры на развитие микроорганизмов

Из физических факторов наибольшее влияние на микроорганизмы оказывают: температура, высушивание, лучистая энергия, ультразвук, давление.

Температура: жизнедеятельность каждого микроорганизма ограничена определенными температурными границами. Эту температурную зависимость обычно выражают тремя точками: минимальная (min) температура — ниже которой размножение прекращается, оптимальная (opt) температура — наилучшая температура для роста и развития микроорганизмов и максимальная (max) температура — температура, при которой рост клеток или замедляется, или прекращается совсем.

Оптимальная температура обычно приравнивается к температуре окружающей среды.

Все микроорганизмы по отношению к температуре условно можно разделить на 3 группы:

Первая группа: психрофилы — это холодолюбивые микроорганизмы, растут при низких температурах: min t — 0°С, opt t — от 10—20°С, max t — до 40°С. К таким микроорганизмам относятся обитатели северных морей и водоемов. К действию низких температур многие микроорганизмы очень устойчивы. Некоторые микроорганизмы выдерживают температуру до -190°С, а споры бактерий могут выдерживать до -250°С. Действие низких температур приостанавливает гнилостные и бродильные процессы, поэтому в быту мы пользуемся холодильниками. При низких температурах микроорганизмы впадают в состояние анабиоза, при котором замедляются все процессы жизнедеятельности, протекающие в клетке.

Ко второй группе относятся мезофилы — это наиболее обширная группа бактерий, в которую входят сапрофиты и почти все патогенные микроорганизмы, так как opt температура для них 37°С (температура тела), min t = 10°С, maxt = 45°C.

К третьей группе относятся термофилы — теплолюбивые бактерии, развиваются при t выше 55°С, min t для них = 30°С, max t = 70—76°С. Эти микроорганизмы обитают в горячих источниках. Среди термофилов встречается много споровых форм. Споры бактерий гораздо устойчивей к высоким температурам, чем вегетативные формы бактерий. Все микроорганизмы, включая и споровые, погибают при температуре 165—170°С в течение часа. Действие высоких температур на микроорганизмы положено в основу стерилизации.

Впервые в истории науки Пастером были разработаны методы уничтожения микроорганизмов при воздействии на них высоких температур.

Пастеризация, однократное нагревание жидкостей или пищевых продуктов обычно до 60-70 °С в течение 15-30 мин. При этом неспороносные бактерии погибают, но полной стерилизации не происходит, так как споры бактерий такое нагревание выдерживают. Применяется главным образом для предохранения от порчи пищевых продуктов, которые не выдерживают нагревания до более высокой температуры. В промышленных масштабе Пастеризация подвергают молоко, вино, пиво и др. жидкости, а также пищевые продукты, которые после Пастеризация рекомендуется хранить при низкой температуре, чтобы избежать прорастания бактериальных спор.

В зависимости от вида и свойств пищевого сырья используют разные режимы пастеризации. Различают длительную (при температуре 63—65 °C в течение 30—40 мин), короткую (при температуре 85—90 °C в течение 0,5—1 мин) и мгновенную пастеризацию (при температуре 98 °C в течение нескольких секунд).

Стерилиза́ция — полное освобождение какого-либо предмета от всех видов микроорганизмов, включая бактерии и их споры, грибы, вирионы, а также от прионного белка, находящихся на поверхностях, оборудовании, в пищевых продуктах и лекарствах.

Осуществляется подачей насыщенного водяного пара под давлением в паровых стерилизаторах (автоклавах).

Паровая стерилизация считается наиболее эффективным методом в связи с тем, что бактерицидность горячего воздуха увеличивается по мере его увлажнения, а чем выше давление, тем выше температура пара.

Режимы паровой стерилизации

132 °C — 2 атмосферы(2 кгс/см2) — 20 минут — основной режим. Стерилизуют все изделия (стекло, металл, текстиль, КРОМЕ РЕЗИНОВЫХ).

120 °C — 1,1 атмосфера(1,1 кгс/см2) — 45 минут — щадящий режим. (стекло, металл, резиновые изделия, полимерные изделия — согласно паспорту, текстиль)

110 °C — 0,5 атмосферы(0,5 кгс/см2) — 180 мин — особо щадящий режим( нестойкие препараты, пит.среды)

Тест с ответами: “Гетеротрофы”

1. Сколько этапов включает в себя голозийное питание:
а) 3 +
б) 4
в) 2

2. По каким признакам делятся организмы в плане питания:
а) По количеству пищи
б) По источнику питания +
в) По способу питания

3. Где существуют паразиты:
а) В воздухе
б) В воде
в) На живых организмах +

4. Чем питаются сапрофои:
а) Мертвыми остатками органики +
б) Животными
в) Растениями

5. Сколько групп способов питания существует:
а) 7
б) 5
в) 3

6. К какому типу относится человек:
а) Паразиты
б) Голозои +
в) Сапрофиты

7. Может ли хищник быть паразитом:
а) Изредка
б) Да
в) Нет +

8. Сколько растений входит в группу сапрофитов:
а) Ни одного +
б) 5
в) 129

9. Что в основном входит в группу сапрофитов:
а) Человек
б) Насекомые
в) Бактерии +

10. Может ли тигр быть паразитом:
а) Да
б) Нет +
в) Иногда

11. Кто такие гетеротрофы:
а) Организмы, получающие органические вещества с пищей +
б) Организмы, использующие в пищу только живые животные
в) Организмы, использующие в пищу только живые растения

12. Какие организмы относятся к гетеротрофам:
а) Цианобактерии
б) Грибы +
в) Многоклеточные растения

13. Как называются животные, которые поедают организмы частями:
а) Фаготрофы +
б) Сапротрофы
в) Осмотрофы

14. Какие организмы относятся к осмотрофам:
а) Хищные животные
б) Травоядные животные
в) Грибы и бактерии +

15. Как называются организмы, которые питаются исключительно живыми организмами:
а) Биотрофы +
б) Редуценты
в) Консументы

16. К какому виду биотрофов относится виноградная улитка:
а) К зоофагам
б) К фитофагам +
в) К паразитам

17. Какие организмы относятся к сапротрофам:
а) Лошадь
б) Осьминог
в) Личинки мух +

18. Какие организмы относятся к миксотрофам:
а) Спорынья
б) Восточная изумрудная элизия +
в) Пчела

19. Чем питаются консументы первого порядка:
а) Хищными животными
б) Травоядными животными
в) Растительной пищей +

20. Кто такие симбионты:
а) Организмы, питающиеся за счёт тела хозяина, не убивая его
б) Организмы, находящиеся во взаимовыгодных отношениях с другими организмами +
в) Организмы, использующие в пищу разлагающиеся ткани растений и животных

21. Что используют в качестве энергии фототрофы:
а) Солнечный свет +
б) Неорганические соли
в) Органические вещества

Читайте еще  Свойства древесины разных пород

22. Кто такие голозои:
а) Организмы, поедающие растения
б) Организмы, употребляющие пищу кусками за счёт проглатывания +
в) Организмы, поедающие животных

23. Как называются гетеротрофы, употребляющие мёртвые организмы:
а) Биотрофы
б) Фитофаги
в) Сапротрофы +

24. Кто относится к детритофагам:
а) Гриф
б) Дождевой червь +
в) Личинки мух

25. Чем питаются копрофаги:
а) Отмершими растениями
б) Трупами животных
в) Экскрементами +

26. По способу получения пищи делятся на … противопоставляемые группы:
а) Четыре
б) Две +
в) Три

27. Растения-гетеротрофы полностью (заразиха, раффлезия) или почти полностью (повилика) лишены хлорофилла и питаются, прорастая в:
а) Тело растения-хозяина +
б) Собственное тело
в) Землю

28. Гетеротрофы подразделяются по способу поглощения пищи на:
а) Фатогрофов
б) Фагитрафов
в) Фаготрофов +

29. Гетеротрофы подразделяются по способу поглощения пищи на:
а) Осмотрофов +
б) Осмотронов
в) Осмотраф

30. Гетеротрофами являются:
а) Всего несколько видов животных
б) Почти все животные +
в) Все растения

Эвглена зеленая – то ли животное, то ли растение

Содержание:

Эвглена зеленая – простейший одноклеточный организм, уникальный тем, что среди биологов до сих пор нет единодушного согласия, к какому царству она принадлежит, животных или растений. Дело в том, что эвглена зеленая сочетает в себе в равной мере признаки как растений, так и животных. Поскольку эвглена содержит в себе хлорофилл, то днем она питается от солнечного света благодаря процессу фотосинтеза, точь-в-точь как это делают все другие растения, но ночью, в темноте она преображается: при обилии органической пищи она может питаться гетеротрофно, то есть, как это делают все животные. Также эвглена зеленая способна передвигаться, опять же, как и все другие животные. Считается, что эвглена зеленая являет собой переходную форму от растений к животным, своим существованием она подтверждает теорию о единстве всего живого. А согласно этой теории человек произошел не только от обезьяны, но и от растений, так что и деревья и цветы наши далекие родичи, но вернемся к эвглене, какое ее строение, среда обитания, чем она питается, как размножается, читайте далее.

Эвглена зеленая: описание и характеристика. Как выглядит эвглена зеленая?

Тело эвглены зеленой состоит из двадцати хлоропластов, в которых и находится хлорофилл, участвующий в фотосинтезе. Хлоропласты представляют собой зеленые пластины, и в целом они присутствуют только у клеток с ядром в центре. И благодаря ним, эвглена зеленая и названа «зеленой», за счет хлоропластов и хлорофилла она действительно ярко-зеленого цвета.

Так выглядит эвглена зеленая, если смотреть на нее под микроскопом.

Если днем эвглена получает энергию за счет солнечного света благодаря процессу фотосинтеза, то ночью она питается органикой из воды. Сама вода при этом должна быть пресной. Поэтому эвглена водится в пресных водоемах: прудах, озерах, реках, болотах.

По внешнему виду эвглена схожа с водорослью, и была бы таковой одноклеточной водорослью, если бы не несколько нюансов. Во-первых, гетерофорное ночное питание эвглены характерно для животных, но не растений. Помимо этого есть и другие признаки принадлежности эвглены к животным:

  • Способность к активному передвижению. Передвигается эвглена при помощи специального жгутика, его вращательные движения обеспечивают ее мобильность. Движется эвглена всегда поступательно, к слову в этом моменте она отличается от другого простейшего одноклеточного организма – инфузории туфельки, чьи движения всегда плавные за счет большого количества маленьких ресничек.
  • Специальные пульсирующие вакуоли – еще один признак принадлежности эвглены к животному царству, своим строением они подобны мышечным волокнам, коими обладают животные, но не растения.
  • Наличие ротовой воронки, еще одно свидетельство об эвглене как о животном. Но стоит заметить, что как такового ротового отверстия у эвглены все-таки нет. Просто в попытке захватить органическую пищу, эвглена как бы вжимает внутрь часть своей наружной мембраны. В созданном таким образом отсеке и задерживается пища.

По причине всех этих моментов в ученом сообществе до сих пор не единодушия о том, куда эвглена зеленая относится: к растениям или животным. Большинство ученых все-таки причисляют ее к флоре, видя в ней одноклеточную водоросль, 15% биологов считают ее животным, остальные видят в ней промежуточный вид.

Признаки эвглены зеленой

Тело нашей героини веретеновидной формы с жесткой оболочкой. Длина тела эвглены в среднем составляет 0,5 мм. Передняя часть тела имеет тупую форму и обладает красным глазком. Глазок этот светочувствителен и позволяет своему обладателю находить «кормовые» места днем, другими словами «он ведет эвглену на свет», в любом водоеме эти микроорганизмы всегда собираются в самых светлых местах. К слову большое количество эвглен в том или ином водоеме делает поверхность воды красноватой, даже бурой. Столь необычный эффект от скопления эвглен наблюдал и описал в своих работах великий натуралист древности Аристотель в IV веке до н. е.

На переднем конце тела одноклеточного организма имеется жгутик. Причем у новорожденных организмов жгутик может отсутствовать, так как клетка делится на двое и жгутик остается только на одной из частей. На второй эвглене он отрастет со временем.

Задний конец тела эвглены зеленой наоборот является заостренным, такая его форма улучшает обтекаемость, а значит и скорость.

Интересно, что для эвглены зеленой свойственна метаболия, то есть способность менять форму тела. Несмотря на то, что как правило эвглены веретенообразные, в разных обстоятельствах они могут принимать и другие формы, быть:

  • подобными кресту,
  • вальковатыми,
  • шарообразными,
  • комковатыми.

Но вне зависимости от формы тела эвглены зеленой жгутик ее будет невидимым, если клетка живая. А невидим он по той причине, что частота его движений настолько быстрая, что человеческий глаз попросту не способен его уловить.

Строение эвглены зеленой

Резюмируя все сказанное выше можно заключить, что эвглена зеленая это животное или растение, состоящее из:

  • Жгутика, само наличие которого относит нашу героиню к классу жгутиконосцев. Диаметр жгутика составляет в среднем 0,25 микрометра, увидеть его можно только через мощный микроскоп. Отросток покрыт плазматической мембраной состоящей из микротрубочек, которые движутся относительно друг друга. Их движение и вызывает общее движение жгутика.
  • Глазка, также иногда его называют стигмой. Глазок состоит из зрительных волокон и линзоподобных образований. Благодаря последним он улавливает свет, который линза отражает на жгутик. Получив от нее импульс, жгутик в свою очередь начинает движение на свет. Красный цвет глазка эвглены обусловлен окрашенными каплями липида – жира. Сам глазок окружен мембраной.
  • Хроматофор, это специальные пигментированные клетки и компоненты растений, отвечающие за его окраску, у эвглены они ярко-зеленые.
  • Пепликулы, на латыни это слово значит «кожа». Пепликулы эвглены, состоящие из плоских мембранных пузырьков, образуют оболочку этого простейшего одноклеточного организма.
  • Сократительной вакуоли, которая располагается чуть ниже основания жгутика. Эта сократительная вакуоль является своеобразным аналогом мышечной ткани. В строении эвглены она ответственна за выталкивание из клетки излишков воды, благодаря чему эвглена сохраняет свой постоянный объем.

Вот так строение эвглены зеленой выглядит на рисунке.

Еще несколько слов о сократительной вакуоли, с ее помощью также осуществляется дыхание эвглены зеленой.

Среда обитания эвглены зеленой

Обитает эвглена только в пресных водоемах, причем особенно предпочитая те, где вода погрязнее. В водоемах с чистой водой эвглена либо малочисленна, либо и вовсе отсутствует. В этом отношении эвглена схожа с другими своими одноклеточными «коллегами»: амебами и инфузориями, которые также любят грязную воду.

Так как эвглены являются довольно таки устойчивыми к холоду, то помимо пресной воды они могут обитать в суровых условиях льда и снега.

Стоить заметить, что эвглена зеленая может быть опасной, так обитая в гнилостной воде она порой служит переносчиком трипаносом и лейшмании. Последняя является возбудителем некоторых кожных заболеваний. Трипаносомы же могут вызывать африканскую сонную болезнь, поражающую нервную и лимфатическую системы, что приводит к лихорадке.

Если эвглена попадет в аквариумную воду, то такая вода зацветет, поэтому не без основания аквариумисты считают эвглену опасным паразитом и пытаются от нее избавиться. Избавиться от эвглены зеленой можно при помощи специальных химических средств (не забыв на это время перемесить рыбу в другое место). И, разумеется, не стоит забывать о регулярной замене воды и фильтрации, тогда вода в аквариуме будет свежей и чистой и эвглены в ней не заведутся.

Питание эвглены зеленой

Как мы писали выше, питание этого существа наполовину гетеротрофное, и наполовину автотрофное, то есть и за счет солнечной энергии и за счет органики. Такой необычный, смешанный тип питания, характерный исключительно для жизнедеятельности эвглены зеленой, биологи прозвали миксотрофным.

Днем эвглена находится под Солнцем, она не тороплива и малоподвижна, и правда, зачем ей двигаться и махать своим жгутиком, если «пища» в виде солнечных лучей сама падает на тебя. Но если эвглена оказывается в каком-нибудь скрытом от Солнца, темном водоеме, а также ночью, то она из растения, преображается в животное, ее жгутик начинает активно двигаться, перемещая свою хозяйку по водоему в поисках органической «еды».

Поэтому если днем эвглены располагаются только в светлых частях водоема, причем обычно близко к поверхности воды, то ночью они расползаются по всему водоему.

Органоиды эвглены зеленой

Органоиды или органеллы – это постоянные или специализированные структуры каждой клетки, как животной, так и растительной. Что же касается органоидов эвглены зеленой, то они уже были перечислены выше, в разделе о строении эвглены. Каждый из этих органоидов или органелл жизненно важный элемент одноклеточного организма, без которого он не смог бы питаться, передвигаться, размножаться и вообще существовать.

Размножение эвглены зеленой

Хотели бы вы дорогой читатель жить вечно? Это философский вопрос, и возможно вы удивитесь, но в биологии есть пример «бесконечной жизни», и да, наша сегодняшняя героиня, эвглена и является этим примером. Продолжительность жизни эвглены зеленой, по сути, бесконечна! А все из-за способа ее размножения, который осуществляется исключительно посредством деления клетки. Так что эвглены, которые вы можете сегодня наблюдать в каком-нибудь зеленом пруду или болоте были созданы посредством деления от некой эвглены, живущей еще в эпоху динозавров, а то и раньше.

А вот то время, которое эвглена сохраняется неделимой, наоборот крайне мало, и составляет всего несколько дней. Дальше эвглена начинает делиться, потом опять делиться, и так до бесконечности.

Что же касается самого деления эвглены, то оно происходит в несколько этапов, все начинается с деления ядра клетки. Два новых ядрышка расходятся по разные стороны клетки, после чего уже сама клетка начинает делиться в продольном направлении. Поперечное деление не возможно.

Так деление эвглены выглядит схематически.

Разделенная оболочка замыкается на каждой половине клетки. Таким образом, из одной эвглены получается две. В благоприятной среде эти существа могут размножаться прямо таки в арифметической прогрессии.

Рекомендованная литература и полезные ссылки

  • Зеленая эвглена — своеобразный жгутиконосец. Вольвокс // Биология: Животные: Учебник для 7—8 классов средней школы / Б. Е. Быховский, Е. В. Козлова, А. С. Мончадский и другие; Под редакцией М. А. Козлова. — 23-е изд. — М.: Просвещение, 1993. — С. 14—16. — ISBN 5090043884.
  • Біологія: підруч. для 8 кл, загальноосвіт. навч. закл./ С. В. Межжерін, Я. О. Межжеріна. — К.: Освіта, 2008. — 256с. ISBN 978-966-04-0617-9.
  • Міхеева Т. М. Эўглена // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 18. Кн. 1.: Дадатак: Шчытнікі — ЯЯ. — Мн. : БелЭн, 2004. — Т. 18. — С. 186. — 10 000 прим. — ISBN 985-11-0295-4 (Т. 18. Кн. 1.).

Эвглена зеленая, видео

Типы питания

Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу biorepet-ufa.ru .

В этой статье рубрики «Из диалогов в комментариях» собраны вопросы читателей и мои ответы на них по типам питания. Хотя все организмы по типу питания относят к автотрофным или гетеротрофным, но не для всех форм жизни всё выглядит так «прозрачно». А вопросов в заданиях ЕГЭ или ОГЭ по типам питания бывает не мало.

Самой хорошей базой для подготовки к сдаче экзаменов по биологии, кроме изучения учебников, является Открытый банк заданий ФИПИ, включающий тесты КИМов за все прошлые годы сдачи ЕГЭ и ОГЭ (ГИА) в нашей стране.

1. Ольга: Встретила такой вопрос на соотнесение. Азотфиксирующие клубеньковые бактерии являются автотрофами или гетеротрофами? Хемосинтез есть — обычно относим к авто-. Но от растений они берут органику в симбиозе, то есть по типу добывания углерода потребители получается. Если бы разговор был о свободноживущих ризобиях, даже не сомневалась бы в автотрофности. А тут подрастерялась.

Читайте еще  Как вырастить шампиньоны в домашних условиях, основные моменты

Б.Ф.: Правильно, Ольга, что «подрастерявшись» написали мне этот комментарий. Думаю, что ваш вопрос может быть непонятен многим.
Ни при каких условиях азотфиксирующие бактерии (бактерии, имеющие фермент нитрогеназу, за счет которого они и способны «разрушить» мощнейшую тройную ковалентную связь в молекуле N2), находясь в ризосфере растений или уже внедрившись в корни бобовых и образовав клубеньки — не способны к автотрофии. Видимо Вы спутали азотфиксаторов с нитрификаторами. Нитрификаторы — действительно хемотрофы: берут энергию для связывания СО2 за счет окисления нитратного азота в нитритный.
Азотфиксация же, усвоение молекулярного азота воздуха — это глобальнейший их процессов на Земле, сравнимый по значимости лишь с фотосинтезом, требует для своего осуществления огромного количества энергии в связанной форме. Лучшим источником энергии для азотфиксаторов, как яркого примера гетеротрофного питания, являются углеводы. Поэтому бактерии-азотфиксаторы могут хорошо «работать» только вблизи растений (в их ризосфере, где выделяется растениями много углеводов) или внутри растений (в клубеньках).

Ольга: Понятно, не хватило времени и усилий подтянуть теорию по вопросу. Спасибо, предельно понятно. Надеюсь, с ЕГЭ не разойдемся. Но еще почитаю…

2 . Анна: У меня такой вопрос. Если всем растениям необходимы азотные удобрения, то они все могут фиксировать азот? Думала, что это привилегия только бобовых с их клубеньковыми бактериями.

Б.Ф.: Никакие растения, ни бобовые, ни растения других семейств не способны фиксировать азот (имеется в виду использовать для питания атмосферный азот N2). Все растения питаются уже связанными формами азота: нитратным азотом или аммонийным азотом. Из воздуха способны усваивать азот только некоторые (их очень мало видов) азотфиксирующие бактерии. Таковыми являются симбиотические клубеньковые бактерии, селящиеся в корнях бобовых растений, и различные свободноживущие бактерии-азотфиксаторы, заселяющие зону вблизи корней любых растений (ризосферные бактерии).
Симбиотическая фиксация N2 более эффективный процесс, чем фиксация N2 ризосферными бактериями, поэтому бобовые растения меньше требуют для жизни затрат почвенного минерального азота, чем не бобовые. При выращивании бобовых в агроценозах, они, соответственно, будут требовать меньших доз азотных минеральных удобрений, чем, например, злаковые растения.

3. Светлана: Помогите мне разобраться с бактериями. Какие куда следует отнести. Меня интересуют клубеньковые, азотобактер, нитрифицирующие. Мои мысли: нитрифицирующие однозначно хемосинтетики, клубеньковые симбионты скорее автотрофы (аминоавтотрофы), азотобактер свободноживущие (аминоавтотрофы) значит клубеньковые и азотобактер автотрофы.

Б.Ф.: Да, Вы правы, что нитрифицирующие бактерии — это автотрофные бактерии (хемосинтетики).
Но клубеньковые бактерии и азотобактер — это ГЕТЕРОТРОФНЫЕ организмы, способные к фиксации атмосферного азота N2. Азотфиксация — очень энергоемкий процесс, требующий больших количеств легкодоступных органических веществ — углеводов в качестве источника энергии. Эти углеводы клубеньковые бактерии получают в необходимом количестве за счет фотосинтеза растений, находясь непосредственно внутри клубеньков корней бобовых растений. Свободноживущему азотобактеру тоже необходимо огромное количество углеводов, поэтому он будет активно размножаться и фиксировать азот атмосферы только вблизи корней растений (в их ризосферной зоне), куда поступают продукты фотосинтеза.
Лишь с точки зрения питания азотом азотфиксаторы — аминоавтотрофы. А с точки зрения деления всех организмов на автотрофов (способных самим создать органические вещества из неорганических) и гетеротрофов (нуждающихся в готовых органических веществах как источнике углерода и энергии), нитрификаторы — автотрофные (хемотрофные) организмы, а клубеньковые бактерии и любые другие азотфиксирующие (фиксирующие молекулярный азот воздуха N2) бактерии — гетеротрофные организмы.

4. Елена: Борис Фагимович, помогите разобраться с вопросом. Каково биологическое значение хемосинтеза?
а) разрушение горных пород
б) снижение концентрации СО2 в атмосфере
в) очищение сточных вод
г) образование полезных ископаемых.
Даже не знаю, что и выбирать… с одной стороны, железо- и серобактерии накапливают в своих клетках в процессе хемосинтеза соединения железа и серы, способствуя «образованию полезных ископаемых». С другой стороны, серобактерии, разлагающие сероводород, применяют для очистки сточных вод. И вот еще нашла такую информацию: «Серобактерии способствуют постепенному разрушению и выветриванию горных пород вследствие образования ими серной кислоты, являются причиной порчи каменных и металлических сооружений, выщелачивания руд и серных месторождений». А ответ то нужен один…. Склоняюсь больше к ответу — г)

Б.Ф.: Вы правы в том, что в принципе все ответы являются правильными, если рассматривать роль хемосинтетиков в природе вообще. Но на вопрос о их «биологической роли» составители этого задания, очевидно, ждут от учащихся ответа б). К фундаментальным знаниям по школьной биологии, прежде всего, относится знание того, что хемосинтетики — это автотрофные организмы и они, как и фотосинтетики, строят органические вещества своих клеток из СО2 воздуха (значит будут снижать концентрацию углекислоты в атмосфере).

Елена: Ааа, ясно теперь! Надо было упор делать на слово «биологическое», а не «значение»… Но разве «биологическое значение» и роль в природе не идентичные понятия? Печально, что ЕГЭ превращается не в проверку знаний, а в «угадай, что от тебя хотят».

5 . Дмитрий: Является ли корректным предложение: «Гетеротрофы потребляют энергию солнечного света, преобразованную автотрофами в энергию химических связей»? Это ответ на вопрос C1 «Энергию какого типа потребляют гетеротрофные живые организмы?».

Б.Ф.: Конечно ответ не совсем выглядит корректным. Правильнее написать, что “Гетеротрофы потребляют энергию готовых органических веществ, изначально образованных автотрофами за счет энергии солнечного света».

6. Дмитрий: Много вопросов в ЕГЭ насчёт транспорта воды и минеральных веществ — корневое давление, транспирация, осмос. А за счёт чего осуществляется движение органических веществ — как «вверх» так и «вниз»? Так же по градиенту концентрации?

Б.Ф.: Воде, с растворенными в ней минеральными веществами, необходимо подниматься из почвы вверх по растению (преодолевая силы земного притяжения — гравитацию). Поэтому и нужен «насос» для поднятия воды по ксилеме. А органические вещества образуются вверху растения в листьях и они, наоборот, под действием сил тяжести свободно перемещаются вниз по стеблю (флоэмный ток) к корням.

7. Светлана: Борис Фагимович, очень часто сталкиваюсь с вопросом о цианобактериях. Они относятся к фотосинтетикам, а не хемосинтетикам, да?

Б.Ф.: Да, Светлана, цианобактерии (или сине-зеленые бактерии), раньше неправильно называли сине-зеленые водоросли, являются фотосинтезирующими бактериями. Они уникальны еще и тем, что способны к азотфиксации.

Светлана: То есть они ещё и хемосинтетики. Или я чего то недопонимаю?

Б.Ф.: Нет, Светлана. Азотфиксация очень энергозатратный процесс «по расщеплению» тройной связи в молекуле N2. В природе его могут осуществлять только немногие бактерии-азотфиксаторы, питающиеся углеводами растений. Конечно же, они все гетеротрофы. Вот бактерии нитрификаторы (переводящие нитритный азот в нитратный) являются хемосинтетиками.

8. Айдар: В какое время возникает первичный крахмал? В чем его биологическая роль?

Б.Ф.: Первичный или ассимиляционный крахмал образуется в результате процесса связывания углекислоты в строме хлоропластов в цикле Кальвина в «темновую» фазу фотосинтеза. Этот процесс не обязательно должен происходить ночью, а стадия так названа, так как для осуществления этого процесса свет не требуется.
Биологическую роль фотосинтезированного крахмала невозможно переоценить, так как он является энергетическим материалом для растения. А растения в целом на планете Земля, являясь первичными продуцентами органических веществ, обеспечивают существование всех остальных групп организмов (животных, бактерий, грибов).

Уважаемые посетители блога, у кого возникнут вопросы к репетитору биологии по Скайпу, пишите в комментариях, у меня на блоге вы можете приобрести ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).

ГАЙД по ЗОЖ от А до Я от KATETSPORT (Часть 4. Распределение макронутриентов)

В этой части ГАЙДа предлагаю сразу, на примере, разобраться с распределением макронутриентов (белков, жиров, углеводов), а уже потом порассуждать на тему «а какое распределение лучше?», «а какая диета эффективнее?». Постараюсь максимально подкрепить все цифры ссылками на источники информации, чтобы информация была объективной и достоверной (на сколько это возможно), а не просто «мнение на тему».

Пример распределения макронутриентов.

Допустим мы посчитали норму калорий для девушки весом 55 кг в 1700 ккал (цифры условные, то есть абсолютно не означает, что у всех девушек весом 55 кг норма калорий будет 1 700 ккал в сутки) и уже от этой нормы будем считать распределение белков, жиров и углеводов.

Жиры.

По данным Mayo Clinic (некоммерческая организация, один из крупнейших частных медицинских и исследовательских центров мира), жиров в рационе должно быть от 20 до 35% от общей суточной нормы калорий (при этом насыщенных жиров не более 10% от общей калорийности рациона). То есть норму калорий (1700 ккал) умножаем на 20% (35%) получаем 340-595 ккал. 1 гр. жиров это 9 ккал. Получается 38-66 гр. жиров в сутки (а насыщенных жиров не более 18 гр. в сутки).

*Насыщенные жиры в большем количестве содержатся в мясных и молочных продуктах, сливочном масле, кондитерских изделиях, пальмовом и кокосовом масле (смотрите состав продуктов, там часто указывают долю насыщенных жиров).

Всемирная организация здравоохранения рекомендует придерживаться общего потребления жиров не более 30% от общей калорийности рациона (при этом насыщенных жиров не более 10% от общей калорийности рациона, трансжиров не более 1% от общей калорийности рациона).

Дополнительные рекомендации ВОЗ по сокращению потребления насыщенных и трансжиров:

— Приготовление еды на пару или варка, вместо жарки;

— Заменить сливочное масло, топленое масло, сало на масла богатые полиненасыщенными жирами (из сои, рапса, кукурузы, льна, подсолнуха…)

— Употреблять молочные продукты с пониженным содержанием жира, постное мясо, либо удалять видимый жир у мяса.

— Ограничить потребление выпечки, жареной пищи, снэков, которые содержат трансжиры или с высоким содержанием насыщенных жиров.

По данным FDA, U.S. Food and Drug Administration (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов — агентство Министерства здравоохранения и социальных служб США) норма потребления жиров на диету из 2000 ккал не должно превышать 78 грамм (или 702 ккал, или не более 35% от общей нормы калорийности суточного рациона).

Лайл Макдональд (Lyle McDonald – достаточно известный спортивный физиолог, диетолог) призывает не «демонизировать» насыщенные жиры, и не отказываться от них полностью, так как они тоже необходимы организму (насыщенные жирные кислоты являются компонентом многих тканей в нашем теле, подробнее про их пользу можно почитать в The American Journal of Clinical Nutrition. Saturated fats: what dietary intake? ). Исходя из рекомендаций Лайла, потребление жиров должно быть на уровне 20-40% от суточной нормы калорий или 0,5-1 грамм жиров на 1 килограмм веса тела в среднем.

Ссылку на ГАЙД по жирам от Лайла оставлю тут (мне нравится, что в своих работах он всегда дает ссылки на исследования): https://bodyrecomposition.com/nutrition/a-guide-to-dietary-fats

Кроме того, важно помнить, что жиры не только помогают запасти энергию внутри организма, но и выполняют регуляторную функцию, строительную (например, мембраны клеток состоят из жиров), гормональную (очень важно для девочек следить за уровнем жиров, лучше не опускать ниже 1 гр. на кг текущего веса, чтобы не было проблем с циклом).

Дополнительно:

Материал про рыбный жир, Омегу-3 (сколько нужно, какие есть рекомендации) был в моих статьях (информация важная, поэтому рекомендую прочесть, если еще не ознакомились):

Белки.

Среднесуточная потребность в белках у среднестатистического взрослого человека – 0,66-0,8 гр. на кг веса тела, по данным ВОЗ.

Официальная позиция «Международного сообщества спортивной диетологии» (International Society of Sports Nutrition): норма потребления белка 1,4-2 гр. на кг веса тела подходит для большинства тренирующихся людей.

Оптимальное ежедневное потребление белка для взрослых (гр./кг веса тела)

Или тут можно посмотреть калькулятор на сайте examine.com по суточной потребности в белках (опять же со всеми ссылками на исследования, а их более 30): https://examine.com/nutrition/protein-intake-calculator/

Какое максимальное количество белка можно съесть за один прием пищи?

Вероятно, Вы слышали историю, что максимальное количество белка, которое усваивается за один прием пищи – не более 30 грамм. Однако, этот «протеиновый потолок» связан с ранними исследованиями, которые показывали увеличение концентрации азота в моче при повышенном потреблении белка, поэтому считалось, что лишний белок был потрачен впустую.

Сейчас мы знаем, что не все так просто. Когда мы едим белок, наш организм не использует его напрямую, он «ломает» белок до «маленьких кирпичиков» аминокислот, и использует их, чтобы построить свой собственный белок. Таким образом, когда Вы едите больше белка, ваше тело может позволить себе заменить гораздо больше поврежденных или окисленных белков, так что синтез (или распад) белка в организме увеличивается.

Читайте еще  Алоэ – полезные свойства, состав, рецепты и лечение алоэ - Медицина на; Добро ЕСТЬ

Иными словами, чем больше белка мы едим, тем сильнее увеличиваем белковый обмен в организме (а повышенная концентрации азота в моче при повышенном потреблении белка, свидетельствует о увеличение распада поврежденных или окисленных белков нашего организма, ну или проблему с почками).

Источник: (1) L. Hambræus. Protein and amino acids in human nutrition. Elsevier Reference Collection in Biomedical Sciences (2014) (2) D L Pannemans, D Halliday, K R Westerterp. Whole-body Protein Turnover in Elderly Men and Women: Responses to Two Protein Intakes. Am J Clin Nutr (1995)

Кроме того, тонкий кишечник способен поглощать и хранить большое количество аминокислот, готовых к использованию, когда организм потребует. Так что идея «протеинового потолка» (не более 30 гр. за один прием пищи) не верна, рано или поздно организм использует тот протеин, что вы съели.

Пару слов о высокобелковых диетах.

Высокое потребление белка в диетах помогает лучше контролировать аппетит, так как скорее вызывает чувство насыщения (и на это несколько причин).

В 3 части ГАЙДА уже рассказывала про TEF (или термический эффект пищи), так вот у белков он самый высокий 20-30%, то есть на переваривание белков затрачивается больше всего энергии.

Есть небольшое исследование, которое подтверждает, что у женщин чувство сытости в большей степени вызывают высокобелковые диеты, чем диеты с высоким содержанием жиров.

Источник: Westerterp-Plantenga MS, et al. Satiety related to 24 h diet-induced thermogenesis during high protein/carbohydrate vs high fat diets measured in a respiration chamber. Eur J Clin Nutr (1999)

Кроме того, одна из аминокислот, которая входит в состав белка (лейцин), особым образом влияет на мозг, усиливая чувство насыщения и позволяет снизить потребление пищи.

Источник: (1) Journel M, et al. Brain responses to high-protein diets. Adv Nutr (2012) (2) Morrison CD, Laeger T. Protein-dependent regulation of feeding and metabolism. Trends Endocrinol Metab (2015) (3) Tome D. Protein, amino acids and the control of food intake. Br J Nutr (2004)

Но справедливости ради, нужно сказать, что есть исследования, которые не показывают значительного эффекта насыщения от приема белка, если потребление белка близко к норме (около 15-20% от общей нормы калорийности). То есть белок усиливает чувство насыщения, когда он составляет 25-80% от общей калорийности рациона. Но опять же, не рекомендую подобных экспериментов, чрезмерных «перекосов» в питании, ненормированном распределении макронутриентов, с целью снизить аппетит и похудеть (по крайней мере без надзора специалистов).

Источник: Ravn AM, et al. Thermic effect of a meal and appetite in adults: an individual participant data meta-analysis of meal-test trials.Food Nutr Res (2013)

Углеводы.

После определения количества жиров и белков можно понять сколько калорий осталось на углеводы, то есть углеводы определяем по остаточному принципу.

Наш пример расчета БЖУ.

Условная норма калорий для девушки весом в 55 кг – 1 700 ккал (норма условная, исключительно для примера расчетов распределения БЖУ), жиров – 55 гр. (из расчета 1 гр./кг), белков – 83 гр. (из расчета 1,5 гр./кг), углеводов – 218 гр. (из расчета: 1700 ккал – 55 гр.*9 калорийность жиров – 83 гр.*4 калорийность белков = 873 ккал. , калорийность углеводов 4 ккал, значит 873 ккал это 218 гр. углеводов).

Почему нельзя сильно занижать углеводы?

Есть полезная углеводная пища, которая содержит в большом количестве различные микроэлементы (витамины, минералы) и клетчатку, например, это различные фрукты и овощи. Есть углеводная пища, которая содержит так называемые «пустые» калории, например, обычный сахар или его производные. Сам по себе сахар не вреден, так как это обычный углевод, а углеводы используются нашим организмом как топливо. Но если мы хотим получать полезные мироэлементы из натуральных продуктов и при этом контролировать калорийность рациона, то нам придется выбирать углеводную пищу богатую витаминами и минералами.

Мой лайфхак: проще всего сделать этот выбор в магазине, когда в голове возникнет вопрос «нужно взять что-нибудь вкусненькое, может печеньки к чаю?». В печеньках нет ни витаминов, ни клетчатки, ни минералов, поэтому берите фрукты, сухофрукты (да, они могут быть калорийными, но как альтернатива печеньки – гораздо лучше по микроэлементам), ягоды, семечки, орехи (они и жиров помогут набрать) …

Так какое распределение макронутриентов лучше? Какая диета самая эффективная?

Я уже не раз говорила, по поводу официальной позиции «Международного сообщества спортивного питания» по диетам – потеря жира достигается путем дефицита калорий и любая (кетогенная, низкоуглеводная, высокобелковая, интервальная…) диета работает при условии дефицита калорий.

Ссылка на источник: International society of sports nutrition position stand: diets and body composition 2017.

Поэтому рекомендую ориентироваться в распределении макронутриентов на существующие нормы (жиры 1 гр./кг, белки 1,5-2 гр./кг, углеводы рассчитываем по остаточному принципу, то есть сколько калорий осталось на углеводы после восполнения норм по белкам и жирам).

Можно ли использовать КЕТО диету, увеличивая потребления жиров и радикально снижая потребление углеводов. Да. Но зачем? Таким образом Вы теряете разнообразие в рационе из-за более жестких ограничений. А безглютеновую, палео, интервальное голодание, вегетарианскую диету? Конечно можно. Но зачем? Если Вы знаете для чего, например, у Вас есть рекомендация врача, определенная непереносимость продуктов, пищевые аллергии и т.д., то конечно есть смысл придерживаться определенной диеты, но не нужно пытаться найти «волшебную схему», «лучшую диету», постарайтесь для начала просто следовать нормам и быть дисциплинированным в вопросе питания.

Типы питания организмов

В чем заключается процесс питания организмов?

Общая характеристика процесса питания. Живым организмам для жизнедеятельности необходима энергия. При этом совершается разнообразная работа, например синтез веществ, нужных для роста и восстановления клеток и тканей; активный транспорт веществ в клетку и из клетки; электрическая передача нервных импульсов; механическое сокращение мышц (движение); поддержание постоянной температуры тела (у птиц и млекопитающих) и др.

Процесс приобретения организмами энергии и вещества называется питанием. Одно из наиболее важных различий между животными, растениями, бактериями состоит в типе питания. Типы питания различаются по источнику используемого организмами углерода.

Автотрофное питание. Организмы, синтезирующие органические вещества из простых неорганических соединений, называют автотрофами (от греч. autos – сам, trophe – пища, питание). К автотрофам относят растения и некоторые бактерии.

Автотрофные организмы подразделяют на фотосинтетиков (от греч. photos – свет, synthesis – соединение) и хемосинтетиков («хемо» – первая составная часть слова, соответствующая по значению слову «химический»).

Фотосиитетики (растения, зеленые протисты и фотосинтезирующие бактерии) синтезируют органические вещества при участии углекислого газа и воды с использованием энергии света.

Хемосинтетики (бактерии, участвующие в круговороте азота, серобактерии, железобактерии) синтезируют органические вещества из минеральных соединений, в качестве источника получения органического вещества они соответственно используют аммиак, сероводород, оксид железа (II), а энергию получают вследствие химических реакций. Бактерии играют важную роль в природе – участвуют в круговороте азота, таким образом поддерживая плодородие почвы, а также в круговороте серы и т. д. (см. § 11).

Гетеротрофное питание. Все животные, грибы, многие бактерии используют для своего питания готовые органические вещества. Эти организмы по способу питания принадлежат к гетеротрофам.

Гетеротрофы (от греч. heteros – другой) используют для питания углерод, входящий в состав сложных органических веществ. Эти вещества дают гетеротрофам энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Они также служат источником атомов и молекул, идущих на обновление клеточных структур и новообразование цитоплазмы в процессе роста и размножения клеток. Вместе с пищей гетеротрофы получают витамины, которые не синтезируются в их организме, но абсолютно необходимы для многих процессов, происходящих в клетках. В конечном итоге выживание гетеротрофов зависит от активности синтеза органических веществ автотрофами.

Способы добывания и поглощения пищи у гетеротрофных организмов разнообразны, но путь превращения питательных веществ в усвояемую форму у большинства из них очень сходен. Превращение питательных веществ осуществляется в два этапа. Первый этап: расщепление крупных и сложных молекул на более простые молекулы – переваривание. Второй этап: всасывание растворимых молекул и транспортировка их к собственным тканям организма.

Таким образом, все организмы по типу питания классифицируют в зависимости от источника энергии (световой или химической) и источника углерода (углекислого газа или углерода, входящего в состав готовых органических веществ), используемых организмом для синтеза необходимых ему органических веществ.

Минеральное питание растений. Автотрофное питание включает не только синтез углеводов из углекислого газа и воды, но и полное удовлетворение всех потребностей организма в других органических веществах: белках, жирах, углеводах, нуклеиновых кислотах. В состав белков, нуклеиновых кислот входят атомы азота, серы, фосфора и др. Именно поэтому растения нуждаются в минеральных веществах: нитратах, фосфатах, сульфатах и т. д. Поглощение растворов минеральных солей связано с всасыванием воды корнями растений через корневые волоски.

Несмотря на то что в почвенном растворе имеются многие вещества, корни растений поглощают только те из них, которые необходимы им для жизнедеятельности. Количество поступающих через корневую систему минеральных солей зависит от их содержания в почве, от влажности и температуры почвы, а также от вида растений. Культурные растения с урожаем выносят из почвы большое количество минеральных солей, особенно нитратов, фосфатов, сульфатов. Поэтому в почву нужно постоянно вносить минеральные удобрения, причем под различные культуры – в разном количестве.

Растущие части растения – почки, молодые листья, развивающиеся цветки, плоды и запасающие органы (клубни, луковицы и др.) – представляют собой органы потреблении минеральных солей (рис. 20).
Рис. 20. Органы потребления минеральных солей Минеральное питание животных. Минеральные вещества нужны и гетеротрофным организмам как существенное дополнение к органической пище. Животные организмы чувствительны к недостатку, а тем более к отсутствию тех или иных минеральных солей в пище. Минеральные вещества играют существенную роль в пластических процессах, в формировании тканей.

Для большинства животных велико значение солей кальция. Они входят в состав раковин моллюсков, дентина зубов, крови, клеточного содержимого. Соли кальция, содержащиеся в пище, усваиваются организмом и влияют на обмен веществ, укрепляют защитные силы организма и повышают его устойчивость к инфекционным болезням.

Жизненно важный элемент – фосфор. В тканях организмов и пищевых продуктах фосфор содержится в виде фосфорной кислоты и ее солей (фосфатов). Фосфорная кислота участвует в построении молекул нуклеиновых кислот, АТФ, многих ферментов. Соединения фосфора входят в состав мышечной, костной ткани, мозга и участвуют во всех видах обмена веществ.

Обмен фосфора в организме тесно связан с обменом магния. Большая часть магния входит в состав костной ткани. Биологическая роль магния связана с каталитическими процессами, нормализацией возбудимости нервной системы. Магний обладает сосудорасширяющими свойствами, стимулирует перистальтику кишечника и выделение желчи.

Калий играет важную роль в процессах внутриклеточного обмена. Ионы калия обеспечивают постоянство внутренней среды организма человека, способствуют проведению нервных импульсов к мышцам.

Важное физиологическое значение имеет натрий, ионы которого находятся во всех клетках и тканях и обеспечивают постоянство внутренней среды организма, принимают активное участие в водном обмене.

Недостаточность минеральных элементов. Оценить влияние отдельных элементов нелегко, а иногда даже невозможно. Например, недостаток хлорофилла у растений может быть вызван нехваткой магния или железа. У овец и крупного рогатого скота часто наблюдается диарея (понос), вызванная недостатком меди в организме. У позвоночных животных, в том числе у человека, нехватка марганца обусловливает нарушение развития костей, а недостаток железа вызывает малокровие.

Самое распространенное заболевание растений связано с недостатком калия, что выражается в пожелтении и побурении краев листьев, в преждевременной гибели растения. Нехватка меди вызывает отмирание побегов у растений. Недостаток содержания марганца проявляется пятнистостью листьев у бобов. Дефицит бора вызывает заболевание «гниль сердечка» у корнеплодов сахарной свеклы. Неоднозначность наблюдаемых аффектов объясняется тем, что минеральные элементы оказывают значительное влияние на обмен веществ в клетках.

Знания о минеральном питании организмов важны и для медицины, и для сельского хозяйства, так как болезням, вызываемым нехваткой определенных химических элементов, подвержены во всем мире и растения, и животные, в том числе люди.

Вопросы и задания

  1. Что такое питание?
  2. Какие организмы относит к автотрофам, какие – к гетеротрофам?
  3. Что понимают под термином «минеральное питание»?
  4. Приведите примеры заболеваний растений и животных, вызываемых недостатком минеральных элементов.
  5. Почему живые организмы помимо органических соединений нуждаются в минеральных веществах?

Ссылка на основную публикацию