Транспорт веществ

Разбор темы

Транспорт у растений

Восходящий ток: вода поступает в корневые волоски путём осмоса, затем по ксилеме поднимается вверх. Движущие силы: корневое давление (видно по «плачу» растений и гуттации), транспирация листьев и сцепление молекул воды (когезия).

Нисходящий ток: сахароза, образованная в листьях, по флоэме идёт к корням, плодам, точкам роста.

Устьица — пары замыкающих клеток в эпидермисе листа. Они регулируют транспирацию и газообмен: открываются на свету при достатке воды и закрываются при засухе.

Скорость транспирации растёт с повышением температуры, освещённости, ветра и снижается при высокой влажности воздуха.

Кровь: состав и функции

Кровь — жидкая соединительная ткань. Плазма ≈ 55 % объёма (вода ≈ 90 %, белки альбумины, глобулины, фибриноген, соли, глюкоза), форменные элементы ≈ 45 %.

Эритроциты (≈ 4,5–5 млн в 1 мм³) — двояковогнутые диски без ядра, живут около 120 дней, образуются в красном костном мозге, разрушаются в селезёнке и печени. Гемоглобин содержит железо.

Лейкоциты (≈ 6–9 тыс. в 1 мм³) — защита: нейтрофилы и моноциты-макрофаги осуществляют фагоцитоз, лимфоциты отвечают за иммунитет.

Функции крови: транспортная, дыхательная, защитная, регуляторная (переносит гормоны), терморегуляторная, поддержание гомеостаза.

Свёртывание крови

При повреждении сосуда тромбоциты разрушаются и выделяют тромбопластин.

При участии ионов Ca²⁺ и витамина K неактивный протромбин превращается в тромбин.

Тромбин переводит растворимый белок фибриноген в нерастворимый фибрин, нити которого с клетками крови образуют тромб.

Гемофилия — наследственное нарушение свёртывания, сцеплена с X-хромосомой.

Группы крови и резус-фактор

Система AB0 (К. Ландштейнер, 1900): на эритроцитах бывают антигены A и B, в плазме — антитела α и β.

I (0): антигенов нет, антитела α и β — универсальный донор. II (A): антиген A, антитела β. III (B): антиген B, антитела α. IV (AB): оба антигена, антител нет — универсальный реципиент.

Резус-фактор — белок на эритроцитах (у ≈ 85 % людей, Rh⁺). Резус-конфликт возможен, если у Rh⁻ матери второй ребёнок Rh⁺.

На практике переливают кровь только той же группы и резуса.

Сердце

Сердце человека четырёхкамерное: два предсердия и два желудочка. Левая половина содержит артериальную кровь, правая — венозную; стенка левого желудочка самая толстая.

Клапаны: между левыми камерами — двустворчатый (митральный), между правыми — трёхстворчатый; на выходе в аорту и лёгочную артерию — полулунные. Клапаны обеспечивают ток крови в одну сторону.

Автоматия: сердце сокращается само под действием импульсов, возникающих в водителе ритма (синусный узел). Симпатические нервы и адреналин усиливают работу сердца, блуждающий нерв — замедляет.

Сердечный цикл (≈ 0,8 с): систола предсердий 0,1 с, систола желудочков 0,3 с, общая диастола 0,4 с. Во время диастолы сердечная мышца отдыхает.

Круги кровообращения

Большой круг: левый желудочек → аорта → артерии → капилляры органов (кровь отдаёт O₂, становится венозной) → вены → верхняя и нижняя полые вены → правое предсердие.

Малый (лёгочный) круг: правый желудочек → лёгочная артерия (несёт венозную кровь!) → капилляры лёгких (газообмен) → лёгочные вены (несут артериальную кровь!) → левое предсердие. Кровообращение (замкнутое движение крови по кругам) открыл У. Гарвей (1628).

Скорость крови максимальна в аорте (≈ 0,5 м/с) и минимальна в капиллярах (≈ 0,5 мм/с), что даёт время для обмена веществ. Давление падает от аорты к полым венам.

Лимфатическая система и иммунитет

Тканевая жидкость частично возвращается в кровь по лимфатическим сосудам. По пути лимфа фильтруется в лимфатических узлах, где задерживаются микробы.

Иммунитет — невосприимчивость к инфекциям. Клеточный обеспечивают фагоциты и T-лимфоциты, гуморальный — антитела, которые вырабатывают B-лимфоциты.

Естественный иммунитет: врождённый или приобретённый после болезни. Искусственный активный — после вакцины (Э. Дженнер, 1796, оспа), пассивный — после введения лечебной сыворотки с готовыми антителами.

Кровеносные системы животных 8 класс

Незамкнутая — у моллюсков и членистоногих: кровь (гемолимфа) изливается в полость тела. Замкнутая — у кольчатых червей и позвоночных.

Сердце: рыбы — двухкамерное, один круг; земноводные — трёхкамерное, кровь частично смешивается; пресмыкающиеся — трёхкамерное с неполной перегородкой (у крокодилов — четырёхкамерное); птицы и млекопитающие — четырёхкамерное, кровь не смешивается.

Лейкоциты и виды иммунитета 8 класс

Нейтрофилы и моноциты (макрофаги) — фагоциты; эозинофилы — против паразитов и при аллергии; базофилы — выделяют гистамин; лимфоциты — специфический иммунитет.

Гуморальный иммунитет — антитела в крови (B-лимфоциты), клеточный — T-киллеры. Активный иммунитет вырабатывает сам организм (после болезни или вакцины), пассивный — получает готовые антитела (сыворотка, молоко матери).

Резус-конфликт 8 класс

Если у матери кровь Rh⁻, а у плода Rh⁺, при повторной беременности антитела матери могут разрушать эритроциты плода. Для профилактики вводят анти-Rh-иммуноглобулин.

Работа сердца: автоматия и ЭКГ 10 класс

Сердце сокращается само, без команд мозга, — автоматия. Ритм задаёт синоатриальный узел («водитель ритма») в правом предсердии; импульс идёт к атриовентрикулярному узлу и по пучку Гиса к желудочкам.

Электрокардиограмма (ЭКГ) записывает электрическую активность сердца: зубец P — сокращение предсердий, комплекс QRS — желудочков, T — их расслабление. При тренировках сердце становится сильнее, пульс в покое — реже.

Гемоглобин и миоглобин 10 класс

Гемоглобин переносит кислород кровью, миоглобин запасает его в мышцах. Кривая насыщения миоглобина лежит левее: он сильнее удерживает $O_2$ и отдаёт его только при сильной нехватке.

Эффект Бора: при повышении $CO_2$ и кислотности (работающая мышца) гемоглобин легче отдаёт кислород.

Транспорт веществ у растений: подробнее 11 класс

Вода в корне идёт по апопласту (по клеточным стенкам) и симпласту (через цитоплазму и плазмодесмы). Перед центральным цилиндром поясок Каспари заставляет воду войти в клетки — так растение контролирует, что поступает внутрь.

Транслокация — перенос сахаров по флоэме от «источника» (листья) к «потребителю» (корни, плоды, точки роста) с затратой энергии.

Заболевания сердца и сосудов 8 класс

Атеросклероз (холестериновые бляшки), гипертония, инфаркт, инсульт. Факторы риска: курение, малоподвижность, лишний вес, стресс, много соли и животных жиров.

Внутреннее строение стебля и корня 7 класс

На поперечном срезе ветки дерева снаружи внутрь: кожица (у старых ветвей — пробка с чечевичками), кора, внутренний слой которой — луб (флоэма: живые ситовидные трубки с клетками-спутницами и прочные лубяные волокна), затем камбий, древесина (ксилема: мёртвые сосуды, трахеиды и древесные волокна) и в центре сердцевина с запасом веществ. Камбий — тонкий слой образовательной ткани: делясь, он откладывает луб наружу, а древесину внутрь, поэтому стебель растёт в толщину. Весенняя древесина с крупными сосудами и осенняя с мелкими образуют годичное кольцо.

Корень от кончика: корневой чехлик (защищает), зона деления (верхушечная образовательная ткань), зона роста (клетки растягиваются), зона всасывания с корневыми волосками и зона проведения, где появляются боковые корни. Вода с солями входит через корневые волоски и идёт к сосудам центрального цилиндра.

Опыты. Если поставить побег в подкрашенную воду, через несколько часов на срезе окрашивается древесина — значит, вода и соли поднимаются по сосудам ксилемы. Если снять с ветки кольцо коры (кольцевание), над кольцом образуется наплыв: органические вещества идут из листьев вниз по лубу и скапливаются над разрывом, а листья не вянут, потому что древесина цела.

Артерии, вены, капилляры и давление крови 8 класс

Строение стенки сосуда соответствует его работе. Артерии несут кровь от сердца под высоким давлением: стенка толстая, трёхслойная, с большим количеством эластичных волокон и гладких мышц — она растягивается при выбросе крови и сжимается, продвигая её дальше; эти колебания стенки и есть пульс. Вены несут кровь к сердцу при низком давлении: стенка тоньше, просвет шире, есть кармановидные клапаны, которые не пускают кровь назад. По венам ног кровь поднимается благодаря сокращению скелетных мышц («мышечный насос») и присасывающему действию грудной клетки при вдохе.

Капилляры — самые тонкие сосуды (диаметр ≈ 5–10 мкм, эритроциты проходят по одному), их стенка состоит из одного слоя клеток эндотелия. Общая площадь капилляров огромна, а кровь в них течёт медленнее всего — так создаются условия для обмена веществ между кровью и тканевой жидкостью.

Артериальное давление измеряют на плечевой артерии тонометром: верхнее (систолическое) — в момент сокращения желудочков, нижнее (диастолическое) — при их расслаблении; норма взрослого ≈ 120/80 мм рт. ст., их разница — пульсовое давление ≈ 40 мм рт. ст. Давление выше 140/90 называют гипертонией, ниже 90/60 — гипотонией. Давление максимально в аорте и падает до самого низкого в полых венах.

Сердце при физической нагрузке 8 класс

В покое пульс взрослого — 60–80 ударов в минуту, ударный объём ≈ 70 мл, минутный объём ≈ 5 л. При нагрузке симпатические нервы и адреналин учащают и усиливают сокращения: пульс растёт до 150–180, ударный объём — до 100–120 мл, минутный объём — до 15–20 л и более. Пульс в покое чаще 90 называют тахикардией, реже 60 — брадикардией (у тренированных спортсменов это норма).

У тренированного человека стенка сердца толще и ударный объём больше, поэтому то же количество крови сердце перекачивает за меньшее число сокращений: пульс в покое 50–60, а после нагрузки он быстрее возвращается к исходному. Функциональная проба: измерить пульс в покое, сделать 20 приседаний за 30 с и измерять пульс каждую минуту; восстановление за 2–3 минуты — хороший показатель.

Клетки крови у разных животных 8 класс

Под микроскопом эритроциты лягушки крупные, овальные, с ядром, и их мало; эритроциты человека мелкие, двояковогнутые, без ядра, и их гораздо больше. Ядро есть в эритроцитах рыб, земноводных, пресмыкающихся и птиц; у млекопитающих зрелые эритроциты безъядерные. Отсутствие ядра освобождает место для гемоглобина, а двояковогнутая форма увеличивает поверхность для газообмена и позволяет клетке изгибаться в узких капиллярах.

Дыхательные пигменты бывают разными: гемоглобин (содержит железо, красный) — у позвоночных и многих кольчатых червей; гемоцианин (содержит медь, голубоватый) — у моллюсков и ракообразных. У насекомых гемолимфа почти не переносит газы — кислород доставляют трахеи. У жителей высокогорья в крови больше эритроцитов — это приспособление к разреженному воздуху.

Кривая диссоциации и гемоглобин плода 10 класс

Кривая диссоциации оксигемоглобина S-образная: она показывает, какая доля гемоглобина насыщена кислородом при разном парциальном давлении O₂. В лёгких (pO₂ ≈ 100 мм рт. ст.) гемоглобин насыщен почти полностью (≈ 97 %), в тканях в покое (≈ 40 мм рт. ст.) — примерно на 75 %, в работающих мышцах (≈ 20 мм рт. ст.) — лишь примерно на треть: чем сильнее ткань нуждается в кислороде, тем больше его получает. При повышении CO₂, кислотности и температуры кривая сдвигается вправо (эффект Бора) — кислород отдаётся легче.

У плода гемоглобин другой — фетальный (HbF). Его сродство к кислороду выше, и кривая лежит левее, чем у гемоглобина взрослого (HbA). Поэтому в плаценте, где давление O₂ невысокое, кислород переходит из крови матери в кровь плода. После рождения фетальный гемоглобин в течение первых месяцев жизни заменяется взрослым.