Генетическая сущность мейоза. Строение пищеварительной системы

Из желудка пища поступает в двенадцатиперстную кишку, в просвет которой открываются протоки печени и поджелудочной железы.

Печень — самая крупная железа организма человека. Масса ее составляет около 1500—1700 г. Она состоит из печеночных долек, разделенных прослойками соединительной ткани. Печеночная долька — это основная структурно-функциональная единица печени. Дольки образованы печеночными клетками, между ними располагаются кровеносные и желчные капилляры. В центре дольки лежит вена, а в междольковой соединительной ткани проходят сосуды и нервы. В печени насчитывается примерно 500 тыс. долек.

В ворота печени входят печеночная артерия и воротная вена, а выходят печеночная вена и общий печеночный проток. Общий печеночный проток, сливаясь с протоком желчного пузыря, образует общий желчный проток, который, соединяясь с протоком поджелудочной железы, открывается в просвет двенадцатиперстной кишки.

Ветви воротной вены в дольке переходят в капилляры воротной системы — синусоиды. Синусоиды имеют широкий просвет, что обусловливает медленное протекание в них крови. В центре дольки они впадают в центральную вену, собирающую кровь от дольки. Все центральные

вены, соединяясь между собой, образуют 3—5 печеночных вен, которые впадают в нижнюю полую вену. Таким образом, особенность кровоснабжения печени заключается в наличии в ней капиллярной сети, образованной воротной веной.

Желчь вырабатывается клетками печени постоянно, независимо от наличия пищи в пищеварительном канале. За сутки образуется примерно 0,5—1,0 л желчи. Вне процесса пищеварения она поступает в желчный пузырь, где и накапливается. Отделение желчи усиливается во время еды. Желчь имеет щелочную реакцию, содержит желчные кислоты (таурохолевую и гликохолевую), холестерин и желчные пигменты (билирубин и биливердин). Она играет большую роль в процессе пищеварения: поддерживает щелочную реакцию среды тонкой кишки, активирует действие пищеварительных ферментов, эмульгирует жиры, способствует всасыванию жирных кислот и жирорастворимых витаминов (A, D, Е, К), усиливает сокоотделение поджелудочной железы и стимулирует перистальтику кишечника. Кроме участия в пищеварении, в печени синтезируются многие белки крови, липиды и углеводы. Она служит депо глюкозы, которая запасается в виде гликогена. Печень выполняет также барьерную функцию, обезвреживая ядовитые вещества, образующиеся в кишечнике. Через печень взрослого человека в 1 мин протекает около 1,5лкрови.

Поджелудочная железа располагается позади желудка, прилегая к задней брюшной стенке. В ней выделяют головку, тело и хвост. Железа состоит из внешнесекреторной {экзокринной) части, вырабатывающей панкреатический сок, который по выводному протоку поступает в двенадцатиперстную кишку, и внутрисекреторной {эндокринной) части, секретирующей в кровь гормоны инсулин и глюкагон.

Сок поджелудочной железы имеет щелочную реакцию и содержит пищеварительные ферменты, играющие ключевую роль в переваривании белков, жиров и углеводов. Трипсин, химотрипсин, коллагеназа и другие действуют на белки и олигопептиды, последовательно расщепляя их до аминокислот. Все эти ферменты вырабатываются в неактивной форме в виде проферментов, которые активируются под влиянием других ферментов в просвете двенадцатиперстной кишки. Например, трипсин образуется из профермента трипсиногена при участии энтеро-киназы, содержащейся в кишечном соке, а химотрипсин — из химотрипсиногена под влиянием трипсина. Амилаза, мальтаза и лактаза расщепляют углеводы до моносахаридов. Липаза расщепляет жиры, эмульгированные желчью, до глицерина и жирных кислот. Нуклеазы расщепляют нуклеиновые кислоты до нуклеотидов. В сутки выделяется 1,5—2,0 л панкреатического сока.

Секреция панкреатического сока регулируется рефлекторно, а также посредством гормонов — секретина и холецистокинина, выделяемых эндокринными клетками двенадцатиперстной кишки после поступления в нее пищевой кашицы.

Тонкая кишка имеет длину 5— 7 м. Она подразделяется на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишки. Двенадцатиперстная кишка имеет форму подковы. В нисходящей части ее открывается общий желчный проток и проток поджелудочной железы. В двенадцатиперстной кишке пищевая кашица подвергается переваривающему действию сока кишечных желез, желчи и сока поджелудочной железы. Процесс пищеварения продолжается и в других отделах тонкой кишки, так как пищеварительные железы расположены на всем ее протяжении.

В тонкой кишке различают полостное и пристеночное (мембранное)

пищеварение. Полостное пищеварение происходит в полости кишечника под действием ферментов, выделяемых в составе пищеварительных соков. Пристеночное пищеварение осуществляется ферментами, адсорбированными на плазматической мембране клеток кишки (энтероцитов), образующей около 3000 микроворсинок, выступающих в просвет кишки. Благодаря этому значительно увеличивается площадь соприкосновения пищевой кашицы с поверхностью мембраны с адсорбированными на ней ферментами.

Входящие в состав кишечного сока пищеварительные ферменты завершают процесс расщепления питательных веществ. Пептидаза расщепляет полипептиды до аминокислот, липаза гидролизует жиры до глицерина и жирных кислот, амилаза, лактаза, мальтаза, сахараза расщепляют полисахариды до моноса-хиридов, нуклеазы и фосфатаза гидролизуют полинуклеотиды.

Тощая и подвздошная кишки служат основными местами всасывания — процесса переноса веществ из пищеварительного канала в кровь и лимфу. Большую роль в этом процессе играют выросты слизистой оболочки тонкой кишки — ворсинки (рис. 44.2), эпителиальные клетки которых образуют многочисленные микроворсинки. Всасывающиеся вещества поступают в цитоплазму энтероцитов и из них в кровеносные и лимфатические капилляры. Глюкоза и аминокислоты переносятся через мембрану энтероцитов беспрепятственно. Однако жирные кислоты, образующиеся при расщеплении жиров, ворсинками не всасываются. Их всасывание осуществляется лишь в форме солей, которые в присутствии желчных кислот переносятся внутрь эпителиальных клеток ворсинок. Здесь они взаимодействуют с глицерином с образованием молекул жиров, специфичных для организма, которые поступают в лимфу.

Маятникообразные сокращения кольцевых и продольных мышц способствуют перемешиванию пищевой кашицы, а перистальтические волнообразные сокращения кольцевых мышц обеспечивают продвижение ее к толстой кишке.

Толстая кишка включает три отдела: слепую кишку с червеобразным отростком, ободочную и прямую кишки. Слизистая оболочка толстой кишки образует многочисленные складки полулунной формы и не имеет ворсинок. На границе перехода подвздошной кишки в слепую слизистая и мышечная оболочки образуют илеоцекальный клапан, который пропускает содержимое кишки только в одном направлении: из тонкой кишки в толстую.

Толстая кишка населена большим количеством бактерий. Некоторые из них синтезируют витамины (группы В, К и др.), необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека. Другие вызывают брожение клетчатки, продукты гидролиза которой всасываются и используются организмом. Гнилостные бактерии разлагают белки. При их распаде выделяются ядовитые вещества (скатол, индол, фенол и др.), часть которых всасывается в кровь и переносится в печень. В клетках печени ядовитые вещества обезвреживаются.

В толстой кишке всасывается вода. Пищевые остатки превращаются в каловые массы, скапливаются в прямой кишке и затем удаляются через анальное отверстие. Центр рефлекса дефекации находится в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга.

3 (46) Экологическая система и потоки энергии и вещества в ней. Трофические сети и цепи.

Понятия экологической системы и биогеоценоза

Термин «экологическая система» в 1935 г. предложил английский ученый А Тэнсли. Экологическая система, или экосистема (греч. oikos — жилище, дом и systema — сочетание, объединение) — это совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, объединенных в единое функциональное целое. Основные свойства экосистемы — способность осуществлять круговорот веществ и поток энергии и поддерживать постоянство своего состава в изменяющихся условиях окружающей среды. Понятие «экосистема» приложимо к объектам разной сложности и размеров. Капля воды, пруд, лес, океан, биосфера — все это экосистемы разного ранга, при условии, что в них присутствуют живые организмы, способные осуществлять более или менее полный круговорот веществ. При этом более крупные экосистемы включают в себя экосистемы низшего ранга.

Близкий к экосистеме по содержанию смысл имеет предложенный русским ученым В. Н. Сукачевым термин «биогеоценоз». Биогеоценоз (bios — жизнь, ge — земля, koinos — общий) — исторически сложившийся комплекс взаимосвязанных разных видов, обитающих на определенной территории с более или менее однотипными условиями существования. Биогеоценоз, как и любая экосистема, включает два главных взаимосвязанных компонента: биоценоз и биотоп (рис. 19.4).

Биоценоз (греч. bios — жизнь и koinos — общий) — представляет собой совокупность всех живых организмов: растений (фитоценоз), животных (зооценоз), бактерий (микробоценоз) и других организмов, сосуществующих в определенном биотопе. Видовой состав биоценоза определяется прежде всего особенностями растительности. Растения обычно располагаются одно над другим, в виде ярусов, или этажей, и образуют пространственную структуру биоценоза. Для каждого яруса характерны специфические виды животных. Гетеротрофы особенно многочисленны в почве и на нижних этажах растительности. Некоторые животные могут перемещаться из одного яруса в другой. Ярусное расположение растений (деревьев, кустарников, трав и др.) и животных способствует образованию разнообразных экологических ниш для населения биогеоценоза. Виды растений, преобладающих в разных ярусах фитоценозов, называются доминантными (лат. dominans — господствующий). Так, в еловом лесу доминантами являются ель, черника, зеленый мох. При этом образование биоценоза елового леса в первую очередь зависит от ели. Поэтому ель называют эдификатором (лат. aedificator — строитель) данного биогеоценоза.

Биотоп (греч. bios — жизнь и to-pos — место) — относительно однородный участок земной поверхности с однотипными условиями рельефа, климата и других абиотических факторов, занятый определенным биоценозом.

Биогеоценоз — наземная экосистема. В отличие от остальных экосистем, в биоценоз в качестве основного звена всегда входит растительное сообщество, к границам которого он обычно приурочен. Следовательно, каждый биоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз.

Целостность биогеоценоза обусловливается многочисленными связями, которые возникают между входящими в его состав организмами и абиотическими факторами. По способу получения и использования питательных веществ и энергии в большинстве биогеоценозов можно выделить две резко различающиеся группы живых организмов: автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы синтезируют органическое вещество из простых неорганических соединений. Гетеротрофы, потребляя образованное органическое вещество, превращают его в исходные неорганические соединения, которые снова используются автотрофами для создания биомассы. Таким образом, в биогеоценозах возникает непрерывный круговорот веществ. Источником энергии для осуществления этого процесса служит лучистая энергия солнца.

Цепи питания и пищевые (трофические) сети

Хотя общая схема круговорота веществ сравнительно проста, однако в естественных условиях этот процесс принимает очень сложные формы. Ни один вид гетеротрофных организмов не способен сразу расщеплять все потребляемое органическое вещество растений до конечных продуктов. Каждый вид использует лишь часть содержащейся в органическом веществе энергии, доводя его распад до определенной стадии. Непригодные для данного вида, но еще богатые энергией органические остатки используются другими организмами.

Таким образом, круговорот веществ в биогеоценозах осуществляется по сложившимся в процессе эволюции пищевым, или трофическим (греч. trophe — пища) цепям, которые состоят из взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого субстрата. Каждое звено трофической цепи составлено организмами с одинаковым типом питания, которые образуют определенный трофический уровень.

Первый трофический уровень занимают продуценты, создающие органическое вещество из простых неорганических соединений. К ним относятся зеленые растения и цианобактерии, использующие для синтеза органического вещества солнечную энергию. Небольшой вклад в эту продукцию вносят также хемосинтезирующие бактерии. На втором трофическом уровне находятся растительноядные животные — консументы первого порядка. На суше к ним относятся многие насекомые, земноводные рептилии, птицы и млекопитающие. Третий уровень составляют плотоядные животные — консументы второго порядка (хищники, некрофаги (трупоеды) и паразиты). Во многих пищевых цепях имеются четвертое и пятое звенья (трофические уровни), представленные средними и крупными хищниками, которые могут использовать в пищу животных соответственно третьего и четвертого уровней. Например: растения—грызуны—лисица—орел; нектар цветков—пчела— пчелиный волк (хищная оса)—землеройка—сова. Особое положение в пищевой цепи занимает уровень редуцентов (лат. reducens — возвращающий), или деструкторов (лат. destructivus — разрушительный), питающихся органическим веществом использованной или отмершей биомассы и подвергающих его минерализации, т. е. разложению на составные неорганические соединения (С02, NH3 и др.), пригодные для нового использования продуцентами. Основными редуцентами являются бактерии и грибы. Они ассимилируют вещество и энергию со всех трофических уровней (рис. 19.5).

Существуют два основных типа пищевых цепей: пастбищные и дет-ритные.

В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, значительная часть продукции которых потребляется консументами различных порядков, образующих последовательные звенья пищевой цепи (рис. 19.6).

В детритных трофических цепях, наиболее распространенных в лесах и некоторых водных экосистемах, большая часть растений не поедается растительноядными животными, а отмирает (упавшие деревья, листовой опад и т. п.) и разлагается сапрофагами (греч. sapros -гнилой), к которым относятся бактерии, грибы, некоторые насекомые и др. В результате образуется детрит (лат. detritus — истертый) -субстрат, состоящий из мелких органических частиц и бактерий. Детрит частично минерализуется микроорганизмами, а частично поглощается детритофагами (группа сапрофагов). В водных системах к ним относятся черви, личинки насекомых, ракообразные, некоторые рыбы, а в наземных — дождевые черви, насекомые и их личинки. Детритофагами питаются мелкие хищники, которые, в свою очередь, потребляются более крупными хищными животными. Таким образом образуется трофическая цепь.

Основное отличие детритных трофических цепей от пастбищных заключается в том, что в детритных цепях большая часть созданного продуцентами органического вещества поступает в систему редуцентов, а не консументов, как это происходит в пастбищных пищевых цепях. В результате этого круговорот веществ в детритных трофических цепях оказывается более полным, что способствует их стабилизации.

Наряду с пастбищными и детритными цепями существуют цепи, не включающие автотрофных растений, например в биоценозах больших глубин океана и пещер. Однако во всех биоценозах подобного типа обязателен приток энергии извне в форме органических веществ.

Организмы каждого трофического уровня (кроме некоторых узкоспециализированных) питаются многими или хотя бы несколькими видами организмов нижележащего уровня и, в свою очередь, служат источником пищи для многих видов животных последующих уровней. Например, землеройки питаются многими беспозвоночными (червями, членистоногими и другими животными), а сами служат добычей мелким и средним хищникам (рептилиям, млекопитающим и птицам). Кроме того, многие животные используют пищевые ресурсы разных трофических уровней. Например, смешанной пищей питаются воробьи, синицы, медведи, обезьяны и др. Многие зерноядные птицы выкармливают птенцов насекомыми. В результате пищевые

цепи образуют сложную пищевую сеть (или паутину) биогеоценоза.

4 (60) Выпишите и дайте объяснение всем терминам, встретишимся вам выполнении работы

Мейоз {греч. meiosis — уменьшение) — способ деления клеток, приводящий к уменьшению в них числа хромосом вдвое.

Конъюгация- соединение.

Пищеварительная система - комплекс органов, осуществляющих процесс механической и химической обработки пищи, всасывание переработанных веществ и выведение наружу непереваренных и неусвоенных составных частей пищи.

Язык — мышечный орган, состоящий из поперечно-полосатой мускулатуры.

Желудок — расширенная часть пищеварительной трубки.

Печень — самая крупная железа организма человека (фильтр организма).

Экологическая система, или экосистема (греч. oikos — жилище, дом и systema — сочетание, объединение) — это совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, объединенных в единое функциональное целое.

Биоценоз (греч. bios — жизнь и koinos — общий) — представляет собой совокупность всех живых организмов: растений (фитоценоз), животных (зооценоз), бактерий (микробоценоз) и других организмов, сосуществующих в определенном биотопе.

Биотоп (греч. bios — жизнь и to-pos — место) — относительно однородный участок земной поверхности с однотипными условиями рельефа, климата и других абиотических факторов, занятый определенным биоценозом.

Список используемей литературы:

1. Биология. Современный курс / под ред. А.Ф. Никитина. СПб.: СпецЛит, 2005. 480 с.

Страницы: 1, 2