Узагальнення знань з теми "Обмін речовин і перетворення енергії".
2. Випишіть та вивчіть основні поняття й ключові терміни: Ксенобіотики. Психоактивні речовини. Біотрансформація.
(Підручник!)
3. Самостійна робота. У робочому зошиті дайте відповідь на питання на слайді 28.
Основні поняття й ключові терміни: ОБМІН ЕНЕРГІЇ. АТФ. КЛІТИННЕ ДИХАННЯ.
Пригадайте! Що таке метаболізм?
Поміркуйте!
Для організмів нашої планети основним джерелом енергії є сонячне світло. Незначною мірою в процесах метаболізму може використовуватися теплота вулканічного походження, енергія з надр земної кори та ін. Енергія потрібна організмам для синтезу власних органічних речовин з неорганічних (автотрофи) або з готових органічних (гетеротрофи). А що відбувається з енергією після її надходження в клітину?
ЗМІСТ
Яка роль АТФ у забезпеченні процесів метаболізму?
ОБМІН ЕНЕРГІЇ — це сукупність процесів, що забезпечують надходження, перетворення та видалення енергії у біосистемах. Як зазначають науковці, «хоча енергія існує у багатьох формах, для анаболізму живих істот придатними є лише дві із них - світлова й хімічна енергія». Основним джерелом світлової енергії є Сонце, а хімічної - хімічні зв'язки готових органічних речовин.
Енергетичні перетворення світлової чи хімічної енергії у клітинах відрізняються від енергетичних процесів неживої природи тим, що: а) основою є окисно-відновні реакції, що відбуваються за участі ферментів; б) мають поступовий (поетапний) характер; в) здійснюються за участі високоспеціалізованих структур — фотомембран, мезосом, мітохондрій та хлоропластів; г) для акумулювання, збереження й внутрішнього перенесення енергії слугує АТФ.
Аденозинтрифосфатна кислота (АТФ) — органічна сполука, що належить до вільних нуклеотидів і є універсальним хімічним акумулятором енергії у клітині. Пригадаємо, що молекула АТФ є нуклеотидом, який складається із аденіну, рибози і трьох залишків ортофосфатної кислоти (іл. 77). Під час відщеплення фосфатної групи від АТФ вивільняється близько 42 кДж енергії та утворюється АДФ (аденозиндифосфатна кислота). Коли ж від молекули АТФ відщеплюються два фосфат-йони, то утворюється АМФ (аденозинмонофосфатна кислота) і звільняється близько 84 кДж енергії. Процеси розщеплення й утворення АТФ відбуваються постійно відповідно до схеми:
Іл. 71. Схема будови молекули АТФ
Енергія макроергічних зв'язків АТФ вивільняється в реакціях гідролізу і використовується для виконання будь-якої роботи клітини. Синтез АТФ відбувається завдяки реакціям фосфорилювання, що можуть здійснюватися в цитоплазмі (субстратне фосфорилювання), в мітохондріях (окиснювальне фосфорилювання) або в хлоропластах (фотофосфорилювання).
Отже, основна функція АТФ — це енергетична, оскільки сполука бере участь в енергетичному обміні, запасаючи в своїх макроергічних зв'язках значну кількість енергії.
Які є способи отримання енергії живими організмами?
У живій природі розрізняють три основні способи отримання енергії. Перший із них властивий автотрофним організмам, другий — гетеротрофним, а третій властивий авто- й гетеротрофам:
1. У автотрофних організмів зовнішня енергія поглинається хлорофілом (бактеріохлорофілом) й перетворюється в хімічну енергію АТФ. Далі з вуглекислого газу й води в темновій фазі синтезується глюкоза. Як ви вже знаєте, в живій природі цей спосіб властивий фотоавтотрофам, у яких спостерігається кисневий фотосинтез (ціанобактерії, рослини) й бактеріальний фотосинтез, що на відміну від кисневого фотосинтезу відбувається в анаеробних умовах без виділення кисню (пурпурні й зелені сіркобактерії). Поряд з фотосинтезом зв'язування вуглекислого газу в природі здійснюється в процесі хемосинтезу з використанням хімічної енергії окиснення неорганічних сполук (сірко-, залізо- та нітрифікуючі бактерії).
2. У гетеротрофних організмів хімічна енергія поживних речовин перетворюється в процесах клітинного дихання в енергію макроергічних зв'язків АТФ (іл. 72). Ці енергетичні перетворення відбуваються в мітохондріях як процеси гліколізу, бродіння, субстратного та окиснювального фосфорилювання.
Іл. 72. Схема процесів клітинного дихання
3. У автотрофних й гетеротрофних організмів внутрішньоклітинні перетворення енергії АТФ в різні форми енергії (електричну, світлову, теплову, механічну) сприяють виконанню клітиною процесів життєдіяльності. Частина цієї енергії втрачається у вигляді теплоти.
Отже, за способом отримання енергії живі організми поділяють на автотрофів і гетеротрофів.
Яка роль процесів дихання в забезпеченні організмів енергією?
КЛІТИННЕ ДИХАННЯ — це сукупність процесів біологічного окиснення поживних речовин з вивільненням хімічної енергії, що акумулюється в АТФ. Процеси дихання в клітинах організмів різних царств живої природи подібні за багатьма ознаками. Ознаками подібності є утворення таких універсальних речовин, як піровиноградна кислота й АТФ, використання кисню як акцептора електронів й Гідрогену, розщеплення до кінцевих продуктів Н2О і СО2, використання подібних ферментів тощо. Виокремлюють два основні типи клітинного дихання: анаеробний та аеробний. Клітинне дихання є частиною енергетичних перетворень, завдяки яким поетапно вивільняється енергія власних органічних речовин.
Таблиця 2. ЕТАПИ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБМІНУ
Назва етапу | Характеристика |
І. Підготовчий (у травних вакуолях, лізосомах чи травному каналі; вивільняється всього 0,2—0,8 % енергії) | Під дією травних ферментів складні органічні сполуки розщеплюються до сполук, що їх може засвоювати організм. Енергетичний ефект цього етапу незначний, і вся енергія розсіюється у вигляді теплоти |
ІІ. Безкисневий (анаеробний) (у гіалоплазмі клітин; вивільняється лише 5—7 % енергії) | Прості органічні сполуки розщеплюються без участі кисню: розщеплення глюкози — гліколіз, жирних кислот — ліполіз, амінокислот — протеоліз. Енергетичний ефект гліколізу — 200 кДж (116 кДж — на теплоту, 84 кДж — на АТФ): С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 —> 2С3Н4О3 + 2Н2О + 2АТФ |
ІІІ. Кисневий (аеробний) (у матриксі й на кристах мітохондрій за участі кисню; вивільняється основна кількість енергії (понад 90 %) | Аеробне перетворення вуглеводів продовжується завдяки розщепленню піровиноградної кислоти до води і вуглекислого газу. Енергетичний ефект: 2600 кДж (1088 кДж — на теплоту, 1512 кДж — на АТФ): 2С3Н4О3 + 6О2 + 36Н3РО4 + 36АДФ —> 6СО2 + 42Н2О + 36АТФ |
Сумарним енергетичним результатом розщеплення 1 моль глюкози є 2800 кДж енергії (200 кДж + 2600 кДж), з якої в 38 молекулах АТФ акумулюється 55 % (42 кДж х 38 = 1596 кДж), а 45 % (1204 кДж) — розсіюється у вигляді теплоти. Рівняння повного розщеплення глюкози: С6Н12О6 + 6О2 + 38АДФ + З8Н3РО4 —> 6СО2 + 44Н2О + 38АТФ |
Отже, клітинне дихання є сукупністю процесів, під час яких розщеплюються поживні речовини, вивільняється хімічна енергія та акумулююється в макроергічних зв'язках АТФ.
ДІЯЛЬНІСТЬ
Самостійна робота з ілюстрацією
Розгляньте схему фотосинтезу та дайте визначення основних складових процесів. У робочому зошиті заповніть таблицю.
Таблиця. ФАЗИ Й ПРОЦЕСИ ФОТОСИНТЕЗУ
Назва | Визначення |
І. Світлова фаза | |
• Фотоліз води | |
• Відновлення НАДФ | |
• Фотофосфорилювання | |
ІІ. Темнова фаза | |
• Цикл Кальвіна |
Біологія + Фізика. Люмінесценція живого
«То блакитний промінь сапфіра, то опаловий промінь топаза, то обидва кольори змішувались і засліплювали розкішним сяйвом, що оточувало вночі молюска, і він здавався одним із найчудовіших творінь природи». Так французький натураліст Ж. Б. Верані описує біолюмінесценцію одного з глибоководних кальмарів. Як відбуваються енергетичні перетворення під час біолюмінесценції?
СТАВЛЕННЯ
Біологія + Домашні тварини
Золотистий ретрівер (Голден ретрівер) — порода псів, яка сьогодні стала універсальною. Поліцейські собаки й рятувальники, мисливці й лікарі, няньки і компаньйони — ось далеко не повний перелік того, на що здатні ці пси. Слухняний, розумний, з природними здібностями до роботи, добродушний і впевнений собака. Не багато існує інших порід, представники яких виявляють таку саму доброзичливу, м'яку і люблячу натуру, як золотистий ретрівер. Як відбувається енергетичне забезпечення метаболічних процесів у цієї породи псів?
РЕЗУЛЬТАТ
Оцінка | Завдання для самоконтролю |
1—6 | 1. Що таке обмін енергії? 2. Що таке АТФ? 3. Хто такі автотрофи? 4. Хто такі гетеротрофи? 5. Що таке клітинне дихання? 6. Назвіть етапи енергетичного обміну. |
7—9 | 7. Яка роль АТФ у забезпеченні процесів метаболізму? 8. Які є способи отримання енергії живими організмами? 9. Яка роль процесів дихання в забезпеченні організмів енергією? |
10—12 | 10. На конкретному прикладі живих організмів поясніть, як відбувається його енергетичне забезпечення. |
2. Опрацювати теоретичний матеріал. Базові поняття і терміни: обмін вуглеводів, обмін білків, обмін ліпідів.
3. Виконати практичну роботу №1.
4. Дати відповіді на питання самоконтролю.
Питання для бесіди
1. Яка будова молекул вуглеводів? Які функції виконують вуглеводи в гетеротрофному організмі?
2. Яка будова молекул ліпідів? які їхні функції в організмі тварин?
3. Як побудовані молекули білків? які їхні біологічні функції?
1. Обмін вуглеводів
Вуглеводи є джерелами енергії для безпосереднього використання (глюкоза) або утворюють депо енергії (глікоген). Є компонентами складних сполук (нуклеопротеїдів, глікопротеїдів), які використовуються для створення клітинних структур. Добова потреба — 400-500 г.
Основні етапи вуглеводного обміну
1) Розщеплення вуглеводів їжі у травному тракті та всмоктування моносахаридів у тонкому кишечнику.
2) Запасання глюкози у вигляді глікогену в печінці чи м’язах або безпосереднє використання її в енергетичних цілях.
3) Розщеплення глікогену в печінці й надходження глюкози у кров у разі зменшення її концентрації (вміст глюкози в крові людини у нормі становить 4,44-6,67 ммоль/л; за надлишку її вмісту до 8,34-10 ммоль/л вона виводиться із сечею; у разі зниження вмісту до 3,89 ммоль/л з’являється почуття голоду, до 3,22 ммоль/л — судоми та втрата свідомості).
4) Синтез глюкози з проміжних продуктів (піровиноградної та молочної кислот) та невуглеводних попередників.
5) Перетворення глюкози на жирні кислоти.
6) Окиснення глюкози з утворенням вуглекислого газу та води.
2. Обмін ліпідів
Ліпіди є енергетичним і пластичним матеріалом, входять до складу оболонки та цитоплазми клітин. Частина ліпідів накопичується у вигляді запасів жиру (10-30 % маси тіла). Основна маса ліпіді в організмі людини — нейтральні ліпіди (тригліцериди олеїнової, пальмітинової, стеаринової та інших вищих кислот). Біологічна цінність ліпідів полягає в тому, що деякі ненасичені жирні кислоти (лінолева, ліноленова, арахідонова), що необхідні для життєдіяльності, є незамінними і не можуть утворюватися в організмі людини з інших жирних кислот, тому мають обов’язково надходити з їжею (рослинні та тваринні жири).
Основні етапи ліпідного обміну
1) Ферментативне розщеплення жирів їжі у травному тракті до гліцерину та жирних кислот і їх усмоктування у кишечнику.
2) Утворення ліпопротеїдів у слизовій оболонці кишечнику та у печінці та їх транспорт кров’ю.
3) Гідроліз цих сполук на поверхні клітинних мембран ферментом ліпопротеїдліпазою, всмоктування жирних кислот і гліцерину в клітини, де вони використовуються для синтезу власних ліпідів клітин органів та тканин. Після синтезу ліпіди можуть піддаватися окисненню, вивільняючи енергію, і перетворюватися на кінцевій стадії на вуглекислий газ та воду. Жир також може трансформуватися у глікоген, а потім піддаватися окисненню за типом обміну вуглеводів. За надлишку жир відкладається у вигляді запасів у підшкірній клітковині, великому сальнику, навколо деяких органів.
3. Обмін білків
Як ви вже знаєте, білки є основою всіх клітинних структур, їх наявність є неодмінною умовою існування життя. Біосинтез білків визначає ріст, розвиток та самооновлення всіх структурних елементів у організмі. Для синтезу білків у організмі мають бути наявні всі необхідні амінокислоти (20 амінокислот) у певній кількості та співвідношенні. частина амінокислот, що складають білки (валін, лейцин, ізолейцин, лізин, метіонін, треонін, фенілаланін, триптофан) не можуть синтезуватися в організмі людини і мають надходити з їжею. ці амінокислоти є незамінними. Натомість інші амінокислоти можуть синтезуватися в організмі та є замінними (гістидин, глікокол, гліцин, аланін, глутамінова кислота, пролін, оксипролін, серин, тирозин, цистеїн, аргінін). Білки поділяють відповідно до цього на біологічно повноцінні (з повним набором усіх незамінних амінокислот) і неповноцінні (в них відсутні одна або кілька незамінних амінокислот).
Основні етапи обміну білків
1) Ферментативне розщеплення білків їжі до амінокислот і їх усмоктування.
2) Перетворення амінокислот.
3) Біосинтез білків.
4) Розщеплення білків.
5) Утворення кінцевих продуктів розкладу амінокислот.
Порушення обміну білків можуть бути якісними та кількісними. Про наявність порушень білкового обміну роблять висновок за балансом Нітрогену (співвідношенням кількості Нітрогену, що надійшов з їжею, та тим, що виділився з організму). якщо надходження Нітрогену перебільшує його виділення, відбувається затримка Нітрогену в організмі (позитивний баланс Нітрогену). це може бути під час росту організму, під час вагітності та одужання. якщо кількість Нітрогену, що виділився, більша за ту, що надійшла, має місце негативний баланс Нітрогену. це відбувається за значного зменшення вмісту білка в їжі (білкового голодування).
Практична робота № 1
Тема. Складання схем обміну вуглеводів, ліпідів та білків у організмі людини
Мета: навчитися складати схеми обміну вуглеводів, ліпідів та білків у організмі людини.
Обладнання і матеріали: зображення систем органів людини.
Хід роботи
1. Складіть схему обміну вуглеводів у організмі людини. Позначте послідовні стадії та напрями перетворень.
2. Складіть схему обміну ліпідів у організмі людини. Позначте послідовні стадії та напрями перетворень.
3. Складіть схему обміну білків у організмі людини. Позначте послідовні стадії та напрями перетворень.
Висновок: під час обміну речовин відбувається розщеплення складних органічних сполук — білків, ліпідів та вуглеводів, що потрапили у клітину, на простіші, з яких частина використовується для синтезу необхідних організму речовин, а частина зазнає повного розщеплення до кінцевих продуктів метаболізму (H2O, CO2, NH3). ці процеси забезпечують енергетичні потреби організму на здійснення та регуляцію життєвих функцій, а також оновлюють його хімічний склад.
V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
-Опрацювати відповідний параграф у підручнику.
Оцінка | Завдання для самоконтролю |
1—6 | 1. Які системи органів беруть участь у обміні речовин у людини? 2. Яке значення фізіологічних систем органів у забезпеченні обміну речовин? 3. Назвіть особливості обміну білків. 4. Назвіть особливості обміну жирів та вуглеводів. 5. Що таке всмоктування поживних речовин? 6. Чи залежить метаболізм клітин від всмоктування? |
7—9 | 7. Які системи органів забезпечують обмін речовин в організмі людини? 8. Які особливості обміну білків, ліпідів і вуглеводів в організмі людини? 9. Яке значення всмоктування поживних речовин? |
10—12 | 10. Чим зумовлені особливості обміну речовин і перетворення енергії у людини? |
Основні поняття й ключові терміни: ВІРУСИ. Біологічний метод боротьби зі шкідниками.
Пригадайте! Що таке віруси?
Новини науки
Віруси є найчисленнішою й найрізноманітнішою формою життя на планеті Земля. Так, у 1 мл океанічної води лише вірусів-бактеріофагів міститься близько 5 • 107. Віруси регулюють кількість мікроорганізмів і впливають таким чином на фотосинтез, кругообіг речовин, процеси мінералізації у біосфері та ін. Як розмножуються і яка роль вірусів у біологічній еволюції?
Які особливості життєвого циклу вірусів?
У життєвому циклі вірусів чергуються дві фази — позаклітинна (віріон) і внутрішньоклітинна (іл. 13). Фаза віріона характеризується відсутністю будь-яких проявів життя, а упродовж внутрішньоклітинної фази життєвого циклу виявляються властивості вірусів, що закодовані в їхньому геномі, й відбувається їхнє відтворення. Незалежно від типу генетичного матеріалу віруси мають подібні загальні стадії життєвого циклу.
Іл. 13. Життєвий цикл фагів: 1 — адсорбція бактеріофага; 2 — впорскування ДНК у клітину; 3 — синтез вірусних ДНК і білків; 4 — збирання вірусних частинок; 5 — вихід із клітини
Адсорбція вірусів — це прикріплення віріонів до поверхневого апарату клітини-хазяїна. Між білками вірусів й рецепторами клітини виникають електростатичні взаємодії, що забезпечують тимчасове нестійке приєднання віріонів.
Проникнення в клітину в різних вірусів здійснюється різними шляхами: а) ендоцитозу (віропексису) з утворенням внутрішньоклітинних вакуолей; б) злиттям плазматичної мембрани з оболонкою вірусу; в) шляхом впорскування (наприклад, у бактеріофагів) тощо.
«Роздягання» вірусів у клітині забезпечує звільнення нуклеїнової кислоти вірусу від захисної білкової оболонки для наступної реалізації вірусного геному. У фагів цієї стадії немає, оскільки білкова оболонка залишається на поверхні бактеріальної клітини.
Відтворення компонентів вірусних частинок забезпечують три процеси: транскрипція, трансляція й реплікація. Транскрипція полягає в переписуванні інформації з вірусних ДНК чи РНК та утворенні іРНК, що відбувається в ядрі (нуклеоїді). Трансляцією називається процес переведення інформації іРНК у послідовність амінокислот молекул білків. Відбувається трансляція на рибосомах за допомогою тРНК й ферментів. Реплікація — синтез молекул нуклеїнової кислоти, що каталізується переважно клітинними ферментами. Таким чином, відтворення вірусів відбувається відокремлено, неодночасно і в різних частинах клітини. Такий спосіб розмноження вірусів називають роз’єднаним (диз’юнктивним).
Збирання віріонів відбувається усередині клітин або шляхом відбруньковування в зовнішнє середовище. Вихід вірусів із клітин може супроводжуватися збереженням життєдіяльності клітини або її руйнуванням і загибеллю.
Отже, найзагальнішими особливостями життєвого циклу вірусів є наявність двох фаз, використання ресурсів клітини та роз’єднаний спосіб розмноження.
Яка роль вірусів в еволюції організмів?
Все живе на Землі насичено різними вірусами, що свідчить про їхні необхідність у живій природі та важливі функції у біосфері. Віруси відіграють ключову біологічну роль на всіх рівнях організації життя. Вони визначають еволюцію організмів завдяки своїй патогенності, здатності до антагоністичних і симбіотичних відносин та участі в горизонтальному перенесенні генів.
Патогенні віруси є рушійною силою еволюції імунної системи. Кожен живий організм, від кишкової палички, хлорели, дріжджів до синього кита чи секвої, може інфікуватися принаймні одним, а зазвичай кількома вірусами. Вірусними захворюваннями рослин є жовтяниця, мозаїчні хвороби, строкатолистість, готика та ін. (іл. 14). У людини віруси спричиняють гепатит В, простий герпес, папілому, натуральну віспу (ДНК-вмісні вірусні інфекції), грип, гепатит А, енцефаліт, кір, свинку, поліомієліт, сказ, СНІД (РНК-вмісні вірусні інфекції) та ін. Найпоширенішими вірусними захворюваннями тварин є ящур, чумка собак, чумка курей та ін.
Іл. 14. Жовтяниця буряка (1) і мозаїка томатів (2)
Вірусна інфекція є потужною силою, котра формує механізми захисту хазяїв. Наприклад, модифікації поверхні клітин з метою запобігання проникненню бактеріофага, система CRISPR бактерій та архей, гуморальний й клітинний імунітет людини тощо. У процесі еволюції віруси виробляють свої способи захисту від імунної системи. Наприклад, вони здатні блокувати роботу NK-кілерів, інтерферону, Т-лімфоцитів.
Завдяки патогенності віруси регулюють чисельність своїх хазяїв (наприклад, ДНК-віруси морських водойм регулюють кількість бактерій) і впливають на процес фотосинтезу в Світовому океані, кругообіг Карбону і навіть на погоду. Так, біогенні сульфуровмісні гази вивільняються через те, що віруси вбивають певні види водоростей. Потім в атмосфері внаслідок окиснення утворюються кислотні краплинки, що слугують ядрами конденсації для хмар.
За допомогою вірусів відбувається горизонтальне перенесення генів, тобто передача генетичної інформації між особинами різних видів. Фрагменти ДНК вірусів багатьма видами організмів часто «приручаються» й починають виконувати корисні функції. Це явище настільки поширено, що науковці запропонували спеціальний термін — «молекулярне одомашнення». Так, ендогенні ретровіруси, що їх людина успадкувала мільйони років тому, здатні впливати на гени, які відповідають за функціонування плаценти. Ці віруси відіграють важливу роль в ембріогенезі, допомагаючи боротися з інфекційними вірусами, у створенні нейронних мереж головного мозку людини тощо.
У процесі еволюції сформувалися не лише антагоністичні, а й симбіотичні відносини вірусів з іншими організмами. Так, мутуалізм вірусу й гриба дає змогу просу витримувати високі температури. Вірус виткого закручування тютюну збільшує плодовитість й тривалість життя комах-білокрилок у 12 та 6 разів відповідно, якщо вони живляться на заражених вірусом рослинах тютюну.
Отже, віруси є потужним еволюційним чинником, і кожна форма життя на Землі зазнавала і зазнає впливу вірусів у минулому й теперішньому часі.
Як віруси використовуються у біологічних методах боротьби зі шкідливими видами?
Біологічні методи боротьби — це використання вірусів, організмів або продуктів їхньої життєдіяльності для запобігання або зменшення шкоди, що її завдають шкідники. Метою біологічних методів боротьби є не повне винищення виду, а утримання його кількості на оптимальному рівні. Вперше біологічний метод боротьби з використанням вірусів застосували для боротьби з кроликами в Австралії. Популяцію цих тварин заразили вірусом міксоматозу. Хвороба швидко поширилась і призвела до загибелі 99,8 % кролів, що на певний термін знизило їхню чисельність. У кроликів, які вижили, сформувався імунітет проти міксоматозу. Для боротьби з цими тваринами дещо пізніше почали застосовувати вірус геморагічної лихоманки кролів.
Найчастіше використовують віруси для боротьби з комахами-шкідниками. Наприклад, представники бакуловірусів можуть спричиняти поліедрози і гранульози у таких комах, як непарний та кільчастий шовкопряди, американський білий метелик, соснова совка, пильщики та ін. (іл. 15). Так, в Канаді, в провінції Онтаріо, для боротьби з ялиновим пильщиком використали вірусний препарат поліедрозу. Хвороба різко знизила чисельність шкідника, і було збережено великі площі лісів.
Іл. 15. Кільчастий шовкопряд: 1 — гусениця; 2 — доросла комаха
З метою збільшення патогеності вірусів у їхній генетичний матеріал вбудовують чужорідні гени. Наприклад, у геном вірусів поміщали ген отрути скорпіонів, гени гормонів, що порушують нормальний розвиток комах.
Отже, використання вірусів для боротьби зі шкідниками є перспективним напрямом у застосуванні біологічних методів.
Виконати самостійна роботу з таблицею!
Віруси і бактерії — найменші об’єкти живої природи, що можна побачити лише за допомогою потужного мікроскопа. Заповніть таблицю і визначте відмінності між вірусами й бактеріями.
Таблиця. ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВІРУСІВ Й БАКТЕРІЙ
Ознаки | Віруси | Бактерії |
Розміри | ||
Генетичний апарат | ||
Особливості будови | ||
Особливості життєдіяльності | ||
Особливості поведінки | ||
Розмноження |
Біологія + Медицина. Вірусні захворювання
Розпізнайте на ілюстраціях за зовнішніми ознаками вірусні захворювання: 1 — кір; 2 — герпес. Підготуйте повідомлення про ці вірусні хвороби.
СТАВЛЕННЯ: Біологія + Геометрія. Ікосаедрична форма
У багатьох видів вірусів (аденовіруси, віруси поліомієліту, герпесу, папіломи) віріони мають правильний багатогранний капсид у вигляді ікосаедра, всередині якого міститься нуклеїнова кислота. Що таке ікосаедр? Чому ікосаедрична форма є «вигідною» природною структурою?
Оцінка | Завдання для самоконтролю |
1—6 | 1. Що таке життєвий цикл вірусів? 2. Назвіть основні стадії життєвого циклу вірусів. 3. Наведіть приклади вірусних захворювань рослин, тварин й людини. 4. Які властивості вірусів визначають їхню роль в еволюції? 5. Що таке біологічний метод боротьби зі шкідниками? 6. Наведіть приклади використання вірусів для біологічної боротьби зі шкідниками. |
7—9 | 7. Які особливості життєвого циклу вірусів? 8. Яка роль вірусів у еволюції організмів? 9. Які віруси використовують у біологічному методі боротьби зі шкідниками? |
10—12 | 10. Чим віруси відрізняються від бактерій? |
Мал 1. Будова гаструли 2.Скласти порівняльну таблицю етапів ембріонального розвитку:
Етапи
|
Основні
особливості
|
Зміни
в клітинах
|
Запліднення
|
||
Бластула
|
||
Гаструла
|
Зародковий
листок
|
На
якій стадії утворюється
|
Які
тканини й органи утворює
|
Ектодерма
|
||
Ендодерма
|
||
Мезодерма
|
Мета: ознайомитися з особливостями будови статевих клітин людини; з’ясувати зв’язок будови цих клітин з виконуваними функціями.
Словничок.
Сперматозоїд – чоловіча гамета, зазвичай рухома, тваринних та рослинних організмів.
Яйцеклітина – жіноча гамета, що має гаплоїдний набір хромосом.
Хід роботи
1. Розглянути мікрофотографію «Сперматозоїди ссавця». Замалювати декілька сперматозоїдів та підпишіть структури будови цифрами. 1 – оболонка. 2 – цитоплазма. 3- головка з ядром. 4 - джгутик.
4. Назвати риси відмінності в будові яйцеклітини та сперматозоїда, пояснити, з чим вони пов’язані.
Ознаки
|
Яйцеклітина
|
Сперматозоїд
|
Розміри
|
||
Форма
|
||
Відділи
|
||
Маса
|
||
Оболонки
|
||
Здатність до активного руху
|
||
Кількість поживних речовин
|
||
Особливості
хромосомного набору
|
||
Де утворюються
|
||
Хромосомний набір
|
||
Наявність джгутиків
|
||
Загальна кількість
|
Зробити висновок про особливості будови сперматозоїдів та яйцеклітин. ________ - це статеві клітини. Жіноча статева клітина - _____, чоловіча - _______. Яйцеклітина має кілька ______, оскільки потребує значного захисту внутрішнього вмісту. За розмірами яйцеклітина набагато ______, ніж сперматозоїд. Для рухливості сперматозоїд має довгий _____, а для виділення енергії – велику кількість ______. Розщеплення оболонок яйцеклітини сперматозоїд здійснює за рахунок _______, яка містить ______. Статеві клітини містять ______ набір хромосом. Після злиття гамет утворюється ______ з _______ набором хромосом.
Урок №66. Тема: Чинники, здатні справляти позитивний і негативний вплив на процеси росту та розвитку людини.
Мета уроку: з'ясувати, які чинники здатні справляти позитивний та негативний вплив на процеси росту та розвитку людини і в чому саме він полягає; знаходити закономірності між дією різних чинників на здоров'я підлітка та наслідками цієї дії; на прикладі позитивного та негативного впливу на процеси росту та розвитку різних чинників виховувати прагнення здорового способу життя.
Базові поняття і терміни: здоровий спосіб життя, тютюнопаління, алкоголізм, наркоманія.
Хід уроку
1. Опрацюйте презентацію «Чинники, здатні справляти позитивний і негативний вплив на процеси росту та розвитку людини».
2. Питання для бесіди:
1. Чи дотримуєтеся ви здорового способу життя? Поясніть його основні засади.
2. Чи є у вас знайомі, що палять? Який це впливає на їхнє здоров’я, спосіб життя на навчання?
3. Чи є у вас знайомі, що мають досвід уживання алкогольних напоїв? який ця звичка впливає на їхнє життя?
4. Яку небезпеку становить для підлітка навіть одноразова спроба вживання наркотичної речовини?
3. Опрацюйте теоретичний матеріал:
1. Чинники, що здатні справляти позитивний вплив на процеси росту та розвитку людини
Наведемо найголовніші з чинників, що справляють позитивний влив на організм, який росте і розвивається:
• безпечне і сприятливе середовище життя;
• відсутність надмірних і тривалих стресових факторів;
• відмова від тютюнопаління, вживання наркотиків та алкоголю;
• раціональне харчування (у помірній кількості, відповідно до фізіологічних потреб організму, з дотриманням режиму харчування);
• фізична активність відповідно до вікових та фізіологічних особливостей;
• достатня тривалість відпочинку та сну;
• дотримання особистої гігієни.
2. Чинники, що здатні справляти негативний вплив на процеси росту та розвитку людини
Вплив алкоголю на організм, що росте і розвивається, є однозначно негативним. Дія дещо різниться залежно від віку та етапу розвитку.
Фізіологічна дія алкоголю на організм під час внутрішньо- утробного розвитку:
• етанол потрапляє через плаценту до плоду й отруює його;
• відбувається пошкодження центральної нервової системи плоду;
• затримка в розвитку;
• патології зовнішніх та внутрішніх частин плоду;
• недоношеність;
• збільшення вірогідності викидню;
• вроджений алкоголізм.
Фізіологічна дія алкоголю на організм підлітків:
• токсична дія й отруєння навіть у невеликих дозах;
• повільне виведення та розщеплення етанолу;
• порушення обміну речовин у нервовій тканині та передачі нервових імпульсів;
• порушення роботи судин головного мозку (розширення, збільшення проникності, крововиливи у тканини мозку);
• токсичне пошкодження печінки (як наслідок — порушення білкового та вуглеводного обміну, синтезу вітамінів і ферментів);
• токсична дія на епітелій, що вистилає стравохід, шлунок, погіршення роботи шлунка (як наслідок — погіршення засвоєння їжі, зниження росту і розвитку організму підлітка);
• ураження серцево-судинної системи, легень і статевої системи;
• збільшення агресивності, погіршення пам’яті та здатності виконувати елементарні арифметичні дії;
• за хронічного отруєння — затримка розвитку, зниження інтелекту та розумової діяльності.
Вплив нікотину на організм, що росте і розвивається, також є винятково шкідливим.
Особливості фізіологічної дії нікотину на організм дітей та підлітків:
• порушення формування легенів;
• кашель, задуха і порушення механізмів дихання;
• схильність до застуд, респіраторних інфекцій, захворювання на туберкульоз;
• нестача кисню у тканинах унаслідок зв’язування гемоглобіну чадним газом під час паління;
• утруднення у навчанні;
• затримка росту та розвитку;
• немотивована агресія;
• проблеми у соціальній адаптації;
• захворювання на рак легенів у дорослому житті.
Вплив наркотичних речовин на організм, що росте і розвивається, є найнебезпечнішим з розглянутих нами.
Фізіологічна дія наркотиків на розвиток плоду:
• недоношеність та ослабленість;
• мертвонародження та викидні;
• синдром абстиненції в новонароджених;
• синдром раптової смерті.
Фізіологічна дія на дітей та підлітків:
• залежність виникає набагато швидше, ніж у дорослих наркоманів, а руйнівна сила — сильніша;
• порушення соціальної поведінки — агресивність, різкі зміни настрою, схильність до правопорушень (через необхідність отримувати наркотики);
• порушення психіки — погіршення пам’яті, логічного мислення, руйнування особистості;
• порушення роботи ЦНС — уповільнена і незрозуміла мова, порушення координації рухів;
• пригнічення роботи серцево-судинної системи, серцева недостатність, руйнування судин унаслідок ін’єкцій;
• пригнічення дихального центру, хронічний бронхіт, пневмонія;
• втрата апетиту, виснаження, порушення утворення травних ферментів, порушення функцій кишечнику, цироз печінки;
• розлади гормонального фону та статевої системи.
Негативний вплив на організм, що росте і розвивається, можуть також спричиняти фізико-хімічні фактори зовнішнього середовища, такі як численні забруднювачі, отрути, шкідливі опромінення тощо.
4. Дайте письмово відповідь на питання:
1. Доведіть перевагу від дотримання здорового способу життя.
2. Схарактеризуйте вплив тютюнопаління на плід, дитину та підлітка.
3. Які наслідки має вживання алкоголю для організму, що розвивається і росте?
4. Доведіть небезпеку вживання наркотиків для здоров’я дитини та підлітка.
Урок №64. Тема. Ембріогенез людини. Взаємодія частин зародка, що розвивається (явище ембріональної індукції
В зошиті виконати завдання на сторінках 76-77.
Урок№63. Тема. Біологічні і соціальні аспекти регуляції розмноження у людини.
В зошиті виконати завдання на сторінках 74-75.
Урок №62. Тема: Репродуктивне здоров’я. Сучасні можливості та
перспективи репродуктивної медицини.
1.
Опрацюйте презентації до уроку:
Репродуктивне здоров'я - досить складний
термін, і кожен розуміє його по-різному. Якщо слідувати загальноприйнятим
визначенням, яке дала цьому словосполученню Всесвітня організація здоров'я, то
воно означає повну психологічну, соціальну і фізичну готовність вступати в
сексуальні відносини з метою продовження роду.
Репродуктивне здоров'я чоловіка, так
само як і жінки, повинно зберігатися ще з дитячого віку.
Поміркуймо усно:
1.
Які проблеми, на вашу думку, допомагає вирішувати репродуктивна медицина?
2.
Які медичні способи вирішення проблеми безпліддя вам відомі?
3.
Як ви вважаєте, на розмноження сучасної людини більше впливають біологічні чи
соціальні чинники? Наведіть аргументи на користь вашої точки зору.
1. Сучасні можливості та перспективи
репродуктивної медицини
Репродуктивна медицина — це напрямок
медико-біологічних знань, що мають на меті допомогу в народженні дитини,
регуляцію народження та планування сім’ї. Репродуктивна медицина є синтезом
знань з гінекології, андрології, біології, генетики, цитології та кріобіології.
У наш час існують такі можливості
репродуктивної медицини:
1) Осіменіння спермою чоловіка або
донора — здійснюють у деяких випадках ендокринного, імунологічного чи
чоловічого безпліддя.
2) Запліднення у пробірці — отримання з
яєчників жінки зрілих яйцеклітин та запліднення їх сперматозоїдами чоловіка
(або донора). Потім утворені ембріони розвиваються в інкубаторі протягом 48-72
годин і пересаджуються в матку жінки.
3) Ін’єкція сперматозоїда в цитоплазму
яйцеклітини — проводять за складних форм чоловічого безпліддя або в окремих
випадках у разі розладів репродуктивного здоров’я одночасно чоловіка та жінки.
4) Донорство яйцеклітини — для жінок, у
яких яйцеклітина не визріває, а також за високого ризику появи спадкових
захворювань у дитини. Дозволяє виносити і народити здорового малюка.
яйцеклітини отримують від здорової жінки-донора.
5) Сурогатне материнство — для жінок, у
яких видалена матка, або для тих, кому вагітність протипоказана за станом
здоров’я. Використовують яйцеклітини та сперматозоїд подружжя, але ембріони
переносять у порожнину матки здорової жінки, яка і є сурогатною матір’ю.
6) Заморожування ембріонів — для
зберігання і використання ембріонів, що розвиваються, за програмою
екстракорпорального запліднення (ЕКО). За необхідності ембріони розморожують та
переносять у порожнину матки.
7) Банк донорської сперми —
використовують у разі повного чоловічого безпліддя або за відсутності у жінки
партнера, але за бажання мати дитину.
За різними оцінками, новітні
репродуктивні технології дають успішний результат у 20-30 % випадків. Тобто за
їх застосування кожна друга-третя пара з десяти народжує малюка.
Перша дитина, що з’явилася на світ у
результаті штучного запліднення, народилася у Великобританії 25 липня 1978
року. Через 13 років — 1991-го — вперше така дитина народилася і в Україні.
Процедура штучного запліднення у
багатьох випадків є досить коштовною. Тому в Україні існують державні дотації.
На сьогоднішній день демографічний стан у нашій країні є несприятливим.
Репродуктивна відповідальність покладена на покоління, яке народилося в 1990-ті
роки і є само по собі малочисельним. Іншими словами, тоді не народилися ті, що
зараз могли б бути батьками. Тому застосування технологій репродуктивної
медицини є перспективним.
2. Біологічні й соціальні аспекти
регуляції розмноження у людини
На ранніх етапах еволюції людина була
повністю включена до екосистем, і на її розмноження значно більшою мірою
впливали біологічні аспекти (особливості власної біології та взаємозв’язок з
іншими видами) та абіотичні фактори (температура та осади), ніж соціальні. Дуже
значний вплив мали хвороби, голод, напади хижаків, висока дитяча смертність, а
також обмеженість території зі сприятливими кліматичними умовами відповідно до
фізіологічних можливостей. Біологічними аспектами регуляції розмноження людини
в наш час є:
1) Статеве дозрівання настає достатньо
пізно: для жінок — у 1719 років, для чоловіків — у 18-20 років.
2) Періоди розмноження не мають сезонної
циклічності. У жінок цикл дозрівання яйцеклітини становить приблизно 28 днів і
триває в середньому з 12 до 45 років. У чоловіків дозрілі сперматозоїди
утворюються постійно починаючи в середньому з 14 років і до старості. Отже,
діти можуть народжуватися протягом усього року.
3) Після народження дитини цикл
дозрівання нових яйцеклітин відновлюється через кілька місяців. Тож теоретично
жінка може народжувати дітей з різницею в 1-1,5 року.
З розвитком культури, науки та техніки
більш значну роль почали відігравати соціальні чинники. А біологічні механізми
зменшили свій вплив, утім, не втративши його повністю. Соціальні аспекти
регуляції розмноження людини в наш час такі:
1) Через соціальні фактори жінки
найчастіше народжують дітей після 18 і до 38 років. Хоча запліднення можливе на
кілька років раніше і пізніше.
2) Жінки зорієнтовані за піклування про
дитину й через економічні труднощі найчастіше народжують 1-2 дитини.
3) У наш час жінки спочатку прагнуть
побудувати кар’єру, а потім народжувати дітей. Тому народження першої дитини
відкладається до 30 років.
4) Жінкам не рекомендують народжувати
дитину з різницею менше ніж 2 роки задля повного відновлення організму.
Оптимальною є різниця в 6 років.
Розвиток медицини дозволив значно
зменшити небезпеку найбільш небезпечних інфекційних захворювань — чуми, холери,
віспи. їхні збудники продовжують існувати у природі, але вірогідність проникнення
у людські популяції є дуже малою завдяки діяльності спеціальних служб. Однак
свій внесок роблять СНІД, пріонові захворюванні та інші.
Також значно подовжено середню
тривалість життя (71 рік, за останніми даними для Україні). Зменшено дитячу
смертність — особливо порівняно з давніми часами та середньовіччям, коли смерть
у дитинстві була чимсь звичним. На зміну багатодітним сім’ям прийшли сім’ї з
1-2 дітьми. Поява ефективних засобів контрацепції також дозволила більш точно
планувати кількість дітей у сім’ї. Також існують культурні традиції стосовно
кількості дітей, застосування контролю народжуваності й багатодітності.
Дайте письмову відповідь:
1.
Яке призначення репродуктивної медицини?
2.
Які можливості репродуктивної медицини існують у наш час?
3.
Яким є вплив біологічних та соціальних аспектів на регуляцію розмноження
людини?
Урок №61.
Тема: Суть та біологічне значення запліднення. Причини порушення процесів
запліднення у людини. Особливості репродукції людини у зв’язку з її
біосоціальною сутністю.
Виконайте
наступні завдання:
- Розгляньте презентації до даної теми:
Дайте відповіді на питання письмово:
Урок №60. Тема:Статеві клітини. Особливості гаметогенезу у людини.
Виконайте наступні завдання:
1. Опрацюйте презентацію та теоретичний матеріал уроку.2. Виконайте тест .
Теоретичний матеріал:




Урок №59. Тема: Поняття про онкогенні фактори та онкологічні захворювання. Профілактика онкологічних захворювань.
Мета:
1 Новоутворення
|
А Гастрит, панкреатит
|
2 Паразитарні захворювання
|
Г Меланома, лейкоз
|
3 Хвороби крові
|
І Ентеробіоз, опісторхоз
|
4 Хвороби ендокринної системи
|
К Катаракта, глаукома
|
5 Хвороби нервової системи
|
О Менінгіт, енцефаліт
|
6 Хвороби ока
|
П1 Анемія, метгемоглобінемія
|
7 Хвороби органів дихання
|
П2 Цукровий діабет, гіпертиреоз
|
8 Хвороби органів травлення
|
Р Фарингіт, пневмонія
|
9 Хвороби шкіри
|
Т Вітиліго, дерматити
|
Пройдіть підсумковий тест, відкривши посилання join.naurok.ua!!! Код доступу 513399
Шановні десятикласники! Працюючи і навчаючись в нестандартних карантинних умовах, ми звикаємо до віртуального спілкування, намагаємось зрозуміти один одного. І це здорово! Головне, сьогодні: згуртованість, організованість і оптимізм. Ми продовжуємо надсилати вам навчальні матеріали, які, сподіваємося, допоможуть кращому засвоєнню інформації, розміщеної не тільки в параграфах підручників. Всі розробки навчальних занять для дистанційного навчання з біології продовжую розміщувати на моєму блозі.
Урок № 57-58. Тема: Причини порушення клітинного циклу та їхні наслідки.
урок №46-48. Тема: Зчеплене успадкування ознак. (повторити)
Урок 49-50. Тема: Регуляція активності генів. (опрацювати)
Урок 51-54. Тема: Медична генетика. (опрацювати)
Немає коментарів:
Дописати коментар