5 класс. Строение и жизнедеятельность живых организмов

Выполним опыты.

Опыт 1

Сложим пополам лист бумаги и положим внутрь семена подсолнуха, льна, тыквы. Раздавим семена. Развернём лист. На листе бумаги останутся жирные пятна разного размера.

Вывод: в составе семян есть жир, созданный растением.

Жир — органическое вещество.

Попытайся самостоятельно ответить на предложенные вопросы. Ответы запиши в тетради.

• Из семян каких растений получены растительные масла, которые ты знаешь?
• Какие растительные масла использует в питании ваша семья?
• Из чего получают сливочное масло?

Опыт 2

Насыплем на марлю пшеничной муки, свернём мешочек и промоем его в сосуде с водой, как показано на рисунке 9. После надавливания на мешочек палочкой вода в стакане помутнеет. Капнем в сосуд с водой йод. Содержимое сосуда приобретёт синюю окраску.

Вещество, которое мы обнаружили с помощью йода, — крахмал. Крахмал — органическое вещество, которое называют углеводом. К углеводам относят и сахар, который мы уже исследовали (см. § 2).

Углевод — органическое вещество.

Рис. 9. Обнаружение органических веществ в пшеничной муке

На марле после промывания осталась вязкая, клейкая масса. Это клейковина, или растительный белок.

Много растительного белка содержится в семенах сои, фасоли, гороха. В молочных и мясных продуктах содержится животный белок.

Белок — органическое вещество.

Белки, жиры и углеводы мы получаем из пищевых продуктов животного и растительного происхождения. Одни продукты содержат больше углеводов, другие — жиров, третьи — белков.

Рассмотри схему, назови продукты животного и растительного происхождения.

Белки, жиры, углеводы — важнейшие органические вещества, необходимые для жизни.

Кроме органических веществ (белков, жиров и углеводов), в живых организмах содержатся неорганические вещества: вода и минеральные соли.

В живых организмах вода составляет от 50 до 90 % их массы. Так, в эмали зубов человека воды содержится около 10 %, в теле медузы — до 98 %, в сухих семенах — около 12 %, в тканях растений — 70–95 %, в крови — до 90 %.

Минеральные соли растения получают вместе с водой из почвы, животные и человек — с пищей. Поступая из окружающей среды, эти вещества участвуют в построении организма.

Органические и неорганические вещества входят в состав организмов и обеспечивают их нормальную жизнедеятельность.

Проверь себя, заполнив таблицу.

§2. Химические соединения в живых организмах. Неорганические вещества

1. Какие неорганические вещества входят в состав живых организмов?

В состав живых организмов входят такие неорганические вещества как вода, минеральные соли, неорганические (минеральные) кислоты и некоторые другие.

2. Какие вещества называют гидрофильными? Гидрофобными? Приведите примеры.

Гидрофильными называют вещества, которые интенсивно взаимодействуют с молекулами воды с образованием водородных связей. Как правило, гидрофильные вещества хорошо растворяются в воде. Гидрофобные вещества слабо взаимодействуют с молекулами воды, «стремятся» избежать контакта с ней. Такие вещества не растворяются в воде. Для базового уровня изучения биологии достаточно, чтобы учащиеся характеризовали гидрофильные вещества как растворимые в воде, а гидрофобные – как нерастворимые в ней.

Гидрофильными веществами являются, например, моно- и дисахариды, низшие спирты, низшие карбоновые кислоты, многие неорганические кислоты и соли. К гидрофобным относятся жиры, высшие карбоновые кислоты и некоторые другие вещества.

3. Охарактеризуйте биологическую роль минеральных солей и кислот.

Нерастворимые минеральные соли входят в состав различных опорных структур живых организмов, например, карбонат кальция (CaCO₃) – в состав раковин моллюсков и панцирей ракообразных. Внутриклеточный скелет некоторых протистов построен из сульфата стронция (SrSО₄).

Растворимые минеральные соли в живых организмах находятся в виде ионов т.к. в водной среде происходит их диссоциация. С биологической точки зрения наиболее важными среди ионов являются катионы К⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ и анионы Cl^–, НСО₃^–, НРО₄^2–, Н₂РО₄^–. Разная концентрация ионов К⁺ и Na⁺ внутри и снаружи клеток приводит к возникновению разности электрических потенциалов на цитоплазматической мембране, что важно для передачи нервных импульсов и для транспорта веществ через мембрану. При уменьшении этой разности снижается возбудимость клеток. Остатки фосфорной кислоты входят в состав нуклеотидов и АТФ. Fe²⁺ входит в состав гемоглобина, Mg²⁺ – в состав хлорофилла. Ионы NO₃^– и NH₄⁺ являются источниками атомов азота, а ион SO₄^2– – атомов серы, которые необходимы автотрофным организмам для синтеза аминокислот. Ионы Са²⁺ и Mg²⁺ выполняют регуляторную функцию, активизируют многие ферменты. Например, ионы Mg²⁺ активизируют энергетический обмен и синтез АТФ.

Минеральные (неорганические) кислоты также выполняют важные биологические функции. Соляная кислота создаёт кислую среду в желудке позвоночных животных и человека, способствуя уничтожению болезнетворных микроорганизмов и активации ферментов желудочного сока, стимулирует сокращения стенок желудка. Анионы фосфорной кислоты образуют фосфатную буферную систему, обеспечивающую поддержание нейтральной или слабощелочной среды внутри клеток. Угольная кислота и её анионы формируют бикарбонатную буферную систему, которая поддерживает слабощелочную реакцию внеклеточной среды.

4. Сколько воды содержится в живых организмах? От чего это зависит? Почему растения при недостатке воды увядают?

Содержание воды в живых организмах составляет 60–75% их массы. В организме некоторых животных (например, медуз), в листьях и сочных плодах растений массовая доля воды может достигать 98%.

Содержание воды зависит от вида организма, его возраста, типа клеток (тканей) и их физиологического состояния. Например, у человека в сером веществе головного мозга содержится около 85% воды, а в костной ткани – 22%. Наибольшее содержание воды в организме наблюдается в эмбриональный период (около 95%) и с возрастом постепенно уменьшается, что приводит к снижению функциональной активности клеток, тканей и организма в целом.

Вода определяет объём клетки и внутриклеточное (тургорное) давление, вызывающее напряжённое состояние клеточной оболочки. При недостатке воды в клетках снижается тургорное давление, поэтому растения увядают.

5. Два раствора глюкозы разделены мембраной, не пропускающей молекулы глюкозы, но пропускающей воду. Концентрация глюкозы в первом растворе — 1%, во втором — 0,1%. Что происходит с молекулами воды? Как называется это явление?

Молекулы воды перемещаются через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора (с массовой долей глюкозы 0,1%) в более концентрированный раствор (с массовой долей глюкозы 1%). Это явление называется осмосом. За счёт осмоса происходит выравнивание концентраций глюкозы в растворах, разделённых полупроницаемой мембраной.

6. Каковы основные функции воды в живых организмах? Как физические и химические свойства воды связаны с её биологическими функциями?

Вода входит в состав клеток и межклеточного вещества, составляет основу крови, лимфы, тканевой жидкости, секретов желез. Она определяет объём клеток и обеспечивает поддержание тургорного давления. Вода – универсальный растворитель для полярных соединений и основная среда, в которой протекают процессы обмена веществ живых организмов. Большинство химических реакций в организме происходит именно в водных растворах. Поступление и выведение веществ из клеток осуществляется, как правило, в растворённом виде. Вода как растворитель участвует в явлениях осмоса, благодаря которому происходит выравнивание концентраций растворённых веществ в клетках и внеклеточной среде.

Вода – непосредственный участник многих биохимических реакций, например, реакций гидролитического расщепления (гидролиза) органических соединений. Она является одним из исходных веществ в реакциях фотосинтеза. Кислород, выделяющийся при фотосинтезе, образуется при расщеплении молекул воды.

Вода участвует в регуляции теплового режима организмов. Она обеспечивает равномерное распределение теплоты между тканями и органами, предотвращает резкие изменения температуры в клетках и организме в целом, даже когда температурные колебания в окружающей среде достаточно велики. При испарении воды организмами (транспирация у растений, потоотделение у млекопитающих) тратится много теплоты, что защищает их от перегрева.

Вода является универсальным растворителем и средой протекания процессов обмена веществ благодаря полярности молекул и их способности образовывать межмолекулярные водородные связи с другими соединениями. Малый размер молекул воды играет важную роль в осмотических явлениях. Участие воды в регуляции теплового режима организмов связано с её высокой теплоёмкостью, хорошей теплопроводностью и высокой теплотой парообразования. Это, в свою очередь, обусловлено способностью молекул воды образовывать между собой многочисленные водородные связи.

7. Как вы думаете, почему большинство полярных веществ хорошо растворяются в воде, а неполярные, как правило, нерастворимы в ней?

Молекулы воды полярны, что позволяет им интенсивно взаимодействовать с другими полярными веществами. Вода способствует обособлению структурных частиц полярных соединений (ионов, молекул), их переходу в раствор, образует вокруг ионов и полярных молекул гидратные оболочки.

С неполярными соединениями молекулы воды взаимодействуют очень слабо. Такие вещества практически нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в неполярных растворителях (например, в бензине). Здесь уместно вспомнить древнее правило алхимиков: «Подобное растворяется в подобном».

8*. Буферные свойства внеклеточной среды обеспечивают угольная кислота и гидрокарбонат-ион, внутри клеток эту функцию выполняют анионы фосфорной кислоты. Почему эти соединения позволяют поддерживать в растворах определённую концентрацию ионов водорода, в то время как азотная и соляная кислоты, а также их анионы, не обладают такими свойствами?

Угольная кислота – слабый электролит. В водных растворах лишь небольшая часть её молекул диссоциирована на ионы, поэтому в межклеточной среде наряду с гидрокарбонат-ионами (НСО₃^–) содержатся и недиссоциированные молекулы угольной кислоты (Н₂СО₃). Внутри клеток наблюдается определённый баланс (равновесие) между анионами фосфорной кислоты Н₂РО₄^– и НРО₄^2–:

Н₂СО₃ ↔ Н⁺ + НСО₃^–

Н₂РО₄^– ↔ Н⁺ + НРО₄^2–

При снижении кислотности среды равновесие смещается вправо – высвобождаются дополнительные ионы водорода (Н⁺). При повышении кислотности равновесие смещается влево – происходит связывание «лишних» ионов Н⁺. Благодаря этому реакция внеклеточной среды (или внутриклеточного содержимого) практически не меняется.

Азотная и соляная кислоты – сильные электролиты. При растворении в воде они почти полностью диссоциируют на ионы:

HNO₃ → H⁺ + NO₃^–

HCl → H⁺ + Cl^–

Диссоциация сильных электролитов практически необратима, поэтому их растворы не обладают буферными свойствами.

* Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез. Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д. После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.

Дашков М. Л.

Сайт: dashkov.by

Вернуться к оглавлению

Признаки жизни – Opiq

Наиболее часто встречающиеся во Вселенной элементы – водород и гелий. За ними следуют кислород, углерод, азот и фосфор. Все они, за исключением гелия, являются и самыми распространенными элементами в живых организмах. Почему именно они?

13,8 миллиардов лет назад произошел так называемый Большой взрыв. Находящееся в форме маленького «начального атома», т. е. в сверхплотном состоянии, вещество распространилось по Вселенной в виде газа и пыли. В результате уплотнения завихрений вещества, постепенно возникли звезды и вращающиеся вокруг них планеты. Излучаемые звездами свет и тепло возникают в результате происходящих внутри них термоядерных реакций, в ходе которых легкие атомы водорода соединяются и превращаются в гелий, в результате чего выделяется огромное количество энергии.

Когда водород заканчивается, гелий продолжает преобразовываться в углерод. Реакции в звездах продолжаются и после того, как гелий уже использован. В следующих фазах возникают азот, кислород и фосфор. Но звезды не могут существовать вечно – их время рано или поздно подходит к концу: они взрываются и образовывавшие их элементы выбрасываются в космос. Эти элементы становятся исходным материалом для новых звезд и планет. Вся наша Солнечная система – Солнце и вращающиеся вокруг него планеты – родилась из элементов, выброшенных в космос от взрыва звезд, возникших в результате первичного взрыва. Поэтому можно сказать, что мы – дети звезд.

На земном шаре элементы находятся в постоянном круговороте. После смерти организма элементы из его тела, в результате деятельности различных редуцентов, переходят обратно в неживую природу – воздух, воду или почву – и становятся строительным материалом для новых организмов. В результате круговорота веществ все мы состоим из атомов, происходящих из живших ранее организмов – людей, животных, растений и бактерий.

Особенности химического состава живых организмов

Билет № 7

1. Особенности химического состава живых организмов. Органические вещества, их роль в организме.

Живые организмы содержат те же химические элементы, что и неживая природа. Содержание некоторых элементов больше, их называют макроэлементами: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера и др. Микроэлементы в организме содержатся в малых количествах, но тоже играют важную роль, например, йод.

Вещества, которые встречаются в неживой природе, называются неорганическими. В состав клеток входят вода (до 80%) и минеральные соли.

Органические вещества образуются в живых организмах, хотя могут быть синтезированы в лабораториях. Важнейшими из них являются белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК) и витамины. Органические вещества образуют важнейшие структуры клетки и служат источником энергии. Характерной особенностью многих органических веществ является их полимерная структура. Так, крахмал состоит из большого числа молекул глюкозы. Белки в процессе пищеварения распадаются на аминокислоты. А ДНК несет важнейшую функцию — является хранителем наследственной информации, зашифрованной в виде последовательности нуклеотидов. Эта информация проявляется через структуру белков, которые помимо структурной несут еще одну очень важную функцию — являются катализаторами химических процессов, происходящих в клетке. Жиры не растворяются в воде, поэтому жироподобные вещества входят в состав клеточных мембран. Витамины участвуют в регуляции обмена веществ.

2. Приспособленность птиц к полету во внешнем и внутреннем строении, размножении. Объясните, в чем проявляется относительный характер приспособленности.

Весь организм птиц является ярким образцом приспособленности к полету. Это достигается снижением веса птицы, высокой интенсивностью обмена веществ и высоким уровнем развития нервной системы. Передние конечности превращены в крылья.

Снижению веса птицы способствует:

1. Срастание мелких костей, что при той же прочности позволяет значительно уменьшить массу скелета. Кости полые.
2. Отсутствие челюстей с зубами, имеется клюв.
3. Легкий перьевой покров, обеспечивающий обтекаемую форму тела.
4. Отсутствие мочевого пузыря, непроизвольное удаление непереваренных остатков пищи из кишечника.
5. Развит только левый яичник, созревание яиц происходит не одновременно, а по одному в 1–2 дня.

Высокая интенсивность обмена веществ позволяет получить необходимую для полета энергию. Основные черты:

1. Постоянная температура тела, в отличие от пресмыкающихся. Высокая температура тела птиц по сравнению с млекопитающими.
2. Переваривание пищи происходит с большой скоростью.
3. Четырехкамерное сердце и два круга кровообращения обусловливают поступление артериальной крови, богатой кислородом ко
   всем органам.
4. Дыхательная система кроме легких включает воздушные мешки, обеспечивает поступление кислорода в кровь как во время вдоха, так и на
   выдохе.
5. Образующиеся во время полета избытки тепла отводятся с помощью системы воздушных мешков между внутренними органами и мышцами.

Высокий уровень развития нервной системы обеспечивает быструю реакцию, образование условных рефлексов, сообразительность. Хорошо развито зрение, у птиц — цветное. Координацию движений обеспечивает развитый мозжечок.

Приспособленность птиц возникла в процессе эволюции в результате естественного отбора.

Примером относительности приспособленности могут служить случаи гибели птиц в современных условиях при столкновении с проводами линий электропередач, во время разливов нефти в водоемах и т. п.

3. Используя знания о строении и функциях скелета человека, раскройте особенности первой доврачебной помощи при переломе ребер, позвоночника, травмах черепа.

При любом переломе важно обеспечить неподвижность сломанных костей. При переломе ребер шину не накладывают. Нужно, чтобы пострадавший сделал глубокий выдох, и в этом положении туго забинтовать грудную клетку. При переломе позвоночника особенно опасно ущемление нервов разрушенными позвонками, транспортировать больного нужно на машине скорой помощи. Если нет такой возможности, пострадавшего кладут лицом вниз на жесткое основание (доску) и в этом положении осуществляют транспортировку в медицинское учреждение. При травмах черепа голову фиксируют валиком из одеяла и т. п., уложенном вокруг головы.

Первая помощь при ударах, вывихах

При сильных ушибах, связанных с потерей сознания, пострадавшему нужно обеспечить покой и вызвать врача.

При ушибах может возникнуть кровоизлияние под кожей, приводящее к образованию гематомы. Как можно скорее нужно приложить к ушибленному месту снег, охлаждающий пакет из аптечки или поместить конечность под струю ледяной воды. Через 15–30 минут охлаждения накладывается тугая давящая повязка, что уменьшает размеры гематомы. Если гематома большая, необходимо обратиться к врачу. Пока кровь не свернулась, она может быть удалена через прокол. После сворачивания крови может потребоваться операция.

При вывихах конец кости смещается в суставе. Необходимо наложить холод, зафиксировать поврежденный сустав и обратиться к врачу. Нельзя дергать поврежденную конечность или пытаться вправить самостоятельно, не имея опыта, так как ошибочно за вывих может быть принято растяжение или перелом. Неправильные действия способны усугубить травму.

При вывихах нельзя откладывать визит к врачу, так как успешность лечения тем выше, чем меньше времени прошло после травмы (при застарелых вывихах потребуется операция, в дальнейшем вывих может повторяться).

автор: Владимир Соколов

Она живая! Почва – это гораздо больше, чем вы можете себе представить!

22/09/2020

В повседневной жизни большинство людей не задумывается о том, что у них под ногами живет удивительно разнообразное сообщество растений, животных и микробов, составляющих нашу почву. Почвы – нечто большее, чем просто «грязь», они являются одним из крупнейших хранилищ мирового биоразнообразия, содействуют ведению сельского хозяйства и обеспечению продовольственной безопасности, регулируют выбросы парниковых газов и укрепляют здоровье растений, животных и человека. Без них наш мир был бы совсем иным.

Долгое время мы воспринимали почву как должное. Сейчас пора начать заботиться о поддержании ее здоровья и защите биологического разнообразия!

Вот лишь некоторые из причин, по которым нам необходимо принять меры:

Почвы – хранилище биоразнообразия.

Почва – место обитания подземных сообществ. В столовой ложке почвы живых организмов больше, чем людей на Земле! Здоровая, биологически разнообразная почва включает в себя позвоночных, беспозвоночных, вирусы, бактерии, грибы, лишайники и растения, которые обеспечивают множество экосистемных функций и услуг, принося пользу всем людям и окружающему миру. Собственно говоря, в почве содержится более 25 процентов биоразнообразия нашей планеты! Это разнообразное сообщество живых организмов внутри почв поддерживает их здоровье и плодородие. Весь мир существ, обитающих в почве, питает и защищает растения, а взамен они питают почву.

Почвенное биоразнообразие необходимо для производства продовольствия.

Почвы являются важной частью наших продовольственных систем. По оценкам, наши почвы напрямую или опосредованно используются при производстве 95 процентов продовольствия!

Здоровые, биологически разнообразные почвы позволяют выращивать различные виды овощей и растений, необходимые для сбалансированного питания человека. Содержащиеся в почве организмы обеспечивают растения питательными веществами. Качество нашего питания зависит от наличия и баланса питательных веществ в съедобных частях растений, что в свою очередь зависит от их присутствия в почве. Поэтому, чем более биологически разнообразна почва, тем питательнее наша пища.

Урок №9. Химический состав клеток

Методическое пособие разработки уроков биологии 6класс

Тип урока — комбинированный

Методы: частично-поисковый, про­блемного изложения, репродуктивный, объясни­тельно-иллюстративный.

Цель:

— осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;

Задачи:

Образовательные: показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.

Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.

Воспитательные: 

Формирование экологической культуры на основе признания ценности жизни во всех её проявлениях и необ­ходимости ответственного, бережного отношения к окру­жающей среде.

Формирование понимания ценности здорового и без­опасного образа жизни

УУД

Личностные:

воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину;

Формирование ответственного отношения к учению;

3) Формирование целостного мировоззрения, соответ­ствующего современному уровню развития науки и обще­ственной практики.

Познавательные: умение работать с различными источниками информации, пре­образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.

Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.

Коммуникативные: Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, старшими и младшими в процессе образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру­гих видов деятельности.

Планируемые результаты

Предметные: знать — понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь — определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.

Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации; анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос

Метапредметные:.

Умение самостоятельно планировать пути достиже­ния целей, в том числе альтернативные, осознанно выби­рать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.

Формирование навыка смыслового чтения.

Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая

Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Цели: формировать понятие о химическом составе клетки; дать представление об органических и неорганических веществах.

Оборудование: таблица Д.И. Менделеева, половина картофели­ны, пипетка, раствор йода, электронные весы, спиртовка, листья капусты (салата), семена масличных культур, лист белой бумаги, карточки с биологическими терминами и шахматные часы для игры «Объяснялки», или «Пойми меня».

Ключевые слова и понятия: химический состав, химический элемент, вещество, органические и неорганические (минераль­ные) вещества, минеральные соли, белки, жиры, углеводы, нук­леиновые кислоты, клетчатка (целлюлоза), крахмал, сахар.

 Ход урока

Актуализация знаний

Выберите верные утверждения.

Все растения состоят из тканей.

Ткань — группа клеток, сходных по строению, происхождению и выполняемым функциям.

Механическая ткань выполняет опорную функцию и является как бы скелетом растения.

Механическая ткань защищает растение от воздействия окру­жающей среды.

Основоположниками учения о тканях были итальянец М. Мальпиги и англичанин Н. Грю.

Каждая из тканей функционирует самостоятельно и не взаимо­действует с другими тканями.

Фотосинтезирующая ткань расположена в основном в корнях растений.

Проводящая ткань представлена в основном сосудами, состоя­щими из мертвых клеток, и живыми ситовидными клетками.

Пробка защищает растение от потери влаги, перепадов темпе­ратур, болезнетворных бактерий.

Кожица состоит из одного слоя плотно прилегающих друг к другу клеток.

Корка состоит из одного слоя живых клеток с большими меж­клетниками.

Воздухоносная ткань расположена в основном в листьях зеленых растений.

Ткани могут состоять как из живых, так и из мертвых клеток.

Основная ткань зеленого листа — фотосинтезирующая.

Воздухоносная ткань расположена в подводных органах водных и болотных растений, в воздушных корнях.

Ответьте на вопросы.

Как называется наука, занимающаяся изучением тканей?

Что такое ткань? Дайте определение.

Какое значение для многоклеточного организма имеет спе­циализация клеток?

Какие типы тканей встречаются у растений?

Приведите примеры тканей, состоящих из живых клеток.

Приведите примеры тканей, состоящих из мертвых клеток.

В каких частях растения расположена образовательная ткань?

Какая ткань обеспечивает опору растения?

Изучение нового материала

Рассказ учителя с элементами беседы

Мы с вами неоднократно говорили о том, что все живые ор­ганизмы состоят из клеток. Кроме того, строение клеток у всех организмов сходное.

Какие органоиды входят в состав большинства живых клеток?

А какие органоиды могут входить только в состав расти­тельных клеток?

Кроме схожести в строении, все клетки имеют также и подоб­ный химический состав. Наверное, вы неоднократно слышали, что человек на 70% состоит из воды. В растительных клетках вода также составляет в среднем около 50—80%.

Вещества, из которых состоит клетка, очень разнообразны. Из 109 химических элементов, имеющихся в природе, в состав жи­вых клеток входит более 70. Но большинство химических элементов находятся в клетке (как и в природе вообще) не в виде отдельных атомов (например, кислорода, водорода, углерода), а в виде ве­ществ — соединений нескольких атомов. Скорее всего, вам знакома химическая формула воды. Совершенно верно, Н2О, это формула воды — самого распространенного вещества живой клетки.

Все вещества клетки можно разделить на органические и неор­ганические (минеральные).

Вспомните из курса природоведения, какие вещества отно­сятся к неорганическим. (Неорганические вещества — это вода и минеральные соли.)

Вода необходима для нормального протекания реакций обмена веществ в клетке и может составлять до 60—90% всей ее массы.

Для того чтобы измерить количество воды в растении, прове­дем следующий опыт. Возьмем свежие листья капусты (или сала­та), взвесим их на электронных весах, затем высушим, после чего снова взвесим. Если посчитать разницу и выразить ее в процентах, получится, что листья капусты содержат почти 90% воды. Проде­лав тот же опыт с веточками сирени или березы, убеждаемся, что в них около 40—50% воды.

Минеральные соли составляют всего около 1% массы клетки, но значение их очень велико. Они необходимы для нормально­го обмена веществ между клеткой и окружающей средой, входят в состав межклеточного вещества. Чаще всего в растительных клетках встречаются соединения азота, фосфора, натрия, калия, кальция и других элементов. Некоторые растения способны ак­тивно накапливать различные минеральные вещества. Например, в морских водорослях содержится много йода, поэтому людям, испытывающим недостаток этого элемента, рекомендуется есть морскую капусту. По некоторым растениям можно спрогнозиро­вать содержание химических элементов в почве. Такие растения называются растениями-индикаторами. Например, лютики растут в местах, где почва богата литием, и, соответственно, накапливают этот элемент в своих клетках.

А какие вещества называют органическими? (Ответы уча­щихся.)

Органические вещества — соединения углерода с другими хи­мическими элементами (чаще всего с водородом, кислородом, азотом и т. д.).

Откуда появилось название «органические», как вы считае­те? (Ответы учащихся.)

Органические вещества содержатся или производятся живы­ми организмами. К органическим веществам относятся глюкоза, сахароза, крахмал, каучук, целлюлоза, уксусная кислота и т. д. Всего таких веществ насчитывается около 10 млн.

Как вы думаете, каких веществ в клетке больше — органи­ческих или минеральных? (Учащиеся высказывают свои предположения.)

Давайте проведем опыт: возьмем высушенные листья капусты, взвесим, а потом подожжем. После сгорания остается зола — это минеральные вещества, которые содержались в клетках листьев ка­пусты. Сгорают только органические вещества. Если их взвесить, то получится, что минеральные вещества составляют не более 15% от массы сухого вещества клетки. Когда дрова горят в печке или в ко­стре, масса золы, которая остается после их сгорания, значительно меньше массы самих дров. Это еще раз подтверждает, что органи­ческих веществ в клетках растений гораздо больше неорганических.

Из органических веществ наиболее часто встречаются белки, жиры и углеводы, а также нуклеиновые кислоты.

Белки могут составлять до 50% сухой массы клетки.

Какие ассоциации возникают у вас при слове «белок»? (От­веты учащихся.)

Белки — очень сложные соединения, которые участвуют в формировании ядра, цитоплазмы клетки, ее органоидов. Белки есть во всех органах растения, но больше всего их содержат семе­на. Например, в семенах некоторых бобовых белков содержится практически столько же, сколько и в мясе, а иногда даже больше. Все дело в том, что в семенах белки откладываются про запас, как питание для будущего молодого растения. Растительные белки очень важны для полноценного питания человека, особенно для молодого развивающегося организма, а также для людей, которые по каким-либо причинам не едят мясной пищи.

Жиры в клетках растений служат запасным источником энер­гии, а также входят в состав клеточных мембран, ядерных обо­лочек. Все вы знаете о том, какое значение жиры имеют для жи­вотных. Например, верблюд способен накапливать жиры в своих горбах, а потом в течение длительного времени не есть и не пить, расходуя эти запасы.

Что же мы подразумеваем под словосочетанием «растительное масло»? Чаще всего мы имеем в виду подсолнечное масло.

А из каких еще растений получают масло? (Из льна, оливы, сои, хлопчатника, арахиса и т. д.)

Вспомните сказку про Али-Бабу и сорок разбойников: брат Али-Бабы Касым, запертый в пещере Сим-Сим, перечисляет мас­личные культуры. Таких растений существует достаточно много.

А в каких частях растений накапливаются жиры? (Больше всего жиров накапливается в семенах.)

Вспомните, из каких частей подсолнечника выжимают мас­ло. (Из семян.)

А как вы думаете, почему жиры находятся именно в семенах растений? (Ответы учащихся.)

Потому же, почему и белки: чтобы обеспечить энергией мо­лодое растение.

Давайте проведем опыт: возьмем семя подсолнечника, очи­стим и сильно прижмем к листу белой бумаги. На этом месте об­разуется жирное пятно, следовательно, семена подсолнечника богаты жирами.

Углеводы тоже играют немаловажную роль в строении расте­ния. У растений углеводы чаще всего встречаются в виде крахма­ла, сахара, клетчатки. Основная роль углеводов энергетическая, но они выполняют и строительную функцию: целлюлоза в составе клеточной стенки не что иное, как углеводы. Крахмал в больших количествах содержится в клубнях картофеля. В старом картофеле он может составлять до 80%. Много его и в муке. Также он может откладываться и в корнях, стволах деревьев, в плодах некоторых растений, например банана

.

Проведем опыт: возьмем половину картофелины и капнем на нее капельку йода. Картофелина посинеет — это реакция крах­мала на йод. При соприкосновении с йодом крахмал синеет, сле­довательно, клубень картофеля содержит крахмал.

Сахар в различных частях растения мы обнаружим и без хи­мических реакций — на вкус. Сахар может содержаться в корнях растений — например, корни моркови и свеклы сладкие. Но чаще всего мы обнаруживаем сахар в различных плодах: арбузе, дыне, яблоках, грушах, винограде и т. д.

А откуда берется сахар, который мы кладем в чай? (Ответы учащихся.)

Его получают из сахарной свеклы или из сахарного тростника. Эти растения богаты сахарами.

Клетчатка, или целлюлоза, придает прочность и упругость различным частям растений.

Вспомните, в какой части растительной клетки содержится целлюлоза. (Ответы учащихся.)

Действительно, целлюлоза содержится в стенках растительных клеток.

Вспомните, есть ли клетчатка в животных клетках. (Ответы учащихся.)

Клетчатка присутствует только в растительных клетках. Это одно из отличий растительных клеток от животных. Именно цел­

люлозу мы используем при строительстве из дерева, при изготов­лении бумаги, тканей из хлопка и льна.

Нуклеиновые кислоты (от лат. «нуклеус» — ядро) расположены в ядре клетки, входят в состав хромосом, ответственны за переда­чу наследственных признаков от родителей к потомкам, а также за хранение наследственной информации. Кроме того, они участ­вуют в биосинтезе (производстве) белка.

Мы говорили о том, что растения состоят в основном из ор­ганических веществ и воды. Органические вещества очень важны для растения, но и без неорганических веществ растение не смог­ло бы существовать.

Закрепление знаний и умений

1. Фронтальный опрос

Ответьте на вопросы.

Что такое вещество?

Для чего клеткам растений необходима вода?

Для чего растениям необходимы органические вещества?

Для чего клеткам растений нужны неорганические ве­щества?

В каких частях растений чаще всего содержится большое количество сахаров?

Для чего растениям нужна клетчатка (целлюлоза)?

В каких частях клетки содержится целлюлоза?

В каких частях растений содержится большое количество жиров?

Для чего растения запасают белки и жиры в семенах?

Семена каких растений наиболее богаты белками?

Игра «Объяснялки», или «Пойми меня»

Игра может проводиться как по отдельным темам, так и по всему изученному материалу (на усмотрение учителя). Учи­тель заранее готовит карточки с биологическими терминами по выбранной теме. Для игры также понадобятся шахматные часы.

Класс делится на две команды. По жребию разыгрывается, ка­кая из команд начинает игру первой. На шахматных часах на обо­их циферблатах выставляется равное время (например, 5 мин). Игрок одной из команд подходит к столу и берет карточку. В этот момент учитель нажимает на кнопку часов. С этого момента для команды, начавшей игру, начинается отсчет времени.

Задача игрока — как можно быстрее и доходчивее объяснить игрокам своей команды тот биологический термин, который ука­зан на карточке. Само слово или однокоренные слова произно­сить нельзя.

Задача команды — как можно быстрее понять, что это за тер­мин, и произнести его вслух. Как только команда произнесла сло­во, написанное на карточке, учитель нажимает на кнопку часов и дает сигнал команде противника. С этого момента начинается отсчет времени для второй команды.

Команды по очереди показывают слова, указанные на карточ­ках. Каждый раз слово показывает новый игрок. Проигрывают те, у кого флажок на шахматных часах упадет раньше, т. е. быстрее истечет время, запланированное на игру. Необходимо помнить, что реальное время игры в два раза больше, чем то, которое вы­ставляется на часах в начале игры, так как время на двух цифер­блатах отсчитывается поочередно.

Вместо шахматных часов можно использовать два секундо­мера, попеременно их останавливая (но секундомеры будут пло­хо видны учащимся, поэтому шахматные часы более наглядны). В этом случае игра останавливается, когда время на секундомере одной из команд превысит заранее оговоренное — 5 мин.

Творческое задание. Подготовить доклад об использовании людьми различных масличных культур.

Задание для учеников, интересующихся биологией. Подумать и перечислить, в каких отраслях своей деятельности человек ис­пользует различные вещества растительных клеток.

Химический состав клетки

Химический состав растений

Неорганические вещества клетки

Органические вещества клетки

Органические и неорганические вещества

Ресурсы:

И.Н. Пономарёва, О.А. Корнило­ва, В.С. Кучменко Биология : 6 класс : учебник для учащихся общеобразо­вательных учреждений

Серебрякова Т.И., Еленевский А. Г., Гуленкова М. А. и др. Биология. Растения, Бактерии, Грибы, Лишайники. Пробный учебник 6—7 классов средней школы

Н.В. Преображенская Рабочая тетрадь по биологии к учебнику В В. Пасечника «Биология 6 класс. Бактерии, грибы, растения»

В.В. Пасечника. Пособие для учителей общеобразовательных учреждений Уроки биологии. 5—6 классы

Калинина А.А. Поурочные разработки по биологии 6класс

Вахрушев А.А., Родыгина О.А., Ловягин С.Н. Проверочные и контрольные работы к

учебник «Биология», 6-й класс

Биоуроки http://biouroki.ru/material/lab/2.html

Сайт YouTube: https://www.youtube.com /

Хостинг презентаций

— http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-klasse-chto-takoe-ehkonomika.html

Азотсодержащие вещества

Азотсодержащие соединения составляют значительную часть сухого вещества продовольственных товаров. К ним относятся белки, аминокислоты, амиды аминокислот, нуклеиновые кислоты, аммиачные соединения, нитраты, нитриты и др.

Аминокислоты являются основными структурными компонентами молекул белка и в свободном виде появляются в продовольственных товарах в процессе распада белка.

Амиды аминокислот содержатся в растительных Продуктах в качестве естественной составной части. Например, в капусте и спарже находится амид аспарагина (0,2—0,3%).

Аммиачные соединения встречаются в продовольственных товарах в малых количествах в виде аммиака и его производных. Аммиак является конечным продуктом распада белков. Значительное количество аммиака и аминов указывает на гнилостное разложение белков продовольственных товаров. Поэтому при исследовании свежести мяса и рыбы определяют содержание в них аммиака. К производным аммиака относятся моноамины CH₃NH₂, диметиламины (CH₃)₂NH и триметиламины (CH₃)₃N, которые обладают специфическим запахом. Метиламин имеет запах, сходный с аммиаком. Диметиламин — газообразное вещество с запахом селедочного рассола, образуется в основном при гниении белков рыбы и других продуктов. Триметиламин — газообразное вещество, содержащееся в значительном количестве в селедочном рассоле. В концентрированном виде обладает запахом аммиака, но в слабых концентрациях имеет запах гнилой рыбы.

Нитраты — соли азотной кислоты. В продовольственных товарах содержатся в незначительных количествах, за исключением тыквы и кабачков.

Нитриты добавляют в небольших количествах при посоле мяса и в колбасный фарш для придания мясу розового цвета. Нитриты обладают высокой токсичностью, поэтому применение их в пищевой промышленности лимитируется (в мясной колбасный фарш добавляют раствор нитрита из расчета не более 0,005% массы мяса).

Белки имеют наиболее важное из азотсодержащих соединений
значение для питания человека. Они являются наиболее важными органическими соединениями, входящими в состав живых организмов. Еще в прошлом веке, изучая состав различных животных и растений, ученые выделили вещества, которые по некоторым свойствам напоминали яичный белок: так, при нагревании они свертывались. Это и дало основание назвать их белками. Значение белков как основы всего живого было отмечено еще Ф. Энгельсом. Он писал, что там, где есть жизнь, обнаруживаются белки, а где присутствуют белки, там отмечены признаки жизни.

Таким образом, термином «белки» назван большой класс органических высокомолекулярных азотсодержащих соединений, присутствующих в каждой клетке и определяющих ее жизнедеятельность.

Химический состав белков. Химический анализ показал наличие во всех белках (в %): углерода — 50—55, водорода — 6—7, кислорода — 21—23, азота — 15—17, серы — 0,3—2,5. В отдельных белках обнаружены фосфор, йод, железо, медь и некоторые макро- и микроэлементы в различных количествах.

Содержание основных химических элементов в отдельных белках может быть различным, за исключением азота, концентрация которого наиболее постоянна и в среднем составляет 16%.

Для определения химической природы мономеров белка проводят гидролиз — длительное кипячение белка с сильными минеральными кислотами или основаниями. Наиболее часто применяют 6N HN0₃ и кипячение при 110°С в течение 24 ч. На следующем этапе разделяют вещества, входящие в состав гидролизата. Для этой цели применяют метод хроматографии. Наконец, природу выделенных мономеров выясняют с помощью определенных химических реакций. В результате было установлено, что исходными составными частями белков являются аминокислоты.

Молекулярная масса (м.м.) белков от 6000 до 1 000 000 и выше, так, м.м. белка альбумина молока — 17400, глобулина молока — 35200, яичного альбумина — 45000. В организме животных и растений белок встречается в трех состояниях: жидком (молоко, кровь), сиропообразном (яичный белок) и твердом (кожа, волосы, шерсть).

Благодаря большой м.м. белки находятся в коллоидном состоянии и диспергированы (распределены, рассеяны, взвешаны) в растворителе. Большинство белков относится к гидрофильным соединениям, способны вступать во взаимодействие с водой, которая связывается с белками. Такое взаимодействие называется гидратацией.

Многие белки под влиянием некоторых физических и химических факторов (температура, органические растворители, кислоты, соли) свертываются и выпадают в осадок. Этот процесс называется денатурацией. Денатурированный белок теряет способность к растворению в воде, растворах солей или спирте. Все продовольственные товары, переработанные с помощью высоких температур, содержат денатурированный белок. У большинства белков температура денатурации составляет 50-60 °С. Свойство белков денатурироваться имеет важное значение, в частности, при выпечке хлеба и получении кондитерских изделий. Одно из важных свойств белков — способность образовывать гели при набухании в воде. Набухание белков имеет большое значение при производстве хлеба, макаронных и других изделий. При «старении» гель отдает воду, при этом уменьшается в объеме и сморщивается. Это явление, обратное набуханию, называется- синерезисом.

При неправильном хранении белковых продуктов может происходить более глубокое разложение белков с выделением продуктов распада аминокислот, в том числе аммиака и углекислого газа. Белки, содержащие серу, выделяют сероводород.

Человеку требуется 80-100 г белков в сутки, в том числе 50 г животных белков. При окислении 1 г белка в организме выделяется , 16,7 кДж, или 4,0 ккал.

Содержание белков в продовольственных товарах составляет (в %): в говядине — 17; свинине — 15,2; баранине — 15,2; яйцах — 12,8; треске — 16,5; пшеничной муке — 10,5; молоке — 2,5-3,5; масле сливочном — 0,6; сыре — 22—29; картофеле — 2,0; орехах — 12-20; сое — 34,9.

Аминокислоты — это органические кислоты, у которых атом водорода ос-углеродного атома замещен на аминогруппу NH₂. Следовательно, это ос-аминокислота с общей формулой

Следует отметить, что в составе всех аминокислот имеются общие группировки: — СН₂, —NH₂, —СООН, а боковые цепи аминокислот, или радикалы (R), различаются. Химическая природа радикалов разнообразна: от атома водорода до циклических соединений. Именно радикалы определяют структурные и функциональные особенности аминокислот.

Аминокислоты в водном растворе находятся в ионизированном состоянии за счет диссоциации аминных и карбоксильных групп, а также групп, входящих в состав радикалов. Другими словами, они являются амфотермными соединениями и могут существовать либо как кислоты (доноры протонов), либо как основания (акцепторы протонов).

Все аминокислоты в зависимости от структуры разделены на несколько групп

Из 20 аминокислот, которые участвуют в построении белков, не все обладают одинаковой биологической ценностью. Некоторые аминокислоты синтезируются организмом человека, и потребность в них удовлетворяется без поступления извне. Такие аминокислоты называются заменимыми (гистидин, аргинин, цистин, тирозин, аланин, серии, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, пролин, оксипролин, глицин). Другая часть аминокислот не синтезируется организмом и они должны поступать с пищей. Их называют незаменимыми (триптофан). Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, называются полноценными, а если отсутствует, хотя бы одна из незаменимых кислот — белок является неполноценным.

Классификация белков. В основу классификации белков положены их физико-химические и химические особенности. Белки делят на простые (протеины) и сложные (протеиды). К простым относят белки, которые при гидролизе дают только аминокислоты. К сложным — белки, состоящие из простых белков и соединений небелковой группы, называемой простетической.

К протеинам относятся альбумины (молока, яиц, крови), глобулины (фибриноген крови, миозин мяса, глобулин яиц, туберин картофеля и др.), глютелины (пшеницы и ржи), продамины (глиадин пшеницы), склеропротеины (коллаген костей, эластин соединительной ткани, кератин волос).

К протеидам относятся фосфопротеиды (казеин молока, вителлин куриного яйца, ихтулин икры рыб), которые состоят из белка и фосфорной кислоты; хромопротеиды (гемоглобин крови, миоглобин мышечной ткани мяса), представляющие собой соединения белка глобина и красящего вещества; глюколротеиды (белки хрящей, слизистых оболочек), состоящие из простых белков и глюкозы; липопротеиды (белки, содержащие фосфатид) входят в состав протоплазмы и хлорофилловых зерен; нуклеопротеиды содержат нуклеиновые кислоты и играют важную для организма роль в биологическом отношении.

Биология жизни в почве | Почвы 4 Учителя

Почва полна жизни. Часто говорят, что в горстке почвы живых организмов больше, чем людей на планете Земля. Почва — это желудок земли, который потребляет, переваривает и циркулирует питательные вещества и организмы.

Однако при первом наблюдении почва может показаться довольно инертным материалом, по которому мы ходим, строим дороги, строим здания и выращиваем растения. При ближайшем рассмотрении мы видим, что почва изобилует живыми организмами.Живые организмы, присутствующие в почве, включают архей, бактерий, актиномицетов, грибов, водорослей, простейших и широкий спектр более крупных почвенных животных, включая коллембол, клещей, нематод, дождевых червей, муравьев и насекомых, которые проводят всю или часть своей жизни под землей, даже более крупные организмы, такие как роющие грызуны. Связь между почвенными организмами и тем, как они влияют на химические и физические свойства почвы, сложна. Все это важно для создания среды, которую мы называем почвой, и для осуществления многочисленных преобразований, жизненно важных для жизни.

Потребители и разлагатели микробов

Существуют тысячи различных видов бактерий, которые могут как помогать, так и вредить людям.

Только 5% того, что производится зелеными растениями, потребляется животными, но 95% потребляется микроорганизмами. Один грамм плодородной почвы может содержать до миллиарда бактерий. Существует много разных типов бактерий, и большинство из них еще даже не обнаружено! Большинство этих бактерий являются аэробными, что означает, что им требуется кислород из почвенной атмосферы.Однако другим бактериям необходимо жить без кислорода, а другие виды могут жить как с кислородом, так и без него. Рост этих бактерий ограничен пищей, содержащейся в почве.

Почвенные грибы также являются крупными компонентами почвы, которые бывают разных размеров, форм и цветов. У грибов есть подземные корни (мицелий), которые поглощают питательные вещества и воду, пока они не будут готовы к цветению в форме грибов. Они переносят кислотность, что делает их очень важными для разложения материалов в очень кислых лесах, чего не могут сделать микробы, они также могут разлагать лигнин, который является древесной тканью для разложения растений.

Почвенные животные

Почвенные животные являются потребителями и разложителями, потому что они питаются органическими веществами, а разложение происходит в пищеварительном тракте. Некоторые животные питаются корнями, а другие питаются друг другом. Есть несколько видов червей. Дождевых червей идентифицировать проще всего. Они поедают растительный материал и органические вещества и выделяют в почву отложения червей в качестве пищи для других организмов. Они также оставляют каналы, в которых зарываются, что увеличивает проникновение. Дождевые черви могут весить от 100 до 1000 фунтов на акр! Существуют также микроскопические черви, называемые нематодами или круглыми червями.Эти черви живут в воде вокруг частиц почвы. Существует несколько различных типов нематод: одни поедают мертвые вещества, другие — живые корни, а третьи — другие живые организмы. Некоторые нематоды вредны и могут вызвать серьезное повреждение или деформацию корней.

Помимо червей, еще одно большое тело насекомых — это членистоногие, у которых есть экзоскелеты и суставные ноги. К ним относятся клещи, многоножки, многоножки, коллемболы и личинки.

Круговорот углерода и питательных веществ

Круговорот питательных веществ — это обмен питательными веществами между живой и неживой частями экосистемы.Биологи почвы измеряют, как растения и микробы поглощают питательные вещества и включают их в органическое вещество, которое является основой углеродного цикла. Есть два основных процесса. Иммобилизация — это когда почвенные организмы поглощают минеральные питательные вещества из почвы и превращают их в микробные и растительные ткани. Противоположный процесс — минерализация , который происходит, когда организмы умирают и высвобождают питательные вещества из своих тканей. Этот процесс быстро меняется и очень важен для обеспечения растений питательными веществами.Углеродный цикл и азотный цикл очень важны для почвенных микробиологов.

Взаимодействие почвенных микробов и организмов

Корни растений выделяют много органических веществ в почву из мертвых материалов. Они служат пищей для микроорганизмов и создают зоны активности вокруг корня, называемые ризосферой . В этой зоне могут произойти рост растений или токсичные вещества, но большинство из этих организмов являются полезными.

Эта фотография представляет собой увеличенное изображение взаимодействия грибков и корней

Другие ученые изучают болезни растений и животных, обнаруженные в почве.Бактерии и грибки могут вызывать увядание или гниение растений. Великий картофельный голод в Ирландии в 1845 году был вызван грибком, который вызвал бактериальный ожог картофеля! Эти организмы поражают не только растения. Люди могут заболеть, если в наших отходах присутствуют определенные типы бактерий, такие как E-Coli, и эти отходы не обрабатываются должным образом.

Некоторые грибы «заражают» корни растений, но взаимосвязь носит симбиотический характер, что означает, что они полезны как для растения, так и для корня. Они называются микориза , и они помогают растениям поглощать больше воды и питательных веществ, повышают устойчивость к засухе и уменьшают заражение болезнями.

Еще одна симбиотическая связь связана с азотом. В атмосфере много азота, но растениям его нелегко получить. Есть определенные виды бактерий, которые поглощают газообразный азот из атмосферы и образуют узелки. Они называются азотфиксирующими бактериями . Когда они умирают, азот, который они использовали, высвобождается для растений.

Почвенная биота | Изучайте науку в Scitable

Агрегаты : расположение или структура частиц почвы, удерживаемых в единой массе или кластере.Агрегаты определяются размером и отчетливостью. (Брэди и Вейл, 2002)

Анаэробный : клеточное дыхание, которое происходит без кислорода.

Аноксический : Без кислорода.

Археи : группа прокариот (одноклеточных организмов), филогенетически отличных от бактерий.

Автотрофная нитрификация : Осуществляется нитрифицирующими бактериями и археями. Это процесс, в котором аммоний окисляется и превращается в нитрит, а нитрит превращается в нитрат.Неорганический азот служит источником энергии. Закись азота является побочным продуктом этого процесса. (Сильвия 2005)

Биогеохимический круговорот : Преобразование и круговорот элементов между неживым (абиотическим) и живым (биотическим) веществом через границы раздела суши, воздуха и воды. (Мэдсен 2008)

Коллемболы — микроартроподы. : Бескрылые насекомые длиной несколько миллиметров и шириной от 0,2 до 2 мм. Они находятся на поверхности почвы и в растительной подстилке или вблизи нее.Население колеблется от 10 ³ м ^-2 в сельскохозяйственных почвах до 10 ⁶ м ^-2 в лесных почвах. (Сильвия и др. .2005)

Хемогетеротрофы : организмы, получающие энергию и углерод в результате окисления органических соединений (Сильвия и др. . 2005)

Денитрификация : форма анаэробного дыхания, которая приводит к преобразованию NO ₃ ^— в основном в N ₂ O и элементарный N (N ₂ ) (Sylvia et al .2005)

Дрилосфера : Часть объема почвы, на которую влияют выделения дождевых червей. (Coleman и др. .2004)

Дождевые черви : Олигохеты, обитающие в почве. Эти черви имеют сегментированное строение тела. Своей деятельностью дождевые черви могут стимулировать микробную активность, перемешивать почвы и способствовать формированию структуры почвы, а также перемещать растительный материал с поверхности в нижние слои почвы. Oligochaete — это особый класс сегментированных червей, включая дождевых червей, у которых мало ( oligo ) щетинок на теле ( chaeta ).(Сильвия и др. .2005)

Enchytraeids : Небольшие (10-20 мм в длину) непигментированные наземные олигохеты, называемые горшечными червями. (Coleman и др. .2004)

Влагоемкость поля или влажная почва поля : Содержание влаги в почве, выраженное в процентах от сухой массы печи, после отвода гравитационной или свободной воды; влажность поля через 2–3 дня после проливного дождя; также называется нормальной емкостью поля , нормальной влагоемкостью, или капиллярной емкостью .Словарь терминов почвоведения. (Мэдисон, Висконсин: ASA, CSSA и SSSA 2010).

Общее подавление : Конкуренция грибков и бактерий в фрагментах корней, что снижает плотность инокулята патогена. (Сильвия 2005)

Гифа : Длинная и часто разветвленная трубчатая нить, которая составляет вегетативное тело многих грибов и грибоподобных организмов. (Сильвия 2005)

Краеугольные организмы : виды, которые оказывают несоразмерное воздействие на окружающую среду по сравнению с их биомассой.(Пейн 1995)

Macroarthropod : более крупные насекомые и пауки являются примерами этой группы организмов. Типичная длина тела колеблется от 10 мм до 15 см. (Coleman и др. .2004)

Макрофауна : Дождевые черви, термиты, навозные жуки и т. Д. Являются важными биологическими агентами, фрагментирующими органические остатки и вызывающими воздействие на большую площадь поверхности. Они также способствуют образованию почвенных агрегатов и почвенных пор. (Гупта и др. .1997)

Микробная биомасса : Общая масса микроорганизмов, живущих в данном объеме или массе почвы. (Сильвия 2005)

Микрофлора : Бактерии и грибы обладают разнообразными метаболическими способностями и являются основными агентами круговорота питательных веществ (например, азота, фосфора и серы). Они могут быть свободноживущими или симбиотическими и активными в разложении или наращивании органического вещества. Они также помогают в формировании устойчивых агрегатов почвы. (Гупта и др. .1997)

Микрофауна : простейшие и нематоды являются важным связующим звеном между микрофлорой и более крупной фауной. Они регулируют популяции бактерий и грибов и играют важную роль в минерализации питательных веществ. (Гупта и др. .1997)

Микроартроподы : членистоногие размером в микрометры, с сегментированными телами, сочлененными ногами и кутикулой, которая действует как экзоскелет. Две наиболее распространенные группы почвенных микроартропод — это коллемболы и клещи.(Сильвия и др. .2005)

Минерализация : преобразование элемента из органической формы в неорганическое состояние в результате микробного разложения. (Сильвия и др. .2005)

Клещи : микроартроподы с овальным телом, четырьмя парами ног и кутикулой, которая действует как экзоскелет. (Сильвия и др. .2005)

Мезофауна : Клещи и коллемболы питаются подстилкой и помогают фрагментировать органические остатки.Они являются хищниками грибов и микрофауны, играя важную роль в регулировании микробных популяций и круговорота питательных веществ. (Гупта и др. .1997)

Mucilages : Желатиновые выделения и экссудаты, продуцируемые корнями растений и многими микроорганизмами. (Сильвия 2005)

Нематоды : также известные как круглые черви, представляют собой цилиндрические несегментированные черви с заостренными концами. Они достаточно малы (от 100 до 1000 мкм в длину и от 5 до 100 мкм в диаметре), чтобы поместиться в существующих порах агрегатов.(Сильвия 2005)

Pedology : «Изучение почв как естественных тел, свойств почвенных горизонтов и взаимосвязей между почвами в ландшафте» (Brady & Weil 2002). Термин был введен Ф.А.Фаллоу в 1862 году, но популяризировал его Василий Докучаев, основавший дисциплину педологии. (Саймонсон 1999)

Педосфера : используется взаимозаменяемо с почвой и отражает концепцию, согласно которой почва является средой обитания, где происходит интеграция горных пород (литосфера), воздуха (атмосфера), воды (гидросфера) и живых существ (биосфера).(Брэди и Вейл, 2002)

Protozoa : одноклеточный эукариотический микроорганизм, который перемещается протоплазматическим потоком (амеба), жгутиками (жгутиконосцами) или ресничками (инфузории). Большинство видов питаются бактериями, грибами или частицами детрита. (Сильвия 2005)

Ризосфера : Зона почвы под влиянием корней растений. (Сильвия и др. .2005)

Почва : Естественный рыхлый материал на поверхности земли, на который повлияли материнский материал, климат (включая влияние влаги и температуры), макро- и микроорганизмы и рельеф, которые действуют в течение периода время для создания почвы, которая может отличаться от материала, из которого она была получена, по многим физическим, химическим, минералогическим, биологическим и морфологическим свойствам.Словарь терминов почвоведения. (Мэдисон, Висконсин: ASA, CSSA и SSSA 2010).

Биота почвы : состоит из микроорганизмов (бактерий, грибов и водорослей), почвенных животных (простейшие, нематоды, клещи, коллемболы, пауки, насекомые и дождевые черви) и растений, живущих всю или часть своей жизни в или на почва или педосфера.

Почвенная фауна : Коллекция всех микро- и макроскопических животных в данной почве.

Пищевая сеть почвы : состоит из сообщества организмов, которые всю или часть своей жизни живут в педосфере и опосредуют перенос питательных веществ между живыми (биотическими) и неживыми (абиотическими) компонентами педосферы через ряд преобразования энергии и питательных веществ по мере того, как один организм или вещество потребляется другими организмами.(Сильвия и др. .2005)

Органическое вещество почвы : Органическая фракция почвы без остатков неразложившихся растений и животных (Sylvia 2005)

Структура почвы : Композиция частиц почвы в небольшие комки, называемые слоями. Подобно тому, как ингредиенты в тесте для торта связываются вместе, образуя пирог, частицы почвы (песок, ил, глина и даже органические вещества) связываются вместе, образуя лепешки. Пешеходы имеют различную форму в зависимости от их «ингредиентов» и условий, в которых они образовались: намокание и высыхание или замерзание и оттаивание, или даже люди, идущие по земле или обрабатывающие ее.Формы педов примерно напоминают шары, блоки, колонны и тарелки. Между педалями есть промежутки или поры, в которых могут перемещаться воздух, вода и организмы. Размеры пор и их форма варьируются от структуры почвы к структуре почвы. Словарь терминов почвоведения. (Мэдисон, Висконсин: ASA, CSSA и SSSA 2010).

Текстура почвы : частицы, из которых состоит почва, подразделяются на три группы по размеру: песок, ил и глина. Частицы песка самые большие, а частицы глины самые маленькие.Хотя почва может состоять из песка, глины или ила, это бывает редко. Вместо этого большинство почв представляют собой комбинацию трех. Относительное процентное содержание песка, ила и глины — вот что придает почве ее текстуру. Например, суглинистая почва содержит примерно равные части песка, ила и глины. Словарь терминов почвоведения. (Мэдисон, Висконсин: ASA, CSSA и SSSA 2010).

Специфическое подавление : Микроорганизмы-антагонисты в ризосфере и в молодых поражениях корней, которые ограничивают инфекцию и вторичное распространение возбудителя через гифы бегунов вдоль корней.(Сильвия 2005)

Водоудерживающая способность почвы : Отношение объема воды, которую пористая среда после насыщения будет удерживать против силы тяжести, к объему пористой среды (Ломан и др. , 1972).

Трофические уровни : Уровни пищевой цепи. К первому трофическому уровню относятся фотосинтезаторы, получающие энергию от солнца. Организмы, питающиеся фотосинтезаторами, составляют второй трофический уровень. Организмы третьего трофического уровня поедают организмов второго уровня и так далее.Это упрощенный способ мышления о пищевой сети. Фактически, некоторые организмы поедают представителей нескольких трофических уровней. Веб-сайт Службы охраны природных ресурсов (NRCS), биология почвы, 2000 г. (проверено 20 июля 2011 г.) (http://www.soils.usda.gov/sqi/concepts/)

Суть жизни | Davidson Institute of Science Education

Сходен ли состав живых существ с их окружением? И почему мы не делаем в основном из металлов?

Наблюдая за окружающими нас организмами, мы видим, что они похожи друг на друга по составу, а различия между ними заключаются в сочетании их компонентов.Например, организмы состоят из различных белков, но элементный состав большинства белков очень похож. Здесь мы можем спросить, отражает ли эта композиция разнообразие элементов, существующих в нашей среде обитания?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно изучить элементный состав живых организмов и их среды. Этот состав измеряется по отношению к общему весу элемента в теле или окружающей среде, а не к количеству атомов, хотя обычно между этими методами нет значительной разницы.Как и другие живые существа, наше тело в основном состоит из воды и органических соединений, поэтому оно содержит большое количество водорода, кислорода и углерода. Тело и клетки всех живых существ также в большом количестве содержат азот и фосфор, поскольку они являются важными компонентами белков и нуклеиновых кислот — ДНК и РНК.

Кальций также присутствует повсеместно в живых организмах, особенно в костях, зубах и внешнем скелете таких организмов, как кораллы и крабы. Дополнительные элементы, включая натрий, калий, хлор и серу, довольно распространены в большинстве организмов, включая человека.Сера входит в состав двух незаменимых аминокислот — метионина и цистеина, которые присутствуют во многих белках; натрий, калий и хлор влияют на ионный состав клеток и внеклеточной жидкости и необходимы для регулирования активности многих клеток.

Дополнительные элементы необходимы для человеческого тела, а некоторые — для большинства форм жизни, но присутствуют в ничтожных количествах. Кобальт, например, является основным компонентом витамина B12, необходимого клеткам, но на его долю приходится лишь одна миллионная от одного процента веса нашего тела.Некоторые элементы необходимы в небольших количествах для одних видов и совсем не нужны для других, но это исключения. Можно с уверенностью сказать, что основные элементы, из которых состоит наш организм, также составляют все другие живые организмы.

Материалы, необходимые для жизни: простые соединения водорода, кислорода, углерода и азота.

Мир, в котором мы живем

Что касается состава окружающей среды, первая трудность состоит в том, чтобы определить, что именно представляет собой окружающая среда: в конце концов, состав звезд и космоса, которые представляют частоту элементов во всей вселенной, не похож на состав Земли. , включая его ядро, океаны и атмосферу.Поэтому мы будем рассматривать земную кору с ее океанами и океанским дном как среду, поскольку они составляют среду обитания большинства живых существ.

Состав окружающей среды сильно отличается от состава живых организмов. Окружающая среда, в отличие от ранее рассмотренных элементов, богата металлами, которые создают минералы и соли. Кремний, алюминий и железо в этом порядке преобладают в земной коре. Из них только железо имеет решающее значение для человеческого организма, хотя и в относительно небольших количествах.Алюминий и кремний, которые вместе составляют 35% земной коры, также имеют некоторое биологическое значение, но нам нужны лишь крошечные количества того и другого.

И дальше. Титан, девятый по частоте элемент в земной коре, не имеет известной биологической роли и очень редко встречается в нашем организме. Углерод, содержащийся во всех органических соединениях всего живого вещества, является лишь пятнадцатым по частоте элементом, составляющим от одной сотой до одной десятой процента земной коры.

Наша окружающая среда состоит из многих металлов, которые в количественном отношении не имеют большого значения для поддержания жизни.Фотография: Shutterstock

Уникальность живых материалов

Откуда же тогда эти существенные различия? Почему живые организмы не состоят из тех элементов, которыми изобилует окружающая среда?

Ответ кроется в свойствах различных элементов. Живым организмам, помимо прочего, необходимы сложные молекулы в различных формах, со сложной структурой и функциями, а также со способностью к самовоспроизведению. Органические молекулы, такие как молекулы, основанные на водородно-углеродных связях, являются очевидными кандидатами.Это связано с тем, что углерод, с его способностью связываться с четырьмя разными атомами и склонностью к образованию длинных и сложных цепочек, может создавать сложные молекулы. С другой стороны, металлы обычно не образуют длинных и сложных атомных цепочек, подобных тем, из которых состоят белки и нуклеиновые кислоты.

Другие химические различия между металлами (которые включают наиболее распространенные элементы в земной коре) и неметаллами (которые включают наиболее распространенные элементы в живых организмах) делают последние более пригодными для жизни, чем металлы.В результате неметаллы составляют большую часть нашего тела.

Другой момент заключается в том, что даже если определенный элемент в земной коре в изобилии, его не всегда легко найти в концентрированных отложениях: например, рубидий преобладает в природе, но неизменно поставляется с калием и в низких концентрациях. Поскольку их свойства очень похожи, жизнь эволюционировала так, что калий необходим для живых организмов, но рубидий, по-видимому, не играет биологической роли.

В других случаях трудно извлечь элементы из окружающей среды для использования в построении клеток или ключевых молекул.Алюминий, например, является третьим по распространенности элементом в земной коре, но обычно появляется в виде оксида или силиката, которые являются очень стабильными материалами, поэтому трудно производить алюминий из природных источников. Поэтому, вероятно, лишь немногие живые организмы используют его, а возможно, и никакие.

Наконец, вездесущие в природе элементы действительно существуют в человеческом теле, даже если они бесполезны. Хотя они не склонны поглощаться нашим телом, поскольку не выполняют в нем никакой функции, их высокая концентрация в окружающей среде заставляет их присутствовать в нем в небольших количествах.Некоторые из них, такие как кремний и рубидий, более распространены в организме, чем другие элементы, которые нам необходимы для поддержания его функции, например йод, необходимый для щитовидной железы, или кобальт.

Биология почвы и органические вещества

Биология почвы и органические вещества

Биология почвы и органические вещества

На свойства почвы сильно влияет активность организмов, населяющих почву. А
здоровая почва, также называемая почвой высокого качества, поддерживает невероятное количество организмов.Эти
могут быть макроскопические организмы, такие как дождевые черви и нематоды, или микроорганизмы, такие как
как грибок, актиномицеты и бактерии. Эти организмы разлагают растительный материал на почву.
органическая материя.

Дождевые черви приносят пользу почве по-разному. Они начинают цикл разложения для
органическая материя. Они едят органические вещества, которые трудно разрушить другим организмам, например
лигнин и целлюлоза, а также выделяют соединения, которые могут перевариваться другими организмами.Они поглощают почву как
они копают и выделяют небольшие пешеходы, которые образуют каналы для воды и обмена газов.

Почвенные микроорганизмы, грибы, актиномицеты и бактерии различаются по своим способностям к
разлагают органические вещества, переносят засуху и другие формы стресса, их количество и биомассу
в почве и в других функциях, которые они выполняют в почве. Грибы могут расщеплять лигнин
и целлюлоза, а также начинают разложение органических веществ.Они более устойчивы к
засухи, чем другие микроорганизмы. Грибы состоят из клеток с длинными нитями, которые называются гифами.
которые создают mycells. Грибы — наименее многочисленные почвенные микроорганизмы. Актиномицеты
выглядят как грибки, но их клетки больше похожи на бактерии. Их количество промежуточное между
грибки и бактерии. Они могут переваривать некоторые трудно перевариваемые органические соединения и являются
несколько засухоустойчивый. Актиномицеты, изолированные из почвы, предоставили ряд
антибиотики, которые мы используем, например, стрептомицин.Бактерии — самые многочисленные почвенные организмы. Они
не засухоустойчивы и не могут разлагать сложные органические соединения. Они очень
играет важную роль в круговороте азота, химии серы в горных выработках и глобальном изменении климата.

Органическое вещество почвы состоит из органических соединений Органическое вещество почвы делится на три части.
формы: водорастворимая фульвокислота , гуминовая кислота , растворимая при высоком pH, но не при низком pH, и
водонерастворимый гумин .Фульвокислота легко используется микроорганизмами для строительства тканей и для
энергия. Гуминовая кислота также может использоваться микроорганизмами, но она содержит соединение, которое не может
использоваться всеми организмами. Гумин очень устойчив к использованию микроорганизмами.

Органическое вещество почвы является резервуаром для питательных веществ. Органическое вещество почвы — важный источник
азота, серы, фосфора и многих микроэлементов для растений. Питательные вещества в почве органические
вещество нельзя выщелачивать из почвы.Это особенно важно для азота, поскольку нитраты
перемещается с водой и может потеряться для корневой зоны. Нитраты загрязняют воду, создавая
высокая концентрация водорослей и проблемы со здоровьем. Органическое вещество почвы увеличивает воду
удерживающая способность и инфильтрация. Органическое вещество связывает частицы почвы вместе, образуя структуру.

Все питательные вещества проходят биогеохимические циклы в среде, в которой они
какое-то время существует в почвенном органическом веществе, живых тканях и в виде неорганического соединения.Почва органическая
материя постоянно меняется по мере разложения. Для поддержания продуктивности почвы в свежем виде
в почву необходимо добавить органические вещества. Есть много возможных органических поправок, которые
может использоваться: растительные остатки, навоз, промышленные или бытовые отходы, пищевая промышленность.
остатки, отходы деревообработки и сидераты. Сидеральные удобрения — это культура, которую выращивают для
единственная цель заделки в почву для увеличения содержания органического вещества и органического азота.На разложение органических веществ сильно влияет соотношение углерод: азот (C: N).
материал. Когда соотношение C: N в органическом веществе больше примерно 13: 1, нитрат и
аммоний в почве преобразуется
к микробной биомассе. Отношение C: N в микробных тканях составляет около 10: 1 для грибов и 5: 1 для
бактерии. Азот выделяется, когда соотношение C: N в органическом веществе составляет около 13: 1, потому что
часть разложения используется для получения энергии, а органический углерод превращается в CO ₂ .