Умблик
10 класс · углублённый
Биология · 10 класс · углублённый уровень
Биология · углублённый уровень · 10 класс · Урок 70

Как защищаются клетки, растения и животные: оболочки, покой и химические вещества

Защита не сводится к «иммунитету»: одни организмы переживают неблагоприятные условия в покоящемся состоянии, другие ограничивают потерю воды или повреждение тканей, а третьи сочетают покровы с химическими ответами. У каждого примера своя функция и граница применимости.

Строение и функции организмов

Федеральная программа · углублённый уровень · 10 класс

Строение и функции организмов

Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:

  • Защита одноклеточных организмов
  • Эндоспоры некоторых бактерий
  • Цисты некоторых протистов
  • Кутикула растений
  • Пассивная и химическая защита растений
  • Фитонциды
  • Покровы животных и их производные
Общие древние линии наземных растенийводные предкиродственных линиймхи и родственныебез семянсосудистые споровыеплауны, хвощи, папоротникиголосеменныенапример соснапокрытосеменныецветковыесосудистые линиисеменные линии
Схема наземного растения помогает различить покровную ткань и кутикулу; она не изображает химические вещества или бактериальную эндоспору в масштабе.

Как это устроено

Некоторые бактерии формируют эндоспору внутри вегетативной клетки: клетка меняет организацию, а устойчивая форма затем переживает условия, в которых активный рост затруднён. При возвращении подходящих условий эндоспора может прорасти. Одна клетка при таком цикле не становится двумя только потому, что сформировала спору. Не все бактерии образуют эндоспоры, и обычные споры размножения грибов и растений нельзя автоматически считать тем же объектом.

У ряда одноклеточных эукариот при изменении среды возникает циста: защитная оболочка и изменённая активность помогают переждать неблагоприятный период или участвовать в распространении. Конкретные условия выживания и пути передачи зависят от вида. Бактериальная эндоспора и циста протиста сходны по идее переживания, но не тождественны по происхождению и строению. Более того, некоторые одноклеточные не образуют ни одной из этих форм.

Наземное растение защищают наружные слои и вещества. Эпидерма — ткань из клеток, а кутикула — лежащий снаружи слой органических веществ; путать их нельзя. Кутикула замедляет испарение и вход некоторых микроорганизмов, но газообмен через устьица и повреждения сохраняют пути взаимодействия со средой. Шипы, волоски и плотные ткани тоже могут участвовать в механической защите, однако их функции различаются между видами.

Химическая защита может быть заранее присутствующей или усиливаться после нападения. Растительные вещества способны отпугивать растительноядных животных либо ограничивать рост части микроорганизмов; эффективность зависит от дозы, конкретного организма и условий. Слово «фитонциды» не означает, что любое растение обеззараживает воздух вокруг человека или лечит инфекцию. Проверять действие нужно контролируемым сравнением, а не по запаху листа или бытовому впечатлению.

Покровы многоклеточных животных разнообразны: эпителий с различными производными у позвоночных, наружный скелет членистоногих, раковина многих моллюсков. Они могут препятствовать повреждению, высыханию и проникновению части организмов, но также выполняют опорную, сенсорную и терморегуляторную функции. Это первая линия многих защитных взаимодействий, не замена клеточным ответам иммунной системы позвоночных.

Словарь урока

Каждое понятие — с примером

Защитная структура

Часть клетки или организма, уменьшающая действие конкретного неблагоприятного фактора; она не делает носителя неуязвимым.

Пример: Кутикула листа уменьшает испарение, но не заменяет все способы защиты растения.

Эндоспора бактерии

Особо устойчивая покоящаяся клеточная форма, образуемая внутри клетки некоторыми бактериями при подходящих условиях; это не способ увеличения числа особей сам по себе.

Пример: У ряда бактерий рода Bacillus клетка может сформировать эндоспору и пережить неблагоприятный период.

Циста протиста

Покоящаяся форма некоторых одноклеточных эукариот с защитной оболочкой; строение, образование и роль различаются между видами.

Пример: Некоторые свободноживущие амёбы образуют цисту при ухудшении условий среды.

Покровная ткань растения

Ткань на границе органа со средой, клетки которой образуют поверхность и участвуют в защите и обмене.

Пример: Эпидерма покрывает молодой лист и содержит устьица.

Кутикула растения

Наружный слой из кутина и восков на поверхности многих надземных органов наземных растений, снижающий потерю воды и затрудняющий некоторые воздействия.

Пример: Восковая поверхность листа помогает удерживать воду в сухом воздухе.

Пассивная защита

Защитные свойства уже существующей структуры или вещества до нового повреждения или заражения.

Пример: Неповреждённая кутикула и шипы могут препятствовать части воздействий ещё до них.

Индуцируемая защита

Ответ, который усиливается или запускается после распознавания повреждения либо определённого воздействия.

Пример: После повреждения листа растение может изменить синтез защитных соединений.

Фитонциды

Учебное название биологически активных веществ растений, способных подавлять рост отдельных микроорганизмов в определённых условиях; термин объединяет разные соединения.

Пример: Выделяемые некоторыми растениями летучие вещества могут тормозить рост чувствительных микроорганизмов в лабораторном опыте.

Покровы животного

Наружные ткани и образованные ими структуры, отделяющие тело от среды и участвующие в защите, восприятии сигналов и обмене.

Пример: Кожа млекопитающего выполняет барьерную функцию, а её свойства не одинаковы с наружным скелетом насекомого.

Производное покровов

Структура, возникшая из покровных тканей или формирующаяся с их участием и выполняющая определённую функцию.

Пример: Перья птицы участвуют в теплоизоляции и полёте; чешуя рыбы выполняет иные задачи.

Пример по шагам

Ученик пишет: «В листе образовалась спора, поэтому растение автоматически размножилось; фитонциды полностью обеззаразили класс». Найдите две ошибки.

  1. Проверяем объект: эндоспора некоторых бактерий служит переживанию, а не увеличению числа клеток; споры растений имеют иной жизненный контекст.
  2. Проверяем заявленную эффективность: действие конкретного растительного соединения на конкретный микроорганизм зависит от условий и не доказывает стерильность помещения.
  3. Для растения отдельно называем кутикулу, покровную ткань и возможную химическую защиту.

Вывод: Нужно указывать, у какого организма образуется структура и какой опыт подтверждает её функцию.

Практическая работа

Модель барьера без выращивания микроорганизмов

  1. Сравните на готовых схемах клеточную эндоспору, цисту, эпидерму с кутикулой и покров птицы; подпишите, что является клеткой, тканью или неклеточным слоем.
  2. На двух одинаковых бумажных моделях поверхности отметьте пути проникновения условных частиц через целый и повреждённый барьер.
  3. Объясните, почему модель не измеряет действие конкретного фитонцида или выживание микроба.

Что можно заключить: Защита зависит от строения и условий; один рисунок не доказывает полного предотвращения воздействия.

Безопасность: Не выращивайте неизвестные микроорганизмы и не пробуйте вещества растений на коже или вкус.

Попробуйте сами

Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.

Открываем задания…

Сверка содержания

Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.