Умблик
10 класс · углублённый
Биология · 10 класс · углублённый уровень
Биология · углублённый уровень · 10 класс · Урок 66

Питание: как растение получает вещества, а животное переваривает пищу

Растение поглощает воду и ионы корнем, CO₂ — прежде всего листьями, а животные получают готовые органические вещества. Но питание животных тоже разнообразно: от внутриклеточного переваривания до сложного тракта позвоночных. Проследим, где пища расщепляется, где всасывается и что делают железы.

Строение и функции организмов

Федеральная программа · углублённый уровень · 10 класс

Строение и функции организмов

Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:

  • Поглощение воды корнями
  • Поглощение минеральных ионов
  • Поступление CO₂ через устьица
  • Автотрофное и гетеротрофное питание
  • Внутриклеточное пищеварение
  • Внутриполостное пищеварение
  • Пищеварительная полость и сквозной кишечник
  • Специализация отделов тракта позвоночных
  • Пищеварительные железы и ферменты
  • Всасывание
  • Пищеварительная система человека
Питание: захват → расщепление → всасывание → использованиеПищаПищеварениеВсасываниеКлеткиполость тела / кишечникпростые веществаУ разных животных путь и органы различаются; не всякое пищеварение идёт в кишечнике.
Схема пищеварения животных показывает общий маршрут; у растения источники углерода, воды и минеральных ионов описаны отдельно.

Как это устроено

Корень растения получает воду и минеральные ионы из среды, а CO₂ обычно поступает через устьица листа. В зелёных клетках углерод из CO₂ включается в органические молекулы благодаря энергии света. Нельзя назвать минеральные удобрения пищей, из которой растение делает весь сахар: основная масса углерода сахара поступает из CO₂. Корневое поглощение зависит от состояния мембран и почвы; не всякий растворимый ион одинаково полезен в любой концентрации.

Животные получают готовый органический углерод, но переваривание бывает устроено по-разному. Амёба захватывает частицы и переваривает их в клетке; у животных с пищеварительной полостью часть обработки происходит вне отдельных клеток, затем продукты могут дополнительно перерабатываться внутри клеток. Сквозной кишечник создаёт последовательность отделов, где пища механически и химически меняется, а продукты всасываются. Отсутствие у простого животного человеческого желудка не означает отсутствия питания.

У позвоночных тракт и железы различаются в зависимости от рациона и эволюционной истории. У человека рот измельчает пищу и начинает некоторые реакции, желудок создаёт кислую среду и участвует в обработке белков, тонкая кишка получает ферменты поджелудочной железы и желчь, а затем всасывает многие продукты. Желчь облегчает обработку жиров, но не является ферментом их гидролиза. Толстая кишка связана с обратным всасыванием воды и активностью микробного сообщества; невозможно приписать ей всю функцию переваривания пищи.

Для понимания питания различают поступление, расщепление, всасывание и использование веществ клетками. У растения распределение сахаров к органам-потребителям также необходимо, хотя оно не ест как животное. В практической модели можно сравнить действие амилазы на крахмал с контролем, но она не воспроизводит весь пищеварительный тракт и не доказывает всасывание. Работа с пищей в учебном опыте требует чистых разрешённых образцов и запрета пробовать продукты после эксперимента.

Словарь урока

Каждое понятие — с примером

Минеральное питание растения

Поступление и использование неорганических ионов, необходимых для построения молекул и регуляции процессов в растительных клетках.

Пример: Корни поглощают нитрат или аммоний как доступные источники азота при соответствующих условиях почвы.

Корневой волосок

Вырост клетки наружной ткани молодого корня, увеличивающий площадь контакта с почвенной водой и растворёнными веществами.

Пример: Повреждение зоны волосков уменьшает доступную поверхность поглощения молодого корня.

Устьице

Пора в покровной ткани растения, регулируемая замыкающими клетками и участвующая в обмене CO₂, O₂ и водяного пара.

Пример: Закрытие устьиц сокращает потерю воды, но может ограничить поступление CO₂ для фотосинтеза.

Автотрофное питание

Построение органических молекул из неорганического углерода при использовании света или химической энергии определёнными организмами.

Пример: Зелёный лист фиксирует CO₂ на свету; корень получает органические вещества из других частей растения.

Гетеротрофное питание

Получение углерода для собственного синтеза из готовых органических соединений окружающей среды или пищи.

Пример: Животное получает органический углерод из съеденной пищи, но также нуждается в воде и минеральных веществах.

Внутриклеточное пищеварение

Расщепление захваченного материала внутри клетки в специальных компартментах с участием ферментов.

Пример: Амёба может захватить частицу и переваривать её в пищеварительной вакуоли.

Внутриполостное пищеварение

Ферментативное расщепление пищи вне отдельных клеток внутри пищеварительной полости или просвета пищеварительного тракта.

Пример: У позвоночных крупные молекулы пищи расщепляются в просвете желудка и кишечника перед всасыванием.

Пищеварительная полость

Внутренняя полость животного, в которой происходит часть расщепления пищи; её устройство различается между группами.

Пример: У гидры полость сообщается с внешней средой одним отверстием, в отличие от сквозного кишечника.

Сквозной кишечник

Пищеварительный тракт с отдельными входом и выходом, позволяющий специализированным отделам последовательно обрабатывать пищу.

Пример: У человека пища проходит рот, пищевод, желудок и кишечник в определённом направлении.

Пищеварительная железа

Железа, выделяющая вещества, участвующие в механическом или химическом преобразовании пищи в тракте.

Пример: Поджелудочная железа выделяет пищеварительные ферменты в тонкую кишку, а печень образует желчь.

Желчь

Секрет печени, содержащий компоненты, помогающие образованию мелких капель жира и его последующей обработке в кишечнике.

Пример: Желчь способствует работе ферментов с жирами, но сама не является липазой, расщепляющей жиры.

Всасывание

Переход продуктов пищеварения, воды и ионов через клетки выстилки кишечника к внутренним транспортным системам организма.

Пример: Тонкая кишка имеет развитую поверхность для переноса многих питательных веществ.

Кишечная микробиота

Совокупность микроорганизмов кишечника и их генетических и метаболических связей с хозяином в определённых условиях.

Пример: Некоторые микробы используют пищевые волокна и образуют вещества, которые затем могут влиять на организм.

Пример по шагам

Ученик говорит: «Почва — источник всей массы дерева, а желчь переваривает жир как фермент». Исправьте обе части.

  1. Значительная часть углерода органических веществ дерева приходит из атмосферного CO₂, а вода и минеральные ионы — через корни.
  2. Желчь облегчает эмульгирование и последующее действие липаз, но сама не является липазой.
  3. Для обеих систем надо указать вещества, место превращения и механизм, а не одно бытовое слово «питание».

Вывод: Масса и функции распределены по разным источникам и процессам; почва и желчь не заменяют CO₂ и ферменты.

Практическая работа

Две модели питания — без смешения источников

  1. На схеме растения разными цветами проведите углерод из CO₂, воду и минеральные ионы к соответствующим органам.
  2. На схеме амёбы и человека проведите путь органического вещества до места переваривания и всасывания.
  3. Отдельно отметьте, какие стрелки требуют фермента, мембранного переноса или проводящей системы.

Что можно заключить: Автотрофное и гетеротрофное питание различаются источником углерода и способом его получения, а не наличием или отсутствием обмена веществ.

Безопасность: Работайте с бумажными моделями и готовыми данными; не пробуйте образцы после ферментных опытов и не берите человеческий биоматериал.

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.