Растения выполняют математические действия с молекулами

Растения пользуются математическими расчетами ≪ Scisne?

Математика – удивительная и интересная наука, которую многие люди считают слишком сложной для освоения, а потому скучной и неинтересной.

Тем не менее, математикой пользуются существа, которых разумными назвать очень сложно. Более того, недавно британские ученые поведали миру о потрясающем открытии.

Математическими расчетами пользуются растения! Математика позволяет им регулировать запасы питательных веществ в ночное время.

Arabidopsis THALIANA: модельное растение для научных экспериментов

Обнаружив биологический пример сложных арифметических расчетов, исследователи из расположенного в Норидже, Великобритания независимого международного Центра Джона Иннеса (John Innes Centre) были поражены. Как следует из опубликованного в журнале e-Life научного отчета, математические модели показывают, что количество крахмала, потребляемого растениями каждой ночью, рассчитывается ими исходя из наличия запаса. Возможно, подобные механизмы могут использовать птицы, рачительно расходуя жир во время миграций. Свои способности в ходе экспериментов ученым демонстрировал скромный сорняк, родственник горчицы и капусты Arabidopsis или резушка. Растение-космонавт, рекордсмен Книги Гиннесса известно тем, что в 1982 году впервые зацвело на космической станции Салют-7 и дало жизнеспособные семена, пророщенные на Земле спустя 10 лет. Как известно, ночью, когда нет солнечно света, растения потребляют запасенные ими углеводы, регулируя потребление таким образом, чтобы протянуть до рассвета. Эксперименты ученых из Центра Джона Иннеса показывают, что для точной корректировки потребления крахмала растения должны выполнять арифметическое действие — деление.

«Они в самом деле используют математику простым химическим способом, что удивительно», — рассказала руководитель исследования профессор Элисон Смит (Alison Smith). «Это действие из программы начальной школы, но все же они используют математику».

Чтобы определить, каким образом осуществляют расчеты растения, ученые применили методы математического моделирования. В течение ночи некий механизм растения контролирует запас крахмала. Информация о времени поступает от внутренних биологических часов, наподобие тех, что есть у человека.

По мнению исследователей, процесс связан с концентрацией двух видов молекул, названных S для крахмала и T для времени. Если S-молекулы стимулируют расход крахмала, то Т-молекулы, напротив, препятствуют этому. Таким образом, скорость процесса расходования питательного вещества задается соотношением молекул S и T, или S деленное на T.

«Это первый конкретный пример таких сложных арифметических подсчетов в биологии», — считает профессор математики Мартин Говард (Martin Howard) из Центра Джона Иннеса.

Ученые предполагают, что аналогичные механизмы могут использоваться животными, например птицами для контроля жировых запасов в ходе миграций или вынужденного бездействия во время высиживания яиц.

Комментируя исследование коллег, доктор Ричард Баггс (Richard Buggs) из лондонского Университета Королевы Марии (Queen Mary University of London) сказал: «Это не является доказательством наличия интеллекта у растений.

Просто растения обладают механизмом для автоматического регулирования интенсивности потребления углеводов ночью. Растения не способны выполнять математические действия добровольно и с определенной целью, как это делаем мы».

По материалам BBC

Источник: https://scisne.net/a-1392

Растения занимаются арифметикой — ученые

BBC Україна на русском, 23 июня 2013, 14:21

Британские ученые говорят, что были поражены, когда обнаружили в биологии примеры сложных арифметических вычислений.

Математические модели свидетельствуют о том, что количество крахмала, потребленного за ночь, рассчитывается с помощью операций деления с вовлечением в процесс химических веществ, имеющихся в листьях, сообщает команда Центра Джона Иннеса в журнале e-Life.

Птицы, возможно, используют схожие механизмы для контроля за уровнем жиров при миграции.

Ученые изучали цветочное растение Arabidopsis, которое часто служит объектом опытов над флорой.

«Математика младших классов»

Ночью, когда растение не может использовать энергию солнца, чтобы превращать диоксид углерода в сахар и крахмал, оно может регулировать свои запасы крахмала, чтобы не израсходовать их раньше, чем наступит рассвет.

Опыты ученых из Центра Джона Иннеса в Норвиче показали, что для того, чтобы так точно рассчитать потребление крахмала, растению необходимо выполнять математические расчеты, а именно арифметическое деление.

«Они фактически занимаются математикой на свой простой, химический лад, и это невероятно, это поразило нас как ученых», — рассказал BBC News руководитель исследования, профессор Алисон Смит.

«Это математика младших классов, но они действительно производят расчеты», — добавил он.

Чтобы выяснить, как внутри растения может происходить деление, ученые применили математическое моделирование.

Ночью механизмы в листьях измеряют уровень запасов крахмала. Информация о времени поступает с внутренних часов, похожих на те, которые действуют в человеческом организме.

«Сложные расчеты»

Исследователи предполагают, что процесс происходит с привлечением концентрации двух типов молекул: «S» для крахмала и «T» — для времени.

Если молекулы S стимулируют деление крахмала, а молекулы T, наоборот, сдерживают это действие, то уровень потребления крахмала измеряется отношением числа молекул S к молекулам T. Другими словами, S делится на T.

«В биологии это первый четкий пример таких сложных математических расчетов», — сказал автор математических моделей, профессор Мартин Ховарт из Центра Джона Иннеса.

Ученые предполагают, что подобные механизмы могут работать и в телах животных, в частности птиц, которым нужно контролировать уровень жиров во время перелетов на дальние расстояния. Похожая способность им может пригодиться и при высиживании яиц.

Доктор Ричард Багз из Университета Лондона сказал, комментируя исследования: «Это открытие не свидетельствует об интеллекте у растений. Это только показывает, что растения, возможно, имеют механизмы, которые позволяют автоматически регулировать скорость сжигания углеводов ночью. Растения не занимаются математикой добровольно и с конкретной задачей на уме, как это делаем мы».

Источник: ВВС Україна

Источник: https://korrespondent.net/tech/science/1573767-rasteniya-zanimayutsya-arifmetikoj-uchenye

Биологи утверждают, что растения производят сложные математические вычисления

Чтобы поддерживать свое состояние при недостатке света, растения вычисляют уравнения с дробями на протяжении ночи, чтобы вычислить свои запасы крахмала, до момента, пока не взойдет солнце.

Вычисляя количество крахмала, и деля его на количество часов, оставшихся до утра, они убеждаются, что не останутся без крахмала до наступления рассвета и могут даже подгонять свои вычисления на протяжении ночи.

Это открытие – первый пример природы сложной арифметики, которая вычисляется на базовом уровне, в противоположность работе клеток мозга, которые работают у животных или людей, утверждают ученые. Вычисления играют огромную роль в выживании растений, которые зависят от крахмала, производимого при помощи углекислоты и солнечного света на протяжении дня, чтобы давать им энергию ночью.

Если они обнаруживают себя без крахмала в ночное время, они очень быстро начинают голодать, что приводит к задержке развития и для растений требуется несколько часов, чтобы восстановится даже после наступления дня.

«Возможность делать арифметические вычисления, жизненно необходимы для роста и производительности растения», утверждает метаболический биолог, профессор Алисон Смит, который сделал это открытие.

«Вычисления очень точны, так как предотвращают голод, но также позволяют растениям наиболее эффективно использовать запасы еды. Если запас крахмала слишком быстро используется, растения начнут голодать и перестанут расти на протяжении ночи.

Если запас будет расходоваться слишком медленно, часть его пропадет».

Уже было ясно, что у растений имеется механизм который регулирует расход крахмала на протяжении ночи, однако ученые перед этим не имели понятия как он устроен.

Исследователи в Центре Джона Иннеса в Норвиче открыли скрытые возможности после изучения Arabidopsis – небольшого цветущего растения семейства горчичных.

Они обнаружили, что растения используют свой крахмал в стабильном темпе на протяжении ночи, и таким образом около 95 процентов их запасов используются до наступления рассвета следующего дня.

Когда исследователи поменяли световые условия, чтобы сделать наступление ночи неожиданно ранним или поздним, растения адаптировались, ускоряя или замедляя использование крахмала, чтобы убедиться, что запасов хватит до рассвета. Это показывает, что они произвели новые вычисления, основанные на их внутренних часах, которые знали количество времени, оставшееся до рассвета, объяснил профессор Смит.

Когда время нахождения растений под солнцем сократилось, что привело к тому, что им оставалось меньшее количество запаса крахмала, они потребляли его медленнее, демонстрируя, что уравнение также может измениться, основываясь на размере их запаса.

Читайте также:  Дальневосточный морской заповедник объекты охраны: животные и растения

Ученые даже пытались обмануть растения, подавая свет во время ночи, однако те всякий раз были способны отрегулировать потребление крахмала соответственно, демонстрируя то, что баланс был аккуратно вычислен на протяжении ночи.

Исследователи предположили, что информация про размер запасов крахмала в растениях должна быть основана на уровнях двух типов молекул, помеченных как «К» для крахмала и «В» для времени.

«Мы предположили, что существует молекула, называемая К, которая следит за уровнем крахмала в растении, и молекула, называемая В, которая отслеживает время до рассвета», объяснил профессор Смит.

«Чем ближе к рассвету, тем меньше остается молекул К и В».

Если молекула «К» предполагает расход крахмала, а «В» предотвращает его, тогда деление молекул «К» на «В» будет давать растению возможность использовать его запасы с постоянным темпом, и расходоваться до рассвета, объяснил он.

Профессор Мартин Ховард, который и предложил уравнение, говорит, что исследование дает «Первый надежный пример в биологии такого сложного арифметического вычисления» на фундаментальном биологическом уровне. Однако другие уравнения могут отвечать за другие натуральные феномены, когда для периодов без еды делаются запасы наперед, которые расходуются как раз за период поста.

Маленькие мигрирующие кулики добираются до своих арктических гнездовий, проходя расстояние в 5000 км.

, а жировые запасы к этому моменту настолько малы, что они не проживают еще 14 часов, как написано в журнале eLife.

Схожий пример – за четырехмесячный период, за который они откладывают яйца, у самцов королевского пингвина уровень жира достигает критической отметки как раз к тому моменту, когда их партнер должен возвратиться.

Источник: http://ziv.ru/ekologiya/biologi-utverzhdayut-chto-rasteniya-proizvodyat-slozhnyie-matematicheskie-vyichisleniya.html

Транспорт у растений

Транспорт у растений

Клетки обмениваются различными веществами с окружающей их средой в результате диффузии. Однако перенос веществ обычной диффузией на большие расстояния неэффективен; возникает необходимость в специализированных системах транспорта.

Такой перенос из одного места в другое осуществляется за счёт разности давлений в этих местах.

Все переносимые вещества движутся с одинаковой скоростью в отличие от диффузии, где каждое вещество движется со своей скоростью в зависимости от градиента концентрации.

У животных можно выделить четыре основных типа транспорта: пищеварительную, дыхательную, кровеносную и лимфатическую системы. Часть из них были описаны ранее, к другим мы перейдем в следующих параграфах.

У сосудистых растений передвижение веществ осуществляется по двум системам: ксилеме (вода и минеральные соли) и флоэме (органические вещества). Передвижение веществ по ксилеме направлено от корней к надземным частям растения; по флоэме питательные вещества движутся от листьев.

Одним из важнейших механизмов транспорта веществ в растении является осмос.

Осмос – это переход молекул растворителя (например, воды) из областей с более высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией через полупроницаемую мембрану. Этот процесс похож на обычную диффузию, но протекает быстрее.

Численно осмос характеризуется осмотическим давлением – давлением, которое нужно приложить, чтобы предотвратить осмотическое поступление воды в раствор.

В растениях роль таких полупроницаемых мембран играют плазматическая мембрана и тонопласт (мембрана, окружающая вакуоль).

Если клетка контактирует с гипертоническим раствором (то есть раствором, в котором концентрация воды меньше, чем в самой клетке), то вода начинает выходить из клетки наружу. Этот процесс называется плазмолизом. Клетка при этом сморщивается.

Плазмолиз обратим: если такую клетку поместить в гипотонический раствор (с более высоким содержанием воды), то вода начнёт поступать внутрь, и клетка снова набухнет. При этом внутренние части клетки (протопласт) оказывают давление на клеточную стенку.

У растительной клетки набухание останавливается жесткой клеточной стенкой. У животных клеток жёстких стенок нет, а плазматические мембраны слишком нежны; необходим особый механизм, регулирующий осмос.

Еще раз подчеркнём, что осмотическое давление – величина скорее потенциальная, чем реальная. Она становится реальной только в отдельных случаях – например, при её измерении. Также необходимо помнить, что вода движется в направлении от более низкого осмотического давления к более высокому.

1
Общее строение корня
2
При некоторых условиях корни растений могут принимать необычную форму

Основная масса воды поглощается молодыми зонами корней растений в области корневых волосков – трубчатых выростов эпидермиса. Благодаря им значительно увеличивается всасывающая воду поверхность. Вода поступает в корень за счёт осмоса и движется вверх к ксилеме по апопласту (по клеточным стенкам), симпласту (по цитоплазме и плазмодесмам), а также через вакуоли.

Надо заметить, что в клеточных стенках имеются полоски, называемые поясками Каспари. Они состоят из водонепроницаемого суберина и препятствуют продвижению воды и растворённых в ней веществ.

В этих местах вода вынуждена проходить через плазматические мембраны клеток; полагают, что таким образом растения защищаются от проникновения токсичных веществ, патогенных грибов и т. п.

3
Корневые волоски
4
Пояски Каспари

Подъём воды по ксилеме происходит, по-видимому, за счёт испарения воды в листьях. В процеcсе испарения в кроне образуется недостаток воды. Поверхностное натяжение в сосудах ксилемы способно тянуть вверх весь столб воды, создавая массовый поток.

Скорость подъёма воды составляет около 1 м/ч (до 8 м/ч в высоких деревьях); чтобы поднять воду к вершине высокого дерева, требуется давление порядка 40 атм.

Следует иметь в виду, что одни только капиллярные эффекты способны поднять воду на высоту не более 3 м.

5
Различные пути транспорта воды

Вторая важная сила, участвующая в подъёме воды, – это корневое давление. Оно составляет 1–2 атм (в исключительных случаях – до 8 атм). Этой величины, конечно, недостаточно, чтобы в одиночку обеспечить движение жидкости, но её вклад у многих растений несомненен.

6
Строение листа
7
Устьице (под электронным микроскопом)

Попадая по ксилеме в листья, вода и минеральные вещества распределяются через разветвлённую сеть проводящих пучков по клеткам. Движение по клеткам листа осуществляется, как и в корне, тремя способами: по апопласту, симпласту и вакуолям.

На свои нужды растение использует менее 1 % поглощаемой им воды, остальное в конце концов испаряется через восковый слой на поверхности листьев и стеблей – кутикулу (около 10 % воды) – и особые поры – устьица (90 % воды). Травянистые растения теряют в день около литра воды, а у больших деревьев эта цифра может доходить до сотен литров.

Испарение воды (транспирация) осуществляется за счёт энергии солнца. Проще всего транспирацию наблюдать, если накрыть растение в горшке колпаком; на внутренней поверхности колпака будут собираться капельки жидкости.

8
Под действием корневого давления вода выделяется через устьица листьев

На скорость испарения влияют многие факторы; как внешние условия (свет, температура, влажность, наличие ветра, доступность воды в почве), так и особенности строения листьев (площадь поверхности листа, толщина кутикулы, количество устьиц).

Ряд внешних факторов приводит к уменьшению диффузии воды из листьев, другие (например, отсутствие света или сильный ветер) вызывают замыкание устьиц (благодаря работе особых замыкающих клеток).

Растения засушливых регионов имеют специальные приспособления для уменьшения транспирации: погруженные глубоко в листья устьица, густое опушение из волосков или чешуек, толстый восковой налёт, превращение листьев в колючки или иглы и другие. Осенний листопад в умеренных широтах также призван уменьшить испарение воды, когда наступят холода.

9
Недостаток различных минеральных веществ на примере листьев томата. Слева направо: контрольный образец, растения, страдающие от недостатка меди, марганца, цинка, хлора

Из почвы растение получает не только воду, но и минеральные соли. Эти вещества движутся в корнях под действием диффузии. За счёт энергии дыхания возможен также их активный транспорт против градиента концентрации. Попадая в ксилему, минеральные вещества разносятся по всему организму с массовым током воды. Основным потребителем этих веществ являются растущие части растения.

Читайте также:  Сочинение: "конфликт поколений" в романе и.с. тургенева "отцы и дети"

Некоторые минеральные вещества, выполнив свою полезную функцию, могут перемещаться дальше вверх или вниз по флоэме. Это происходит, например, перед сбрасыванием листьев, когда накопленные листьями полезные вещества сохраняются, откладываясь в других частях растения.

У многоклеточных растений есть ещё одна транспортная система, предназначенная для распределения продуктов фотосинтеза, – флоэма. В отличие от ксилемы, органические вещества могут транспортироваться по флоэме и вверх, и вниз.

90 % переносимых веществ составляет сахароза, которая практически не участвует в метаболизме растения непосредственно и поэтому является идеальным углеводом для транспорта.

Скорость движения сахара обычно составляет 20–100 см/ч; за день по стволу большого дерева может пройти несколько килограммов сахара (в сухой массе).

Каким образом столь большие потоки питательных веществ могут протекать в тонких ситовидных трубках флоэмы (их диаметр не превышает 30 мкм), не совсем понятно. По-видимому, вещества по флоэме распространяются массовым током, а не диффузией. Возможными механизмами транспорта являются обычное давление или электроосмос.

10
Ситовидная трубка в разрезе

При повреждении флоэмы ситовидные трубки закупориваются в результате отложения каллозы на ситовидных пластинках. Безвозвратная утечка питательных веществ обычно прекращается уже через несколько минут после повреждения.

Источник: http://www.ebio.ru/org12.html

Признаки живых организмов (тест с выбором одного правильного ответа). Часть 1

 Старая растительная клетка отличается от молодой тем, что она

  1. содержит большую вакуоль
  2. заполнена цитоплазмой
  3. включает много хлоропластов
  4. имеет большую сеть канальцев

Комментарий: Молодые клетки растений, в отличие от старых, неспособных делиться, содержат много мелких вакуолей. Ядро молодой растительной клетки располагается в центре. В старой клетке обычно имеется одна большая вакуоль, а цитоплазма, в которой находится ядро, прилегает к клеточной оболочке.

 Растения отличаются от грибов наличием в клетке

  1. ядра
  2. хлоропластов
  3. митохондрий
  4. оболочки

Комментарий: Только у растений есть пластиды (хлоропаласты, лейкопласты, хромопласты)

 Полужидкая среда клетки, в которой расположено ядро, — это

  1. вакуоль
  2. цитоплазма
  3. лизосома
  4. эндоплазматическая сеть

Комментарий: Цитоплазма – внутренняя полужидкая среда клетки, в ней находятся ядро и органоиды. Цитоплазма способна к движению, связывает между собой все компоненты клетки, в цитоплазме происходят основные процессы обмена веществ.

 Обеспечивает передачу наследственной информации от материнской клетки к дочерней

  1. ЭПС
  2. комплекс Гольджи
  3. хромосома
  4. рибосома

Комментарий: Хромосомы – это основные структурные элементы клеточного ядра, являющиеся носителями генов, в которых закодирована наследственная информация. 

 Сущность метаболизма в организме состоит в

  1. снабжении его веществами и энергией
  2. осуществлении процесса деления
  3. активном перемещении в пространстве
  4. управлении процессами жизнедеятельности

Комментарий: Ассимиляция и диссимиляция, обмен веществ – это закономерный процесс превращения веществ и энергии в живых организмах, который направлен на их сохранение и самовоспроизведение.

Из внешней среды с пищей поступают в организм питательные вещества. Эти вещества подвергаются изменениям в организме, после чего часть из них превращается в вещества самого организма. В этом суть процесса ассимиляции.

Тесно взаимодействует с процессом ассимиляции процесс диссимиляции, который является обратным ему. Вещества живого организма с различной скоростью расщепляются. При этом выделяется энергия. Продукты распада, возникшие при разложении, выводятся из организма.

Их замещают ассимилированные соединения.

 Способность организмов передавать наследственную информацию объясняется таким их свойством, как

  1. изменчивость
  2. самовоспроизведение
  3. рост
  4. развитие

Комментарий: Самовоспроизведение – способность живого организма, его органа, ткани, клетки или клеточного органоида или включения к образованию себе подобного. Самовоспроизведение у живых организмов происходит за счет размножения. В результате размножения дочерний организм получает наследственную информацию от родителей.

 Общим признаком клеток всех существующих на Земле организмов является

  1. одинаковое количество хромосом
  2. обмен веществ и превращение энергии
  3. использование кислорода в дыхании
  4. наличие ядра

Комментарий: Обмен веществ – главный признак живого, характерный для всех царств живой природы. Не все организмы используют кислород для осуществления катаболизма, существуют анаэробные организмы, ну и не у всех имеется оформленное ядро, бактерии, например, – прокариоты.

 Животные, в отличие от растений,

  1. поглощают кислород, а выделяют углекислый газ
  2. состоят из клеток
  3. обладают способностью к росту и развитию
  4. питаются готовыми органическими веществами

Комментарий: Животные – гетеротрофные организмы, питаются готовыми органическими веществами.

 Как называют часть тела многоклеточного организма, имеющую определённую форму, строение и выполняющую одну или несколько функций?

  1. органоид
  2. клетка
  3. ткань
  4. орган

Комментарий: Орган – обособленная совокупность различных типов клеток и тканей, выполняющая определённую функцию в живом организме.

 Все прокариотические и эукариотические клетки имеют

  1. вакуоли
  2. плазматическую мембрану
  3. ядро
  4. митохондрии

Комментарий: Клеточная мембрана (также цитолемма, плазмалемма, или плазматическая мембрана) – эластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов.

Отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулирует обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки – компартменты или органеллы, в которых поддерживаются определённые условия среды.

 Какую функцию выполняют молекулы хлорофилла?

  1. поглощают кванты света
  2. транспортируют к клеткам углекислый газ
  3. транспортируют к клеткам кислород
  4. превращают энергию химических связей в тепловую

Комментарий: Хлорофилл – зеленый пигмент растений, с помощью которого они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез, т. е. превращают солнечную энергию в энергию химических связей органических соединений.

 Какой орган человека в своём строении не содержит гладкую мышечную ткань?

  1. аорта
  2. желудок
  3. сердце
  4. пищевод

Комментарий: Миокард сердца выполнен поперечнополосатой сердечной мышечной тканью.

 Какая ткань не участвует в образовании органов человека?

  1. жировая
  2. плотная волокнистая
  3. проводящая
  4. хрящевая

Комментарий: Проводящая ткань – это растительная ткань.

 Какая ткань не участвует в образовании органов человека?

  1. жировая
  2. эпителиальная
  3. образовательная
  4. хрящевая

Комментарий: Образовательная ткань – это растительная ткань.

 Какую функцию выполняет в клетке цитоплазма?

  1. обеспечивает синтез белка
  2. регулирует процесс деления
  3. является внутренней средой
  4. ускоряет процессы жизнедеятельности

Комментарий: Цитоплазма – полужидкое содержимое клетки, внутренняя среда живой или умершей клетки, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной.

 В состав молекулы белка входят

  1. глюкоза и крахмал
  2. глицерин и жирные кислоты
  3. нуклеотиды
  4. аминокислоты

Комментарий: Белки – высокомолекулярные органические вещества, состоящие из аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью.

 Какую функцию выполняют молекулы хлорофилла?

  1. излучают кванты света
  2. транспортируют к клеткам углекислый газ
  3. транспортируют к клеткам кислород
  4. участвуют в процессе фотосинтеза

Комментарий: Хлорофилл – зеленый пигмент растений, с помощью которого они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез, т. е. превращают солнечную энергию в энергию химических связей органических соединений.

 Химические соединения клеток прокариот и эукариот, в которых хранится наследственная информация, – это

  1. белки
  2. липиды
  3. витамины
  4. нуклеиновые кислоты

Комментарий: Нуклеиновые кислоты – фосфорсодержащие биополимеры живых организмов, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации.

 В состав клеточной оболочки грибов, в отличие от оболочки растений, входит

  1. клейковина
  2. крахмал
  3. хитин
  4. целлюлоза

Комментарий: В состав оболочки клетки гриба входит хитин, оболочка многих растительных клеток состоит из целлюлозы.

 Где синтезируются белки клетки?

  1. на клеточных мембранах
  2. в ядре
  3. в лизосомах
  4. на рибосомах

Комментарий: Рибосома – важнейший немембранный органоид живой клетки, служащий для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК (мРНК).

 Прокариоты – это организмы,

  1. которые не имеют клеточного строения
  2. состоящие из одинаковых клеток, не образующих тканей
  3. состоящие из разных клеток, содержащих одно или несколько ядер
  4. клетки которых не имеют оформленного ядра

Комментарий: Прокариоты – организмы, клетки которых не имеют оформленного, ограниченного мембраной ядра («прокариоты» буквально означает «доядерные»).

Читайте также:  Сочинения на тему зима

 Какая ткань выполняет в организме человека защитную и секреторную функции?

  1. поперечнополосатая мышечная
  2. гладкая мышечная
  3. эпителиальная
  4. соединительная

Комментарий: Эпителий или эпителиальная ткань – слой клеток, выстилающий поверхность полостей тела, а также слизистые оболочки внутренних органов, пищевого тракта, дыхательной системы, мочеполовые пути (защитная функция и др.). Кроме того, образует большинство желёз организма (секреторная функция).

 Органоид, на котором находятся рибосомы, – это

  1. хлоропласт
  2. клеточная мембрана
  3. аппарат Гольджи
  4. эндоплазматическая сеть

Комментарий: В эукариотических клетках рибосомы располагаются на мембранах эндоплазматической сети, хотя могут быть локализованы и в неприкреплённой форме в цитоплазме.

Источник: http://lppbio.ucoz.ru/publ/spravochnik/spravochnyj_material/priznaki_zhivykh_organizmov_test_s_vyborom_odnogo_pravilnogo_otveta_chast_1/23-1-0-55

Растения умеют считать — сенсационное открытие британских ученых. — Сайт о растениях

Не так давно в журнале e-Life  были опубликованы результаты исследования, проводившегося в Норидже (Великобритания) в независимом международном Центре Джона Иннса (John Innes Centre). В них сообщается о способностях растений совершать простые математические действия, а именно — деление.

Известно, что под воздействием солнца в результате фотосинтеза растения преобразуют углекислый газ и воду в крахмал и сахар, за счет которых успешно питаются и развиваются. Но какую-то часть суток (ночью) растения проводят в отсутствии солнца в полной темноте. Как же им удается пережить темное время суток, продолжая при этом расти, цвести, образовывать плоды, не испытывая чувства голода?

На примере обычного сорняка резуховидка (или резушка, или Arabidopsis, принадлежит к семейству капустные), ученые доказали, что растения в дневное время запасают на ночь необходимое количество крахмала и расходуют его ночью с определенной скоростью, определенными порциями,  именно в том количестве, чтобы не быть «голодными» до утра и, чтобы при этом не оставалось его излишков. Определить это помогла математическая компьютерная модель, созданная для резуховидки Мартином Говардом (Martin Howard) и его командой.

Исследователи были удивлены тем, что количество запасаемого крахмала, деление его на порции и расход делаются именно в соответствии с текущей долготой дня и ночи, временем их наступления, учитывая и светлые периоды ночи.

  Эти запасы никогда не бывают лишними или в дефиците, так как растения корректируют не только количество запасаемого вещества, но и скорость его потребления. Расчеты растений поражают своей точностью.

К рассвету в листьях растений остается не более 5 % запасенного крахмала.

Ученые определили, что расчеты растения проводят на молекулярном уровне, и это надежно защищает их от голода. Предположительно информация о запасах крахмала (содержится в молекулах S) и остатке времени (информацию содержат молекулы T) складываются в формулу скорости потребления крахмала ночью S:Т.

Соавтор исследования эксперт в области метаболизма биолог Элисон Смит (Alison Smith) считает, что математические способности растениям жизненно необходимы, а знания о них помогут человечеству повысить урожайность культур, не применяя пестициды, а также развивать различные области ботаники.

В то же время математические способности растений не свидетельствует об их интеллекте, так как вычисления растения делают не осознанно.

Математическое действие «деление» растения проводят, благодаря механизму для автоматического регулирования интенсивности потребления углеводов ночью — так прокомментировал исследование математик доктор Ричард Баггс (Richard Buggs) из лондонского Университета Королевы Марии (Queen Mary University of London).

Вернуться в раздел НОВОСТИ

Источник: http://www.pro-rasteniya.ru/novosti/rasteniya-umeiut-schitat-sensatsionnoe-otkritie-britanskich-uchenich

Неорганические вещества и их роль в клетке

Вода. Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, важнейшим является вода. Количество ее составляет от 60 до 95% общей массы клетки. Вода играет важнейшую роль в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того что она входит в их состав, для многих организмов это еще и среда обитания.

Роль воды в клетке определяется ее уникальными химическими и физическими свойствами, связанными главным образом с малыми размерами молекул, с полярностью ее молекул и с их способностью образовывать друг с другом водородные связи.

Вода как компонент биологических систем выполняет следующие важнейшие функции:

  1. Вода—универсальный растворитель для полярных веществ, например солей, Сахаров, спиртов, кислот и др. Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными. Когда вещество переходит в раствор, его молекулы или ионы получают возможность двигаться более свободно; соответственно возрастает реакционная способность вещества. Именно по этой причине большая часть химических реакций в клетке протекает в водных растворах. Ее молекулы участвуют во многих химических реакциях, например при образовании или гидролизе полимеров. В процессе фотосинтеза вода является донором электронов, источником ионов водорода и свободного кислорода.
  2. Неполярные вещества вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными. Гидрофобные молекулы или их части отталкиваются водой, а в ее присутствии притягиваются друг к другу. Такие взаимодействия играют важную роль в обеспечении стабильности мембран, а также многих белковых молекул, нуклеинов вых кислот и ряда субклеточных структур.
  3. Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Для разрыва водородных связей, удерживающих молекулы воды, требуется поглотить большое количество энергии. Это свойство обеспечивает поддержание теплового баланса организма при значительных перепадах температуры в окружающей среде. Кроме того, вода отличается высокой теплопроводностью, что позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме.
  4. Вода характеризуется высокой теплотой парообразования, т. е. способностью молекул уносить с собой значительное количество тепла при одновременном охлаждении организма. Благодаря этому свойству воды, проявляющемуся при потоотделении у млекопитающих, тепловой одышке у крокодилов и других животных, транспирации у растений, предотвращается их перегрев.
  5. Для воды характерно исключительно высокое поверхностное натяжение. Это свойство имеет очень важное значение для адсорбционных процессов, для передвижения растворов по тканям (кровообращение, восходящий и нисходящий токи в растениях). Многим мелким организмам поверхностное натяжение позволяет удерживаться на воде или скользить по ее поверхности.
  6. Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма.
  7. У растений вода определяет тургор клеток, а у некоторых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглокожие).
  8. Вода — составная часть смазывающих жидкостей (синовиальной — в суставах позвоночных, плевральной — в плевральной полости, перикардиальной — в околосердечной сумке) и слизей (облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав слюны, желчи, слез, спермы и др.

Минеральные соли. Неорганические вещества в клетке, кроме воды, прецспавлевы минеральными солями. Молекулы солей в водном растворе распадаются на катионы и анионы. Наибольшее значение имеют катионы (К+, Na+, Са2+, Mg:+, NH4+) и анионы (С1 , Н2Р04 -, НР042- , НС03 -, NO32—, SO4 2- ) Существенным является не только содержание, но и соотношение ионов в клетке.

Разность между количеством катионов и анионов на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе возникновения нервного и мышечного возбуждения. Разностью концентрации ионов по разные стороны мембраны обусловлен активный перенос веществ через мембрану, а также преобразование энергии.

Анионы фосфорной кислоты создают фосфатную буферную систему, поддерживающую рН внутриклеточной среды организма на уровне 6,9.

Угольная кислота и ее анионы формируют бикарбонатную буферную систему, поддерживающую рН внеклеточной среды (плазма крови) на уровне 7,4.

Некоторые ионы участвуют в активации ферментов, создании осмотического давления в клетке, в процессах мышечного сокращения, свертывании крови и др.

Ряд катионов и анионов необходим дпясинтеза важных органических веществ (например, фосфолипидов, АТФ, нуклеоти-дов, гемоглобина, гемоцианина, хлорофилла и др.), а также аминокислот, являясь источниками атомов азота и серы.

Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов «Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы»

Возможно вам будет интересно:

Источник: http://sbio.info/materials/obbiology/obbkletka/7

Ссылка на основную публикацию