Кислород в живой природе. Кислород: интересные факты Примеры работ IV этапа

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

анаэробный дыхание органический субстрат

Введение

2. Кислород в воздухе

3. Анаэробные организмы

4. Анаэробное дыхание

Заключение

Введение

В процессе обмена веществ для большинства представителей животного мира значительную роль играет кислород. Он участвует в дыхании. Дыхание является одним из основных процессов обмена веществ живого организма. Для жизнедеятельности организмов, т. е. для их развития, размножения и роста, а также для синтеза различных органических соединений, входящих в состав клетки, необходимо много энергии. Организмы удовлетворяют свою потребность в энергии благодаря процессам дыхания.

Дыхание - это физиологический процесс, обеспечивающий нормальное течение метаболизма (обмена веществ и энергии) живых организмов и способствующий поддержанию гомеостаза (постоянства внутренней среды), получая из окружающей среды кислород (О2) и отводя в окружающую среду в газообразном состоянии некоторую часть продуктов метаболизма организма (СО2, H2O и другие).

При дыхании происходят процессы окисления и восстановления: окисление - отдача донорами (молекулами или атомами) водорода или электронов; восстановление присоединение водорода или электронов к акцептору. Акцептором водорода или электронов может быть молекулярный кислород. По способу дыхания организмы делятся на 2 группы: анаэробы, могут обходиться без кислорода, и аэробы, не могут обойтись без кислорода.

1. Роль кислорода в жизни живых организмов

В процессе обмена веществ для большинства представителей животного мира значительную роль играет кислород. Он участвует в дыхании -- цепочке химических реакций, по характеру своему напоминающих горение. Высокомолекулярные энергоемкие соединения, например углеводы, под воздействием кислорода переходят в низкомолекулярные, бедные энергией -- такие, как двуокись углерода и вода. При этом часть энергии высвобождается. Процесс дыхания по начальным и конечным его продуктам можно представить формулой C 6 H 12 O 6 +6O 2 > 6CO 2 +6H 2 O+674 ккал, при этом на окисление 180 г (1 моль = грамм-молекула) глюкозы требуется 192 г кислорода, расходующегося затем на образование 264 г углекислого газа и 108 г воды.

Таким образом, при дыхании кислород постепенно перерабатывается в другой газ -- углекислый. Только тогда, когда возможен процесс, высвобождающий энергию, организм может удовлетворять свою потребность в кислороде и освобождаться от двуокиси углерода. Постоянный газовый обмен со средой имеет для животных первостепенное значение, так как создание запасов кислорода в организме невозможно. Если окружающая среда бедна кислородом, наступает сначала одышка, удушье, а затем и смерть. Все живые существа в природе, за исключением немногих микроорганизмов, при дыхании потребляют кислород. Дыхание -- одна из основных функций живого организма. Оно основано на поглощении кислорода из окружающей среды и возвращении в нее углекислого газа. У небольших животных организмов, например дождевых червей, у которых отношение поверхности тела к их объему достаточно велико, дыхание совершается через покровы. Обязательным условием этого простейшего вида дыхания является постоянная влажность кожи. Кислород воздуха, растворяясь в жидкости, смачивающей кожу, проникает в организм путем диффузии. У животных организмов с более энергичной жизнедеятельностью газовый обмен с внешней средой совершается через специальные органы дыхания. У большинства насекомых таким органом служат трахеи -- система тонких трубок-капилляров, выходящих на поверхность кожи парными отверстиями -- дыхальцами. Внутри эти трубки разветвляются, проникая во все части тела. При дыхании насекомого создается как бы всасывание и выталкивание газов из трахей, что обеспечивает постоянный приток кислорода в организм. Дыхание у рыб осуществляется при помощи жабер, обладающих сильно развитой поверхностью. Жабры состоят из выростов, густо оплетенных кровеносными сосудами. Снаружи жабры защищены жаберными крышками. Рыбы всасывают воду через ротовое отверстие и, омывая жабры, выталкивают ее наружу из-под жаберных крышек. Растворенный в воде кислород диффузией проникает через тонкие пленки выростов жабер и, поглощаясь кровью, разносится по всему организму. Происходит окисление клеток. Образующийся углекислый газ захватывается кровью и через жабры уходит в воду. Потребление кислорода человеком и большинством животных на земле происходит через легкие и частично через кожу. Человек начинает потреблять кислород с первого момента своего появления на свет. Первый вдох у новорожденного обычно происходит самопроизвольно, но иногда его приходится вызывать искусственно. Шлепком по телу младенца вызывают соответствующее раздражение дыхательных органов, которые после первого вдоха не прекращают своей работы до конца жизни.

Поглощение кислорода.

У мелких животных клетки, предназначенные для поглощения кислорода, находятся почти на поверхности тела, и газовый обмен происходит через кожу. Для животных больших размеров такой способ дыхания становится недостаточным. Тогда «газообменные поверхности» сменяются специальными органами дыхания. Наземные животные имеют сложные дыхательные системы, в которых огромные площади предназначены для обмена кислорода и углекислого газа, -- это, например, трахеи, по которым у насекомых воздух поступает к местам его поглощения в тканях. Многие наземные животные имеют развитые легкие с особыми многочисленными пузырьками, благодаря которым общая поверхность легких во много раз превышает поверхность тела животного. То же самое мы видим и в жабрах, органах дыхания животных, обитающих в воде. Здесь дыхательная поверхность увеличивается за счет особых пластинок, которые омывает вода. Транспортировку газа к местам его потребления в тканях и обратно к органам дыхания осуществляет кровеносная система.

Транспортировка кислорода.

Кровь взрослого организма содержит около литра кислорода, связанного в красных кровяных тельцах -- гемоглобине. С помощью гемоглобина кислород поступает в ткани, где он усваивается. Высвобождение кислорода происходит тогда, когда его концентрация в среде становится недостаточной. Так содержание кислорода в тканях поддерживается кровью. Кровь, обедненная кислородом, возвращается к органам дыхания, где в условиях низкого парциального давления атмосферного кислорода в ней происходит окисление гемоглобина. Обмен углекислого газа происходит приблизительно так же, только двуокись углерода содержится в основном в плазме крови и в меньшей степени в красных кровяных тельцах в виде гидрокарбоната натрия или калия. Таким образом, обменные свойства гемоглобина заключаются не только в регулировании содержания кислорода, но и в поддержании соответствующих концентраций углекислого газа. Это означает, что повышение содержания двуокиси углерода в воздухе или в воде должно сопровождаться соответствующим повышением концентрации кислорода, так как между обоими газами должно сохраняться определенное равновесие.

2. Кислород в воздухе

Наземные животные поглощают кислород из воздуха и в воздух же выделяют углекислый газ. В среднем в воздухе содержится 21% (по объему) кислорода -- это намного больше, чем в воде, где его не более 1% (по объему). Данные цифры позволяют предположить, что различное содержание кислорода в этих двух средах имеет экологические последствия. Благодаря движению воздушных масс происходит постоянное перемешивание воздуха, и содержание кислорода и углекислого газа обычно выравнивается. Снижение концентрации кислорода на больших высотах происходит параллельно со снижением давления воздуха. В высокогорных областях содержание кислорода в воздухе служит границей распространения многих видов животных. Людям, поднимающимся высоко в горы, необходимо поддерживать нужное количество кислорода при помощи специальных устройств -- кислородных аппаратов.

На низких и средних высотах может также наблюдаться непродолжительное изменение соотношения кислорода и углекислого газа в воздухе. Например, в не потерявших листву лесах в безветренные ночи содержание двуокиси углерода может возрасти даже в десять раз, что происходит за счет процесса дыхания. Но на областях распространения животных это не сказывается, так как потом за счет дневного фотосинтеза все снова приходит в норму. Доказано, что в распространении видов животных, обитающих на поверхности суши, кислород не играет решающей роли. Но приходится сомневаться, всегда ли так будет. Данные о загрязнении воздушного пространства в промышленных центрах привели к необходимости интенсивного исследования газов окружающей среды. Стало известно, что содержание углекислого газа, составляющее обычно только 0,03% (по объему), может возрасти в безветренные дни над большими городами в десятки раз. Эта двуокись углерода является одним из выделяющихся в большом количестве конечных продуктов сгорания угля и нефти. Количество двуокиси углерода в пространстве распределяется при этом так: 36% приходится на области ассимиляции и на заселенные животными пространства, 14 -- на океаны и около 50% содержится в атмосфере, где количество углекислого газа наиболее постоянно.

В наш век содержание двуокиси углерода в атмосфере возросло на 15%, и если ее увеличение будет происходить и дальше такими же темпами, то можно ожидать, что к 2000 году количество углекислого газа в атмосфере удвоится. Можно себе представить, что означают эти процессы в поглощении кислорода. Так, при сгорании 100 л бензина расходуется количество кислорода, достаточное для дыхания одного человека в течение года. По последним данным, один гектар соснового леса дает в год около 30 т кислорода -- столько, сколько требуется в год для дыхания девятнадцати человек. Гектар лиственного леса выделяет около 16, а гектар сельскохозяйственных угодий -- от 3 до 10 т кислорода в год. К 1980 году потеря лесных угодий в Федеративной Республике Германии составила 500 тыс. гектаров, в то время как кислород в ней потребляли дополнительно свыше десяти миллионов человек. Соотношение между углекислым газом и кислородом в атмосфере значительно изменено, и мы уже стоим на пороге, выводящем нас за пределы тех условий, в которых возможно существование человека.

3. Анаэробные организмы

Анаэробы -- организмы, получающие энергию при отсутствии доступа кислорода путем субстратного фосфорилирования, конечные продукты неполного окисления субстрата при этом могут быть окислены с получением большего количества энергии в виде АТФ в присутствии конечного акцептора протонов организмами, осуществляющими окислительное фосфорилирование.

Анаэробы -- это обширная группа организмов, как микро-, так и макроуровня:

* Анаэробные микроорганизмы -- обширная группа прокариотов и некоторые простейшие.

* Микроорганизмы -- грибы, водоросли и растения и некоторые животные.

Помимо этого анаэробное окисление глюкозы играет важную роль в работе поперечно-полосатой мускулатуре животных и человека (особенно в состоянии тканевой гипоксии).

Термин «анаэробы» ввел Луи Пастер, открывший в 1861 году бактерии маслянокислого брожения. Анаэробное дыхание -- совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов при использовании в качестве конечного акцептора протонов не кислорода, а других веществ (например, нитратов) и относится к процессам энергетического обмена (катаболизм, диссимиляция), которые характеризуются окислением углеводов, липидов и аминокислот до низкомолекулярных соединений.

Классификация анаэробов:

Согласно устоявшейся в микробиологии классификации, различают:

* Факультативные анаэробы.

* Капнеистические анаэробы и микроаэрофилы.

* Аэротолерантные анаэробы.

* Умеренно-строгие анаэробы.

* Облигатные анаэробы.

Если организм способен переключаться с одного метаболического пути на другой (например, с анаэробного дыхания на аэробное и обратно), то его условно относят к факультативным анаэробам. До 1991 года в микробиологии выделяли класс капнеистических анаэробов, требовавших пониженной концентрации кислорода и повышенной концентрации углекислоты (Бруцеллы бычьего типа -- B. abortus).

Умеренно-строгий анаэробный организм выживает в среде с молекулярным O2, однако не размножается. Микроаэрофилы способны выживать и размножаться в среде с низким парциальным давлением O2. Если организм не способен «переключиться» с анаэробного типа дыхания на аэробный, но не гибнет в присутствии молекулярного кислорода, то он относится к группе аэротолерантных анаэробов. Например, молочнокислые и многие маслянокислые бактерии.

Облигатные анаэробы в присутствии молекулярного кислорода O2 гибнут -- например, представители рода бактерий и архей: Bacteroides, Fusobacterium, Butyrivibrio,Methanobacterium). Такие анаэробы постоянно живут в лишенной кислорода среде. К облигатным анаэробам относятся некоторые бактерии, дрожжи, жгутиковые и инфузории.

Биохимический процесс окисления органических субстратов или молекулярного водорода с использованием в дыхательной ЭТЦ в качестве конечного акцептора электронов вместо O2других окислителей неорганической или органической природы. Как и в случае аэробного дыхания, выделяющаяся в ходе реакции свободная энергия запасается в виде трансмембранного протонного потенциала, использующегося АТФ-синтазой для синтеза АТФ.

Осуществляется прокариотами (в редких случаях -- и эукариотами) в анаэробных условиях. При этомфакультативные анаэробы используют акцепторы электронов с высоким окислительно-восстановительным потенциалом (NO3?, NO2?, Fe3+, фумарат, диметилсульфоксид и т. д.), у них это дыхание конкурирует сэнергетически более выгодным аэробным и подавляется кислородом. Акцепторы с низким окислительно-восстановительным потенциалом (сера, SO42?, CO2) применяются только строгими анаэробами, гибнущими при появлении в среде кислорода. В корневых системах многих растений при гипоксии и аноксии, вызванных затоплением посевов в результате длительных дождей или весенних паводков, развивается анаэробное дыхание с использованием в качестве акцепторов электронов альтернативных кислороду соединений, например нитратов. Установлено, что растения, произрастающие на полях, удобренных нитратными соединениями, переносят переувлажнение почвы и сопутствующую ему гипоксию лучше, нежели такие же растения без нитратной подкормки.

Механизмы окисления органических субстратов при анаэробном дыхании, как правило, аналогичны механизмам окисления при аэробном дыхании. Исключением является использование в качестве исходного субстрата ароматических соединений. Обычные пути их катаболизма требуют молекулярного кислорода уже на первых стадиях, в анаэробных условиях осуществляются иные процессы, например, восстановительная деароматизация бензоил-КоА у Thauera aromatica с затратой энергии АТФ. Некоторые субстраты (например, лигнин) при анаэробном дыхании не могут использоваться.

Аэробы -- микробы, хорошо развивающиеся лишь при свободном доступе кислорода и растущие, как правило, на поверхности питательных сред. Среди аэробов различают также микроаэрофилы, нуждающиеся лишь в небольшом количестве кислорода, и факультативные аэробы, которые могут расти и без доступа воздуха.

Аэробы [от греч. aer -- воздух и b(ios) -- жизнь] -- организмы, обладающие аэробным типом дыхания, то есть способностью жить и развиваться только при наличии в воздухе свободного кислорода. Аэробы используют в качестве источника для жизнедеятельности клеток энергию, высвобождающуюся при окислении органических соединений до CO2 и H2O в присутствии молекулярного кислорода. К аэробам относятся все высшие организмы (животные и растения), а также большая группа микроорганизмов.

По отношению аэробов к кислороду их делят на облигатные (безусловные), или аэрофилы, которые не могут развиваться в отсутствии свободного кислорода, и факультативные (условные), способные развиваться при пониженном содержании кислорода в окружающей среде. Группа облигатных А. включает ряд микроорганизмов-сапрофитов, обитающих в почве, водоемах и воздухе и принимающих активное участие в круговороте веществ в природе. Сюда относятся бактерии, дыхание которых осуществляется через непосредственное окисление метана (Вас. methanicus и др.), сероводорода (Sulfomonas denitrificans и др.), водорода (Вас. hydrogenes), азота (Nitrosomonas, Nitrobacter), железа (Ferri bacterium). Из патогенных микроорганизмов к облигатным аэробам относятся представители родов Bacillus, Bacterium, Bordetella, Brucella, Corynebacterium, Diplococcus, Pasteurella и др. Микобактерии туберкулеза, возбудители туляремии и холеры требуют для своего существования повышенного содержания кислорода. К факультативным А. принадлежат плесени, грибки, актиномицеты, а также патогенные бактерии из родов Salmonella, Shigella, Escherichia и др. Диапазон колебаний концентрации кислорода, при которой могут существовать А., очень широк: максимальное парциальное давление кислорода для некоторых А. составляет 15--20 атм., а минимальное --0,1--0,5 атм. А. могут довольствоваться относительно небольшим запасом кислорода и способны развиваться в довольно глубоких слоях почвы.

4. Анаэробное дыхание

Аэробное дыхание - процесс освобождения заключенной в органических веществах энергии для жизнедеятельности организма, при котором в качестве окислителя веществ используется свободный кислород воздуха или кислород, растворенный в воде. Аэробное дыхание ведут животные и растения, а также микроорганизмы.

Появление аэробного дыхания в процессе эволюции.

Кислородная среда является достаточно агрессивной по отношению к микроорганизму. Умеренно-строгий анаэробный организм выживает в среде с молекулярным O2, однако не размножается. Микроаэрофилы способны выживать и размножаться в среде с низким парциальным давлением O2. Если организм не способен «переключиться» с анаэробного типа дыхания на аэробный, но не гибнет в присутствии молекулярного кислорода, то он относится к группе аэротолерантных анаэробов. Например, молочнокислые и многие маслянокислые бактерии.

Облигатные анаэробы в присутствии молекулярного кислорода O2 гибнут - например, представители рода бактерий и архей: Bacteroides, Fusobacterium, Butyrivibrio, Methanobacterium). Такие анаэробы постоянно живут в лишенной кислорода среде.

Поэтому, когда среда всей планеты много миллионов лет тому назад стала накапливать в себе большое количество молекулярного кислорода, большинство микроорганизмов погибло. Только малая часть смогла приспособиться и начать использовать кислород для дыхания, что дало им большое преимущество. А анаэробы остались развиваться в почве и бескислородных средах.

Плюсы и минусы аэробного дыхания

Получение большего количества энергии, чем у облигатных анаэробов.

Окислительный стресс - процесс повреждения клетки в результате окисления.

Высокая устойчивость в окружающей среде

Все формы жизни сохраняют восстанавливающую среду внутри своих клеток. Клеточный «редокс-статус» поддерживается специализированными ферментами в результате постоянного притока энергии. Нарушение этого статуса вызывает повышенный уровень токсичных реактивных форм кислорода, таких как пероксиды и свободные радикалы. В результате действия реактивных форм кислорода такие важные компоненты клетки как липиды и ДНК окисляются.

Доступность молекулярного кислорода в окружающей среде

При отсутствии (избытке, недостатке) кислорода микроорганизм погибает

Микроаэрофильный организм -- микроорганизм, требующий, в отличие от строгих анаэробов, для своего роста присутствия кислорода в атмосфере или питательной среде, но в пониженных концентрациях по сравнению с содержанием кислорода в обычном воздухе или в нормальных тканях организма хозяина (в отличие от аэробов, для роста которых необходимо нормальное содержание кислорода в атмосфере или питательной среде). Многие микроаэрофилы так же являются капнофилами, то есть им требуется повышенная концентрация углекислого газа. В лаборатории такие организмы легко культивируются в «свечной банке». «Свечная банка» это ёмкость, в которую перед запечатыванием воздухонепроницаемой крышкой вносят горящую свечу. Пламя свечи будет гореть до тех пор, пока не потухнет от недостатка кислорода, в результате чего в банке образуется атмосфера, насыщенная диоксидом углерода, с пониженным содержанием кислорода.

Многие, но не все, микроаэрофильные бактерии плохо переносят нормальные или повышенные концентрации кислорода в атмосфере, а также проявляют чувствительность к антибактериальным препаратам, действие которых имитирует действие атомарного кислорода (повышение образования свободных радикалов), а именно книтроимидазолам, в частности метронидазолу, тинидазолу.

Метаболизм.

Распространено представление, что облигатные анаэробы погибают в присутствии кислорода из-за отсутствия ферментов супероксиддисмутазы и каталазы, которые перерабатывают смертельный супероксид, образующийся в их клетках при наличии кислорода. Хотя в некоторых случаях это действительно так, тем не менее, у некоторых облигатных анаэробов была обнаружена активность вышеупомянутых ферментов, а в их геномах были найдены гены, ответственные за эти ферменты и родственные белки. К таким облигатным анаэробам относятся, например, Clostridium butyricum и Methanosarcina barkeri. И всё же эти организмы неспособны существовать в присутствии кислорода.

Имеется несколько других гипотез, объясняющих, почему строгие анаэробы чувствительны к кислороду:

1. Разлагаясь, кислород увеличивает окислительно-восстановительный потенциал среды, а высокий потенциал, в свою очередь, подавляет рост некоторых анаэробов. Например, метаногены растут при окислительно-восстановительном потенциале менее -0,3 V.

2. Сульфид является неотъемлемой составляющей некоторых ферментов, а молекулярный кислород окисляет сульфид додисульфида и тем самым нарушает активность фермента.

3. Рост может подавляться отсутствием доступных для биосинтеза электронов, так как все электроны идут на восстановление кислорода.

Наиболее вероятно, что чувствительность строгих анаэробов к кислороду обусловлена этими факторами в совокупности.

Вместо кислорода облигатные анаэробы используют альтернативные акцепторы электронов для клеточного дыхания, как то: сульфаты, нитраты, железо, марганец, ртуть, угарный газ (CO). Например, сульфатредуцирующие бактерии, в большом количестве обитающие в придонных морских отложениях, обусловливают запах тухлых яиц в этих местах из-за выделения сероводорода. Энергия, выделяющаяся при таких дыхательных процессах, меньше, чем при кислородном дыхании, и вышеперечисленные альтернативные акцепторы электронов не дают равное количество энергии.

Заключение

Всем живым организмам на нашей земле присущ такой биологический процесс, как дыхание. Кислород является основной составляющей воздуха, который в свою очередь используется живыми организмами во время этого процесса. По способу дыхания живые организмы делятся на два вида:

Анаэробы;

Анаэробы в процессе своей жизнедеятельности могут обходиться без кислорода. Аэробы же наоборот, не могут обойтись без кислорода, они имеют к нему неограниченный доступ. Они могут жить и развиваться только при наличии в воздухе свободного кислорода.

Аэробное дыхание не является залогом успеха развития микроорганизма. У него есть свои недостатки: например, окислительный стресс; также для него требуется больше затрачивать энергию. Но, тем не менее, именно аэробное дыхание выиграло в процессе эволюции - практически все многоклеточные организмы являются аэробами, следовательно, аэробное дыхание - залог развития и преумножения жизни на Земле.

Список использованной литературы

1. Практикум по микробиологии. Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева; «Дрова», 2004.

2. Биология, 10 класс.

3. Ветеринарная экология. Д. Уразаев, В. Трухачев. «Колос», 2002.

4. Общая и ветеринарная экология. В.Н. Кисленко. «Колос», 2006.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

    Дыхание как основная форма диссимиляции у человека, животных, растений и многих микроорганизмов. Важность дыхания для живых организмов. С помощью чего дышат люди и рыбы. Степень поглощения кислорода из воды. Дыхание растений и процесс фотосинтеза.

    творческая работа , добавлен 30.04.2009

    Характеристика живых организмов и особенности их свойств. Использование кислорода в процессе дыхания и питания для роста, развития и жизнедеятельности. Размножение как свойство создавать себе подобных. Смерть организмов, прекращение жизненных процессов.

    презентация , добавлен 08.04.2011

    Дыхание как физиологический процесс, обеспечивающий нормальный метаболизм живых организмов. Особенности дыхания в измененных условиях. Влияние на процесс дыхания жаркого климата. Дыхание в условиях высокогорья и повышенного барометрического давления.

    презентация , добавлен 03.12.2015

    Цитология как раздел биологии, наука о клетках, структурных единицах всех живых организмов, предмет и методы ее изучения, история становления и развития. Этапы исследований клетки как элементарной единицы живого организма. Роль клетки в эволюции живого.

    контрольная работа , добавлен 13.08.2010

    Становление эволюционной теории, закономерности индивидуального развития организма. Эволюция живых организмов. Теория Ч.Дарвина - наследственность, изменчивость и естественный отбор. Видообразование. Роль генетики в современном эволюционном учении.

    реферат , добавлен 09.10.2008

    Основа организации и устойчивости биосферы, распределение и классификация живого вещества. Миграция живых организмов, постоянство их биомассы. Фотосинтез - основное звено биохимического круговорота в природе. Функции живого вещества в биосфере Земли.

    реферат , добавлен 25.11.2010

    Главная особенность организации живых материй. Процесс эволюции живых и неживых систем. Законы, лежащие в основе возникновения всех форм жизни по Дарвину. Молекулярно-генетический уровень живых организмов. Прогрессия размножения, естестенный отбор.

    реферат , добавлен 24.04.2015

    Клеточные и неклеточные формы живых организмов, их основные отличия. Животные и растительные ткани. Биоценоз - живые организмы, имеющие общее место обитания. Биосфера Земли и ее оболочки. Таксон - группа организмов, объединенных определенными признаками.

    презентация , добавлен 01.07.2011

    Теории возможности и вероятности возникновения жизни на Земле (креационизм, спонтанное и стационарное зарождение жизни, панспермия, биохимическая эволюция). Стадии образования органических молекул. Возникновение живых организмов, образование атмосферы.

    курсовая работа , добавлен 26.05.2013

    Изучение клеточной теории строения организмов, основного способа деления клеток, обмена веществ и преобразования энергии. Анализ признаков живых организмов, автотрофного и гетеротрофного питания. Исследование неорганических и органических веществ клетки.

02.03.2016

Формула кислорода известна из школьных учебников каждому человеку. Коротко можно сказать, что этот элемент представляет основу нашей жизни. Там, где воздух содержит мало кислорода, человеку грозят серьёзные испытания, вплоть до смерти.

  1. Ежедневное потребление кислорода организмом человека составляет около 40 кг.
  2. Для атмосферы Земли только половину кислорода вырабатывают деревья и все вместе взятые растения, остальную часть поставляют водоросли мирового океана, обладающие способностью к фотосинтезу.
  3. Недостаток кислорода в вагонах Тибетской китайской высокогорной железной дороги, единственной в мире, при подъёме на пятикилометровую высоту, используются специальные вагоны, обеспеченные подачей кислорода. Кроме того, каждый желающий пассажир может использовать персональную кислородную маску.
  4. Высокая окислительная способность кислорода позволяет использовать его для получения взрывчатых веществ. В горнодобывающей промышленности используют взрывчатое вещество, полученное пропиткой жидким кислородом обычных опилок.
  5. Все виды топлива способны к горению только в присутствии в окружающем воздухе кислорода.
  6. Поместив кислород в специальный реактор, обеспечив необходимое давление, можно превратить кислород в твердую субстанцию. Полученное вещество приобретает красную окраску, в нем проявляются свойства металла и сверхпроводника. Ученый осуществивший этот проект считает, что высокое давление настолько сближает молекулы, что они начинают образовывать пары, которые воспроизводят структуру кристалла..
  7. Мозг человека потребляет около 20% кислорода, находящегося в организме человека.
  8. Роговица глаза единственный орган человека, в который кислород поступает непосредственно из окружающего воздуха.
  9. Кислород поступает в человеческий организм из окружающего воздуха и с водой.
  10. Кислород растворим в воде и многие организмы, обитающие в ней, потребляют кислород в разных количествах. Так, например, постоянные обитатели водного пространства рек, озёр, морей и океанов, рабы, потребляют разное количество кислорода. Этим объясняется разнообразие пород в определенных водоёмах. Карась потребляет кислород в меньшем количестве, Карп более требователен к содержанию кислорода в воде, он живет в водоёмах, обеспеченных содержанием кислорода в количестве не менее 4 мг на один литр воды. Рыбы, живущие в горных реках, нуждаются в воде с большим содержанием кислорода.
  11. Используя электролиз можно получить кислород из таких химических соединений как хлораты и перхлораты. Этот способ применим на объектах, где невозможно хранение воды в больших количествах, например, на подводных лодках.
  12. Соединение трех атомов кислорода представляет озон, который образует особый слой в атмосфере, защищающий землю от вредного действия ультрафиолетовых солнечных лучей.
  13. Вещество, представляющее трехатомный кислород, для живых организмов очень опасно. Чистый озон имеет голубой цвет, Для жидкого озона характерна черная или темно-синяя окраска, твердому озону свойственен фиолетовый цвет.
  14. Кислород способен влиять на многие процессы в организме человека. В медицине широко используется лечебное действие кислорода при острых респираторных заболеваниях. Хороший эффект получен при использовании кислородных процедур больными пневмонией, эмфиземой.

Кислород необходим каждому живому существу на нашей планете. Полностью зависит от кислорода организм человека. Не обходится без кислорода тяжелая, химическая и нефтехимическая, легкая промышленность, медицина, сельское хозяйство и энергетика.

1. Внутренней средой организма человека являются кровь,... и... жидкость, обеспечивающая клетки необходимыми... 2. Лимфа – прозрачная жидкость,

в которой много..., защищающих организм от... микроорганизмов, циркулирует по... сосудам, в ней отсутствуют эритроциты и...

3. Кровь – жидкость красного цвета, состоящая из клеток:..., лейкоцитов и..., и межклеточного вещества – ..., кровь осуществляет транспорт веществ, нейтрализацию ядовитых веществ, терморегуляцию, защиту от...

4. Плазма крови на 90 % состоит из..., а также из... и... веществ, принимает участие в транспорте веществ и... крови.

5. Эритроциты – красные клетки крови, не имеющие..., двояковогнутой формы, содержат особый белок – ..., легко соединяющийся с кислородом.

6... и... бесцветны, различной формы, легко проникают сквозь стенки капилляров, способны уничтожать болезнетворных микроорганизмов за счет реакции..., образуются в красном костном мозге, селезенке и... узлах.

7. Кровяные пластинки... – мелкие безъядерные образования, образующиеся в... костном мозге, основная функция которых – ... крови.

8. Свертывание крови – защитная реакция организма, суть которой сводится к тому, что при поражении кровеносных сосудов разрушаются... и выделяется фермент, под действием которого растворимый белок плазмы... превращается в нерастворимый..., нити которого образуют..., который закрывает рану.

9. При попадании инфекции в организм человека лимфоциты вырабатывают..., особые белковые соединения, которые обезвреживают болезнетворные... и...

10... – это невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям, бывает..., который вырабатывается после перенесения заболевания или передается по наследству, и..., возникает в результате введения готовых... или..., культуры ослабленных микроорганизмов.

11. В 1901 году... открыл существование четырех... крови, отличающихся по наличию в эритроцитах и плазме... и...

12. При переливании крови от донора к... необходимо учитывать группу крови и..., при несоблюдении этих правил наблюдается... эритроцитов, приводящая к гибели человека.

1. К реакциям пластического обмена в организме человека относят процесс

1) транспорта питательных веществ по пищеварительному каналу
2) выделения сальными железами кожного сала
3) синтеза белков в клетках печени
4) фильтрации плазмы крови в нефроне
2. Установите уровневую организацию строения слухового анализатора чело-
века, начиная с его периферического отдела − уха. В ответ запишите соот-
ветствующую последовательность цифр.
1) рецепторные волосковые клетки
2) улитка
3) внутреннее ухо
4) перепончатый лабиринт
5) кортиев орган
3. Вставьте в текст «Процессы, происходящие в толстом кишечнике человека»
пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого
цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем
получившуюся последовательность цифр (по тексту) впишите в приведённую
ниже таблицу.
Процессы, происходящие в толстом кишечнике человека
В толстом кишечнике в кровь всасывается большое количество ________ (А).
Железы толстого кишечника вырабатывают много ________ (Б) и облегчают,
таким образом, продвижение и выведение непереваренных остатков пищи.
Бактерии толстого кишечника синтезируют некоторые ________ (В). Непере-
варенные остатки пищи попадают в ________ (Г) и удаляются из организма.
Перечень терминов
1) слизь
2) вода
3) глюкоза
4) фермент
5) витамин
6) прямая кишка
7) слепая кишка
8) поджелудочная железа
4. К реакциям энергетического обмена в организме человека относят процесс
1) синтеза белков в мышечных волокнах
2) переноса кровью питательных веществ по организму
3) окисления глюкозы в нейронах мозга
4) обратного всасывания первичной мочи в извитых канальцах почек
5. Почему врачи рекомендуют включать в рацион питания продукты, содержа-
щие йод?
1) йод влияет на изменение состава плазмы крови
2) йод нормализует деятельность щитовидной железы
3) йод предупреждает заболевание ангиной
4) йод способствует синтезу в организме витамина С
6. Во время тренировки спортсмена в первую очередь расходуются запасы
1) витаминов 2) белков 3) жиров 4) углеводов
7. Вред загара заключается в том, что
1) темнеет кожа
2) может возникнуть меланома
3) вырабатывается избыток витамина D
4) в расширяющиеся сосуды кожи оттекает большое количество крови
8. В каком отделе пищеварительного канала в основном происходит всасыва-
ние органических веществ пищи?
1) в ротовой полости 3) в толстом кишечнике
2) в желудке 4) в тонком кишечнике
9. Установите уровневую организацию строения зрительного анализатора чело-
века, начиная с его периферического отдела. В ответ запишите соответствую-
щую последовательность цифр.
1) глаз
2) сетчатка
3) глазное яблоко
4) колбочки
5) фоторецепторы

Отдел образования

Администрации Центрального района

Муниципальное бюджетное дошкольное образовательное учреждение

города Новосибирска «Центр развития ребенка –

детский сад № 000 «Дельфиненок»

Занятие по ознакомлению детей с окружающим миром в подготовительной к школе группе

Тема: « «ПУТЕШЕСТВИЕ ПРИНЦА КИСЛОРОДА»»

воспитатель

второй

Новосибирск

Информационная карта занятия МДОУ ЦРР д./с № 000 «Дельфиненок»

Воспитатель :

Дошкольная группа: подготовительная к школе

Дата проведения : .04.10.

Тип занятия: нетрадиционное

Цель: формировать у детей восприятие своего организма как самого ценного и удивительного творения природы.

Задачи:

1. Дидактическая:

· Формировать представление о работе отдельных органов и систем организма человека как единого механизма.

· Показать взаимосвязь дыхательной и кровеносной систем.

2. Коррекционная:

· Закрепить и обобщить знания о внутреннем строении носа, дыхательной системы человека.

· Закрепить комплексы дыхательной гимнастики.

3. Воспитательная:

· Побуждать интерес к изучению строения организма человека.

· Развивать воображение и фантазию.

Оборудование: Игра-атлас «Путешествие принца Кислорода», кукла принц Кислород, пять горшочков с порезанными морковью, луком, апельсином, 2 каркаса «замков» (проволочные), «Поющий мостик» ,различные шумовые и музыкальные инструменты, воздушные шары двух цветов (зеленые и красные) по количеству детей.

Формы организации деятельности:

· Фронтальное занятие с элементами соревнования

Структура занятия:

1. Вводная часть – появление принца Кислорода.

2. Дыхательная гимнастика «Воздушный шарик»

3. Чтение сказки «Путешествие принца Кислорода»

4. Дыхательная гимнастика

5. Игра «Нюхачи»

6. Эстафета «Кто быстрее построит воздушный замок»

7. Музыкальная распевка «Я иду наверх, я спускаюсь вниз»

8. Конкурс «Лучший музыкант».

Характеристика группы : Дети седьмого года жизни, развитие в соответствии с возрастом.

Предполагаемый результат : Выявить у детей умение доводить начатое дело до конца

Ход занятия

Воспитатель .

Ребята, отгадайте загадку.

Он вокруг нас незаметен,

Он невидим, невесом,

Хоть без запаха и цвета,

Но он каждому знаком

Без него пропала б жизнь

На планете нашей.

Кто ответит: без чего

Жить не сможет каждый?

Дети . Без воздуха!

Появляется кукла - принц Кислород.

Кислород . Здравствуйте, ребята! Вы молодцы, сразу угадали, что эта загадка о воздухе, а значит, и обо мне. Ведь я одна из ее частичек.

Воспитатель . Здравствуй, Кислород. Какой ты сегодня красивый!

Кислород . Да, у меня сегодня очень важный день. Я еду в гости к принцессе с очень красивым именем - Гемоглобин. Она живет в воздушном замке. Вы знаете, где он находится?

Дети . Воздушный замок - это легкие, они находятся внутри человека, в грудной клетке.

Кислород . Как же мне туда попасть? Вы мне поможете?

Воспитатель . Ребята, что нужно сделать, чтобы Кислород попал в легкие?

Дети . Сделать вдох.

· Дыхательная гимнастика «Воздушный шарик»

Упражнение выполняется стоя. Медленно поднимая руки в стороны, сделать глубокий вдох. При выдохе, опуская руки, произносить звук ш-ш-ш. Повторить 3-4 раза

Воспитатель . А теперь послушайте сказку

Путешествие принца Кислорода

Влетел принц Кислород в волшебный тоннель и видит что рядом с ним на каждой пылинке, как на самолетике, летят микробы. Испугался Кислород, но тут заработали роботы. Робот Пылесос ловко задержал микробов-разбойников в своих волосках, а с остальными разделался робот Липучка. Приклеились незваные гости! Принца Кислорода стражи носа пропустили и даже согрели на прощание. Обогретый, довольный принц полетел дальше и оказался в голубой трубе.

«Ах, какая красота кругом!» - воскликнул путешественник. Да и как не восхищаться - стенки трубы мерцают от легких волн, как будто ковыль в поле колышется. Но торопись, Кислород, принцессы ждать не любят!

Вот и воздушный замок. Триста миллионов маленьких, похожих на мыльные пузыри комнат так и манят войти. Стоит Кислород перед двумя коридорами (бронхами), волнуется: как встретят, ждут ли? Принцесса Гемоглобин такая красивая, многие на нее засматриваются. Вот и принц Углекислый Газ о ней мечтает.

Поразмыслил наш герой, набрался храбрости и решительно влетел в комнатку - альвеолку. Навстречу вышла маленькая частичка крови - принцесса Гемоглобин, нарядная, румяная. Кислород ее увидел и онемел. А красавица поклонилась ему величаво, как и подобает настоящим принцессам, и ласково сказала: «Я так ждала тебя, принц! Нет в этом замке ни радости, ни веселья без тебя, ведь недаром он воздушным зовется. Посмотри вокруг - какими большими стали залы замка, как увеличились комнаты - альвеолы! Все тебе рады!» Засмущался Кислород, обрадовался такому радушному приему. Взяла принцесса за руку своего гостя и повела на корабль: «Пойдем, принц, я покажу тебе все свое царство».

Отчалил кораблик принцессы Гемоглобин от причала воздушного замка, и началось новое путешествие принца Кислорода - по реке, которая называется Артерия...

Вместе частичка крови и частичка воздуха поплывут по всему организму и принесут тепло каждой клеточке, каждому жителю волшебной страны

Другого своего кавалера, Углекислого Газа, принцесса Гемоглобин прогнала. Вытолкали его вон из легких.

Вы уже, наверное, догадались, что мы делаем, когда гемоглобин изгоняет углекислый газ? Правильно, мы делаем выдох.

Вот такое удивительное путешествие к легким совершает кислород каждый раз, когда мы делаем вдох, а при выдохе легкие выталкивают углекислый газ. Этот процесс называется - дыхание. Все мы умеем дышать, однако правильно дышит только тот, кто делает глубокий вдох и спокойный равномерный выдох.

Для чего нужно уметь правильно дышать?

Дети . Умеющие правильно дышать люди более выносливые, легко переносят длинные пешие прогулки, быстрее бегают.

Воспитатель . Давайте потренируем свое дыхание.

Дыхательная гимнастика

Встать прямо, поставить ноги на ширину плеч, согнуть руки в локтях, свести кончики пальцев перед грудью и сделать глубокий вдох. Развести руки в стороны и выдохнуть.

Воспитатель . Почему дышать нужно именно носом, а не ртом?

Дети . В носу воздух очищается и согревается.

Воспитатель . Для чего еще человеку нужен нос?

Дети . Чтобы различать запахи.

Воспитатель . Правильно. У некоторых людей очень чуткое обоняние. Они могут улавливать самые тонкие запахи. Эти люди работают над созданием духов и одеколонов. В шутку таких людей называют «нюхачи». Давайте проверим насколько у вас чуткий нос.

Игра «Нюхачи»

Воспитатель . Помните чудесный горшочек из сказки «Свинопас»? Принцесса по запаху из горшочка угадывала, какие блюда будут к обеду в ее королевстве. Я тоже приготовила несколько чудесных горшочков. Вы должны по запаху угадать, что в них находится, и придумать название духов с подобным ароматом.

Горшочек с морковью - морковный аромат (духи «Морковные», «Заячьи»),

Горшочек с луком - луковый запах (одеколон «Луковый», «Чипполино», «Плакса»).

Горшочек с апельсином - апельсиновый аромат (духи «Апельсиновые», «Оранжевое солнышко», «Летние»...)

(В горшочки можно положить яблоко, розу, укроп и т. д.)

Теперь поиграем наоборот: я буду предлагать название духов, а вы придумаете, чем такие духи могут пахнуть, из каких ароматов состоят и кому их можно будет подарить. Духи «Новогодние»9

Дети . Пахнут елкой, мандаринами. Подарить можно Снегурочке.

Воспитатель . Духи «Лесные»?

Дети . Пахнут грибами и ягодами. Подарить можно белочке.

Воспитатель . Одеколон «Морской»?

Дети . Пахнет морем, свежим ветром. Подарить можно морякам, рыбакам.

(Примерные названия духов: «Луговые», «Цветочные», «Огородные», «Радость» и т. д. В дальнейшем можно разнообразить игру: предложить детям нарисовать флаконы для придуманных духов, сочинить ароматы для маминых и папиных духов, одеколонов.)

Воспитатель . А теперь отгадайте загадку.

Ветер по небу гулял,

С облаками там играл.

Люди воздух изловили,

В дом огромный посадили,

И теперь воздушный домик

Держит ручкою ребенок.

Дети . Это воздушный шар!

Воспитатель . Из воздушных шаров мы будем строить разноцветные воздушные замки.

Эстафета «Кто быстрее построит воздушный замок»

Воспитатель предлагает детям разделиться на две команды.

Первая команда - строители Красного замка. Вторая команда - строители Зеленого замка. /Лети по очереди подбегают к корзине с воздушными шарами, выбирают шарик нужного цвета и привязывают к каркасу замка.

Команда, которая первая построит замок (без потерь воздушных шаров), - победитель.

Воспитатель . Теперь из строителей вы превращаетесь в жителей воздушных замков. Для того чтобы ходить друг к другу в гости, вот вам мостик. Но он не простой, а поющий: каждый, кто захочет по нему пройти, должен спеть.

Музыкальная распевка «Я иду наверх, я спускаюсь вниз»

Воспитатель . После того как вы так замечательно распелись на поющем мостике, посмотрим, кто из вас лучший музыкант.

Детям раздаются музыкальные инструменты (флейты, барабаны, гусли и т. д.), а также самодельные музыкальные инструменты (расчески, трещотки и т. д.).

По очереди жители Красного и Зеленого замков исполняют друг для друга музыкальные импровизации, придумывают названия для своих музыкальных произведений. Например: «Вой привидений», «Музыка скрипучих дверей», «Ария влюбленного кота», «Взрывы салюта» и т. п.