"Биология. Базовый уровень", Пономарева И.Н. и др.
Одноклеточный организм выполняет все жизненные функции с помощью одной клетки: добывает пищу, получает энергию, удаляет продукты обмена, реагирует на условия среды и размножается. У разных организмов эти процессы устроены неодинаково: амёба захватывает пищу ложноножками, эвглена способна к фотосинтезу, а инфузория использует клеточный рот. Понимание работы пищеварительных и сократительных вакуолей помогает объяснить, как клетка питается и поддерживает водный баланс.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Фагоцитоз — способ захвата и поглощения клеткой твёрдых пищевых частиц. Амёба вытягивает к частице ложноножки и окружает её, поэтому пища оказывается внутри клетки. Так организм получает питательные вещества даже без специальных органов питания.
Пищеварительная вакуоль — временное внутриклеточное образование, в котором пища переваривается ферментами. Она возникает вокруг захваченной частицы, а затем может перемещаться в цитоплазме. Вакуоль нужна, чтобы расщепить пищу внутри клетки и передать полученные вещества для её жизнедеятельности.
Сократительная вакуоль — органоид, который удаляет из клетки избыток воды и участвует в поддержании водно-солевого баланса. Она особенно важна для многих пресноводных организмов, поскольку вода постоянно поступает в них из окружающей среды. Её работа защищает клетку от чрезмерного набухания.
Раздражимость — способность организма воспринимать изменения среды и отвечать на них. Например, одноклеточное может двигаться к свету или удаляться от вредного раздражителя. Эта способность помогает находить более подходящие условия, хотя у одноклеточных нет нервной системы.
Амёба захватывает пищу ложноножками — временными выростами цитоплазмы. Ложноножки окружают частицу и соединяются, так что она оказывается внутри клетки в пищеварительной вакуоли. Ферменты расщепляют пищу до растворимых веществ, которые переходят в цитоплазму и используются клеткой. Непереваренные остатки позднее выводятся наружу через поверхность клетки.
Способы питания одноклеточных связаны с устройством их клеток и доступными источниками пищи. Амёба поглощает отдельные твёрдые частицы, а инфузория направляет пищу ресничками к клеточному рту, откуда она поступает внутрь. У эвглены есть хлоропласты, поэтому на свету она образует органические вещества при фотосинтезе. При недостатке света эвглена способна использовать готовые органические вещества, то есть питаться гетеротрофно.
Кислород, необходимый для клеточного дыхания, и углекислый газ, образующийся при обмене веществ, проходят через поверхность клетки. Это возможно благодаря небольшой толщине клетки и её контакту с окружающей средой. Многие растворённые продукты обмена также удаляются через мембрану. У пресноводных организмов вода непрерывно поступает внутрь, поэтому сократительная вакуоль собирает её избыток и периодически выводит наружу.
Одноклеточные воспринимают изменения освещения, температуры и химического состава среды, а затем меняют направление или скорость движения. Амёба перемещается за счёт образования ложноножек, эвглена — с помощью жгутика, инфузория — благодаря ресничкам. Движение к благоприятным условиям или от опасных помогает клетке находить пищу и избегать неблагоприятного воздействия. Такая реакция на внешние изменения проявляет раздражимость.
При делении одна клетка разделяется на две дочерние, поэтому число особей увеличивается. У инфузории кроме деления происходит конъюгация: две клетки временно сближаются и обмениваются наследственным материалом. Этот процесс обновляет наследственную информацию и отличается от размножения тем, что новых особей непосредственно не образует. После конъюгации клетки расходятся и продолжают жить самостоятельно.
| Организм | Питание | Движение | Удаление избытка воды | Размножение |
|---|---|---|---|---|
| Амёба обыкновенная | Захват частиц фагоцитозом | Ложноножки | Сократительная вакуоль | Деление клетки |
| Эвглена зелёная | Фотосинтез; возможно гетеротрофное питание | Жгутик | Сократительная вакуоль | Продольное деление клетки |
| Инфузория-туфелька | Поступление пищи через клеточный рот | Реснички | Сократительные вакуоли | Деление клетки; конъюгация |
Таблица помогает сравнить организмы по одному и тому же набору признаков, а не смешивать способы питания и движения. Сначала найдите различия, например наличие фотосинтеза у эвглены и клеточного рта у инфузории. Затем сопоставьте общие функции: все эти клетки должны получать вещества, удалять избыток воды и размножаться.
Задача 1. У амёбы вокруг пищевой частицы постепенно образовались выросты клетки. Нужно назвать способ захвата пищи и проследить, что произойдёт после её поглощения. Ориентируйтесь на то, что выросты амёбы называются ложноножками, а пища переваривается не сократительной, а пищеварительной вакуолью.
Ответ: амёба захватывает частицу фагоцитозом с помощью ложноножек. Затем пища переваривается ферментами в пищеварительной вакуоли, а питательные вещества поступают в цитоплазму. Остатки, которые не удалось переварить, выводятся из клетки.
Задача 2. Пресноводную инфузорию поместили в среду, где вода постоянно поступает в клетку. Требуется определить, какой органоид будет особенно активно работать и какую проблему он решает. Вспомните, что содержание растворённых веществ внутри клетки отличается от пресной окружающей воды, поэтому вода может проникать внутрь через поверхность.
Ответ: особенно активно работает сократительная вакуоль. Она удаляет избыток воды, который поступает в инфузорию, и участвует в осморегуляции — поддержании подходящего водного баланса. Пищеварительная вакуоль здесь не подходит, потому что её функция связана с перевариванием пищи.
Задача 3. Нужно сравнить эвглену, амёбу и инфузорию по способам питания и движения, а также объяснить, как эвглена меняет питание при перемене условий. Сначала соотнесите каждое животное с характерным способом передвижения, затем сравните, откуда оно получает пищу. Такое сопоставление не позволит приписать всем клеткам одинаковый способ питания.
Ответ: амёба движется ложноножками и захватывает твёрдую пищу, инфузория движется ресничками и поглощает пищу через клеточный рот, эвглена движется жгутиком. Эвглена сочетает фотосинтез на свету с возможностью гетеротрофного питания при его недостатке. Поэтому её способ получения пищи может меняться вместе с условиями.
Сократительную вакуоль иногда принимают за место переваривания пищи, потому что оба органоида имеют название «вакуоль». Но пища расщепляется ферментами в пищеварительной вакуоли, тогда как сократительная выводит избыток воды. Проверьте себя вопросом: речь идёт о пище или о водном балансе клетки?
Конъюгацию инфузорий ошибочно называют обычным размножением, так как в процессе участвуют две особи и меняется их наследственный материал. Однако после обмена клетки расходятся, а число особей не увеличивается. Чтобы проверить ответ, спросите, образовались ли новые клетки непосредственно в ходе этого процесса.
Неверно считать, что все одноклеточные питаются одинаково: их объединяет число клеток, а не единый способ добывания пищи. Амёба захватывает частицы, инфузория использует клеточный рот, эвглена может фотосинтезировать и питаться гетеротрофно. Проверяйте утверждение по конкретному организму и строению его клетки.
Иногда полагают, что одноклеточное не реагирует на среду, потому что у него нет нервной системы. Но раздражимость свойственна и отдельной клетке: она воспринимает изменения и отвечает движением или изменением активности. Для самопроверки достаточно привести пример реакции на свет или вредное воздействие и назвать способ передвижения.
Для понимания процессов жизнедеятельности нужны знания о строении клетки, функциях мембраны и органоидов. Различие между автотрофным и гетеротрофным питанием помогает объяснить, почему эвглена использует разные источники органических веществ. Работа сократительной вакуоли связывает тему с обменом веществ и осморегуляцией, а движение к подходящим условиям — с приспособлением организмов к среде.
Деление одноклеточных продолжает изучение размножения клеток и передачи наследственной информации. Конъюгация показывает, что обмен наследственным материалом не всегда приводит к увеличению числа организмов. Эти представления пригодятся при сравнении способов размножения и процессов наследственной изменчивости.
Как амёба захватывает и переваривает пищу?
Амёба окружает пищевую частицу ложноножками и поглощает её — это называется фагоцитозом. Внутри клетки вокруг частицы образуется пищеварительная вакуоль, где ферменты расщепляют пищу. Растворённые питательные вещества поступают в цитоплазму.
Зачем одноклеточным нужна сократительная вакуоль?
У многих пресноводных одноклеточных вода постоянно проникает внутрь клетки. Сократительная вакуоль собирает её избыток и периодически выводит наружу. Так клетка поддерживает водный баланс и не разрушается из-за переполнения водой.
Почему эвглена может питаться по-разному?
В клетке эвглены есть хлоропласты, поэтому на свету она образует органические вещества при фотосинтезе. Когда света недостаточно, она может поглощать готовые органические вещества из окружающей среды. Такое сочетание способов питания помогает ей использовать разные условия.
Как одноклеточные реагируют на свет и другие раздражители?
Клетка воспринимает изменения среды и отвечает на них — это свойство называется раздражимостью. Одноклеточные могут перемещаться к благоприятным условиям или от вредного воздействия. Для движения они используют ложноножки, жгутики или реснички.
Чем конъюгация инфузорий отличается от размножения?
При конъюгации две инфузории временно соединяются и обмениваются наследственным материалом. Это обновляет наследственную информацию, но число особей не увеличивается. Размножение происходит при делении клетки, когда из одной инфузории образуются две.
Процессы жизнедеятельности одноклеточных организмов
