§ 10. Тип Инфузории

Определения и обозначения

Инфузории — одноклеточные эукариотические организмы, передвигающиеся с помощью ресничек. Эукариотической называют клетку, в которой есть оформленное ядро. Тело инфузории состоит из одной клетки, но она способна выполнять все основные жизненные функции. Поэтому её строение удобно изучать как пример самостоятельного одноклеточного организма.

Реснички — многочисленные короткие выросты клетки. Они помогают инфузории двигаться и перемещать к клеточному рту частицы пищи. Благодаря ресничкам клетка может не только менять своё положение, но и направлять к себе пищу. Их работа связывает движение с питанием.

Большое ядро, или макронуклеус, — ядро, управляющее повседневной жизнедеятельностью клетки. Оно помогает поддерживать работу клеточных структур и обычные процессы организма. Такое ядро необходимо для повседневной жизни инфузории. Его функции отличаются от задач второго, меньшего ядра.

Малое ядро, или микронуклеус, — ядро, участвующее в передаче наследственной информации при половом процессе. Оно связано не с повседневным управлением клеткой, а с сохранением и передачей наследственных сведений. Разделение задач между двумя ядрами позволяет не смешивать эти процессы. Размер ядра сам по себе не показывает, насколько важна его функция.

Как это устроено

Клетка инфузории покрыта множеством ресничек. Их согласованные движения отталкивают воду и перемещают клетку вперёд; направление движения может меняться, если инфузория встречает препятствие. Слаженность важна, потому что несогласованные колебания не дали бы клетке устойчиво двигаться. Реснички также создают ток воды около поверхности тела.

Через клеточную поверхность в инфузорию поступают растворённые вещества, а пищевые частицы реснички направляют к клеточному рту. Такой поток помогает доставлять пищу к месту её поглощения, даже когда частицы находятся рядом, но не прямо у входа. Из клеточного рта пища проходит в глотку. Затем вокруг частицы формируется пищеварительная вакуоль, в которой начинается переваривание.

Пищеварительная вакуоль перемещается внутри клетки, а вещества, получившиеся при переваривании, используются организмом. Когда пищеварение завершено, непереваренные остатки остаются внутри вакуоли. Она подходит к порошице — участку клеточной поверхности, через который остатки выводятся наружу. Такой путь позволяет отделить полезные вещества от того, что клетка не может переварить.

Вода из пресной среды непрерывно проникает в клетку через её поверхность. Это происходит потому, что концентрация растворённых веществ внутри клетки выше, чем в окружающей воде; движение воды через оболочку называют осмосом. Сократительные вакуоли собирают избыток воды, а затем периодически сокращаются и выбрасывают её наружу. Благодаря этому объём клетки не увеличивается бесконтрольно, а её внутренние условия остаются относительно стабильными.

У инфузории есть макронуклеус и микронуклеус, потому что клетке нужны разные механизмы для повседневной работы и передачи наследственной информации. Макронуклеус регулирует обычные процессы жизнедеятельности. Микронуклеус участвует в половом процессе, когда наследственная информация передаётся и обменивается. Поэтому два ядра не дублируют друг друга, а выполняют разные задачи.

Строение и жизнедеятельность инфузории-туфельки

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите нужную структуру, затем сопоставьте её особенности с функцией. Так проще не перепутать пищеварительные вакуоли с сократительными. При описании процесса соединяйте строки по порядку: реснички направляют пищу, а вакуоли и порошица обеспечивают её обработку и выведение остатков.

Разбор задач

Задача 1. На схеме инфузории нужно подписать реснички, клеточный рот, сократительные вакуоли и ядра. Чтобы выполнить задание, важно искать структуры по форме и расположению, а не только по их функции. Схема может быть повёрнута, поэтому стороны тела не всегда помогают определить нужный элемент. Проверим каждую подпись по отличительным признакам.

1. Найдите многочисленные короткие выросты, покрывающие поверхность клетки: это реснички.
2. Ищите углубление на поверхности, куда направлены пищевые частицы: это клеточный рот.
3. Определите вакуоли, которые собирают воду и сокращаются; они не связаны с перевариванием пищи.
4. Найдите два ядра: более крупное обозначьте как макронуклеус, меньшее — как микронуклеус.

Ответ. Подпишите структуры по их строению и назначению. Если сомневаетесь, проверьте, что реснички находятся снаружи, а ядра — внутри клетки.

Задача 2. Объясните путь пищевой частицы от попадания в клеточный рот до удаления непереваренных остатков. Здесь нужно выстроить события по порядку, не пропуская этап переваривания. Сначала проследите за движением частицы, затем выясните, где отделяются усвоенные вещества. В конце назовите место, через которое клетка избавляется от остатков.

1. Реснички создают ток воды и направляют пищевую частицу к клеточному рту.
2. Через клеточный рот и глотку частица попадает внутрь клетки; вокруг неё образуется пищеварительная вакуоль.
3. В вакуоли пища переваривается, а полезные вещества поступают в клетку.
4. Непереваренные остатки перемещаются к порошице и выводятся наружу.

Ответ. Путь проходит от ресничек к клеточному рту, затем через глотку в пищеварительную вакуоль и заканчивается у порошицы. Не следует ставить сократительную вакуоль в эту последовательность: она выводит воду, а не остатки пищи.

Задача 3. Предскажите, что произойдёт с инфузорией в пресной воде, если перестанут работать сократительные вакуоли. Для ответа проследите, куда движется вода и какая структура обычно удаляет её избыток. В пресной воде вода поступает в клетку осмосом. Значит, отказ вакуолей нарушит не пищеварение, а водный баланс.

1. Сравните среду и содержимое клетки: вода будет продолжать проникать внутрь.
2. Учтите, что без работающих сократительных вакуолей избыток воды не сможет нормально выводиться.
3. Сделайте вывод: клетка будет переполняться водой, её работа нарушится, и она может разрушиться.

Ответ. Инфузория окажется под угрозой гибели из-за накопления воды и нарушения работы клетки. Это показывает, почему сократительные вакуоли необходимы в пресной воде.

Типичные ошибки

Ошибка: считать инфузорию многоклеточным организмом. Её можно принять за маленькое животное, потому что она двигается и питается. Но тело инфузории состоит из одной клетки, которая выполняет все жизненные функции. Проверьте себя вопросом: есть ли у неё тело из многих специализированных клеток? Если нет, это одноклеточный организм.

Ошибка: путать функции двух ядер. Оба ядра находятся в одной клетке, поэтому их иногда считают одинаковыми по роли. Макронуклеус регулирует повседневную жизнедеятельность, а микронуклеус участвует в передаче наследственной информации при половом процессе. Проверьте себя: слова «обычная работа клетки» связаны с макронуклеусом, а «наследственная информация» — с микронуклеусом.

Ошибка: считать сократительные вакуоли органоидами пищеварения. Это легко перепутать, потому что и пищеварительные, и сократительные вакуоли выглядят как пузырьки внутри клетки. Однако пищу переваривают пищеварительные вакуоли, а сократительные собирают и выводят избыток воды. Проверьте ответ по тому, что именно удаляется: остатки пищи или вода.

Ошибка: считать реснички только органами движения. Их заметная работа — перемещение клетки, поэтому другая функция может остаться незамеченной. Реснички также создают ток воды и помогают направить пищевые частицы к клеточному рту. Проверьте себя: если в объяснении питания реснички совсем не упомянуты, добавьте их роль в доставке пищи.

Связь с другими темами

Для изучения инфузорий пригодятся знания о строении клетки и различиях между одноклеточными и многоклеточными организмами: они помогают понять, как одна клетка обеспечивает жизнь целого организма. Тема продолжает знакомство с простейшими и позволяет сравнивать способы их движения, питания и размножения. Представление об осмосе и работе сократительных вакуолей пригодится при изучении водно-солевого обмена и приспособлений организмов к среде. Так строение клетки связывается с условиями её обитания.

Что запомнить

• Инфузория — одноклеточный эукариотический организм.
• Реснички обеспечивают движение и помогают направлять пищу.
• Пища поступает через клеточный рот и переваривается в пищеварительных вакуолях.
• Непереваренные остатки удаляются через порошицу.
• Сократительные вакуоли выводят избыток воды.
• Макронуклеус и микронуклеус выполняют разные функции.