§ 10. Тип Инфузории

Определения и обозначения

Тип Инфузории — группа одноклеточных животных, передвигающихся с помощью ресничек. Это значит, что все процессы их жизни происходят внутри одной клетки. К типу относится инфузория-туфелька, хорошо приспособленная к жизни в воде.

Реснички — многочисленные короткие выросты клетки, обеспечивающие движение и создание тока воды. Они работают согласованно, словно множество маленьких вёсел. Благодаря этому инфузория перемещается и направляет к себе частицы пищи.

Клеточный рот — участок поверхности инфузории, через который пища поступает внутрь клетки. Через него пищевые частицы попадают в глотку, а затем окружаются мембраной и превращаются в пищеварительную вакуоль. Поэтому клеточный рот нужен для захвата пищи, а не для удаления отходов.

Конъюгация — временное соединение двух инфузорий, при котором происходит обмен наследственным материалом. Число организмов при этом не увеличивается. Зато обновляется наследственная информация, что помогает популяции сохранять устойчивость.

Как это устроено

Тело инфузории покрыто ресничками, расположенными рядами. Каждая ресничка совершает быстрый рабочий взмах и более медленно возвращается назад, поэтому возникает направленный ток воды. Согласованность движений позволяет клетке плыть, поворачиваться и одновременно подгонять пищевые частицы к клеточному рту.

Питание начинается с клеточного рта, потому что твёрдая пища не может просто пройти через клеточную мембрану. Изо рта частица попадает в глотку, где вокруг неё формируется пищеварительная вакуоль. В ней пища переваривается, питательные вещества переходят в цитоплазму, а непереваренные остатки движутся к порошице и выводятся наружу.

Вода постоянно поступает в клетку из окружающей среды, поэтому её избыток мог бы нарушить работу инфузории. Сократительные вакуоли периодически наполняются и сокращаются, выбрасывая воду наружу. Так они поддерживают относительно постоянный состав внутренней среды, хотя инфузория живёт в пресной воде.

Крупное ядро необходимо для управления обычными процессами: питанием, движением, ростом и обменом веществ. Малое ядро хранит наследственную информацию, связанную с размножением и конъюгацией. Два типа ядер позволяют разделить повседневное управление клеткой и передачу наследственных признаков.

Размножение инфузории происходит делением: сначала удваиваются важные структуры, затем клетка разделяется на две дочерние. Поэтому за короткое время число особей может увеличиваться. Конъюгация устроена иначе: две инфузории временно соединяются, обмениваются наследственным материалом и расходятся, так что её главное значение не рост численности, а обновление наследственной информации.

Строение и жизнедеятельность инфузории-туфельки

Таблицу удобно читать по строкам: сначала определить строение или процесс, затем выяснить его особенность и значение. Если нужно ответить на вопрос о функции, найдите в третьем столбце соответствующую структуру. Для описания инфузории можно двигаться по строкам от внешнего вида к питанию, выделению и наследственным процессам.

Разбор задач

Задача 1

Условие: укажите, какие органоиды инфузории участвуют в передвижении, переваривании пищи и удалении избытка воды. Нужно не просто перечислить структуры, а связать каждую с её функцией.

1. Для движения найдём структуру, которая покрывает поверхность клетки и совершает колебания. Это реснички.
2. Переваривание происходит там, где пища окружена мембраной и перемещается внутри цитоплазмы. Такую работу выполняют пищеварительные вакуоли.
3. Избыток воды удаляется не вместе с пищевыми остатками, а специальными пульсирующими структурами. Это сократительные вакуоли.

Ответ: передвижение обеспечивают реснички, пища переваривается в пищеварительных вакуолях, а избыток воды выводят сократительные вакуоли.

Задача 2

Условие: объясните путь пищевой частицы от окружающей воды до удаления непереваренных остатков. Здесь важно расположить структуры в порядке движения пищи через клетку.

1. Ток воды, создаваемый ресничками, подносит частицу к клеточному рту.
2. Через клеточный рот частица попадает в глотку, где формируется пищеварительная вакуоль.
3. Вакуоль перемещается по цитоплазме, а питательные вещества перевариваются и используются клеткой.
4. Непереваренные остатки подходят к порошице и выводятся наружу.

Ответ: правильная цепочка такова: клеточный рот → глотка → пищеварительная вакуоль → порошица.

Задача 3

Условие: сравните деление и конъюгацию по результату, участию ядер и значению для организма. Для сравнения нужно отдельно определить, меняется ли число особей и что происходит с наследственной информацией.

1. При делении одна инфузория разделяется на две, поэтому это бесполое размножение и число особей увеличивается.
2. При конъюгации две инфузории временно соединяются, но не превращаются сразу в большее число организмов.
3. Во время деления наследственная информация передаётся дочерним клеткам, а при конъюгации малые ядра участвуют в обмене наследственным материалом.
4. Следовательно, деление нужно прежде всего для увеличения численности, а конъюгация — для обновления наследственной информации.

Ответ: деление увеличивает число инфузорий, а конъюгация не увеличивает численность, но повышает наследственное разнообразие и жизнеспособность.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать инфузорию многоклеточным животным из-за сложного строения. Так ошибаются, потому что у неё много специализированных частей; проверить себя можно вопросом: из скольких клеток состоит тело? Ответ — из одной.

Ошибка 2. Путать реснички и жгутики. Причина ошибки в том, что оба типа выростов помогают двигаться; нужно помнить: у инфузорий движение обеспечивают многочисленные короткие реснички.

Ошибка 3. Называть конъюгацию размножением. При конъюгации две особи обмениваются наследственным материалом, но их число не увеличивается, поэтому это не обычное размножение делением.

Ошибка 4. Считать сократительные вакуоли органами пищеварения. Они не перерабатывают пищу, а удаляют воду; пища переваривается в пищеварительных вакуолях.

Связь с другими темами

До изучения инфузорий нужно знать строение клетки: мембрану, цитоплазму, ядро и вакуоли, а также способы размножения одноклеточных организмов. Тема продолжает раздел о простейших и показывает, как одна клетка выполняет функции целого организма.

Позже эти знания помогут понять эволюцию одноклеточных, особенности паразитических инфузорий и значение микроорганизмов в экосистемах. Строение инфузории служит примером согласованной работы клеточных структур.

Что запомнить

• Инфузория-туфелька — одноклеточный организм типа Инфузории.
• Её тело покрыто ресничками, обеспечивающими движение.
• Пища поступает через клеточный рот и переваривается в пищеварительных вакуолях.
• Непереваренные остатки удаляются через порошицу.
• Сократительные вакуоли выводят избыток воды.
• Деление увеличивает число особей, а конъюгация обеспечивает обмен наследственным материалом.
• Крупное и малое ядра выполняют разные функции.