식물과 동물의 영양소 수송. 식물 내 물질 수송 식물 내 물질 수송

세포는 확산의 결과로 주변 환경과 다양한 물질을 교환합니다. 그러나 장거리에 걸친 일반적인 확산에 의한 물질의 이동은 비효율적입니다. 전문 운송 시스템이 필요합니다. 한 장소에서 다른 장소로의 이러한 이동은 이러한 장소의 압력 차이로 인해 수행됩니다. 운반된 모든 물질은 농도 구배에 따라 각 물질이 ​​자체 속도로 이동하는 확산과 달리 동일한 속도로 이동합니다.

동물에서는 소화기, 호흡기, 순환기 및 림프계의 네 가지 주요 유형의 수송을 구분할 수 있습니다. 그들 중 일부는 이전에 설명되었으며 다음 단락에서 다른 항목으로 넘어갈 것입니다.

혈관 식물에서 물질의 이동은 목부(물 및 무기염)와 체관(유기 물질)의 두 가지 시스템을 통해 수행됩니다. 목부를 따라 물질의 이동은 뿌리에서 식물의 공중 부분으로 향합니다. 체관은 양분을 잎에서 멀리 이동시킵니다.

삼투는 식물에서 물질을 운반하는 가장 중요한 메커니즘 중 하나입니다. 삼투는 반투막을 가로질러 높은 농도 영역에서 낮은 농도 영역으로 용매 분자(예: 물)의 이동입니다. 이 프로세스는 일반 확산과 유사하지만 더 빠릅니다. 수치적으로 삼투압은 삼투압- 용액에 물의 삼투압 진입을 방지하기 위해 적용해야 하는 압력.

식물에서 이러한 반투막의 역할은 원형질막과 tonoplast(액포를 둘러싼 막)에 의해 수행됩니다. 세포가 고장성 용액(즉, 물의 농도가 세포 자체보다 낮은 용액)과 접촉하면 물이 세포 밖으로 흘러나오기 시작합니다. 이 과정을 plasmolysis라고 합니다. 세포가 축소됩니다. Plasmolysis는 가역적입니다. 이러한 세포를 저장성 용액(수분 함량이 더 높음)에 넣으면 물이 내부로 흐르기 시작하고 세포가 다시 부풀어 오릅니다. 이 경우 세포의 내부 부분(원형체)이 세포벽에 압력을 가합니다. 식물 세포에서 팽창은 단단한 세포벽에 의해 멈춥니다. 동물 세포에는 단단한 벽이 없고 원형질막은 너무 섬세합니다. 삼투를 조절하려면 특별한 메커니즘이 필요합니다.

삼투압은 실제 값이 아닌 잠재적 값임을 다시 한 번 강조합니다. 예를 들어 측정할 때와 같은 경우에만 실제가 됩니다. 또한 물은 낮은 삼투압에서 높은 삼투압 방향으로 이동한다는 점을 기억해야 합니다.

물의 주요 덩어리는 표피의 관 모양 파생물인 뿌리 털 영역에서 식물 뿌리의 어린 영역에 흡수됩니다. 덕분에 물 흡수 표면이 크게 증가했습니다. 물은 삼투 작용에 의해 뿌리로 들어가 아포플라스트(세포벽을 따라), symplast(세포질 및 plasmodesmata를 따라) 및 액포를 따라 목부까지 이동합니다. 세포벽에는 다음과 같은 스트립이 있습니다. 카스파리 벨트. 그들은 방수 수베린으로 구성되어 있으며 물과 그 안에 녹아있는 물질의 움직임을 방지합니다. 이 장소에서 물은 세포의 원형질막을 통과하도록 강제됩니다. 이러한 방식으로 식물은 독성 물질, 병원성 진균 등의 침투로부터 보호되는 것으로 믿어집니다.

물의 상승과 관련된 두 번째 중요한 힘은 루트 압력. 1~2기압(예외적인 경우 최대 8기압)입니다. 물론 이 값은 유체의 움직임만으로는 충분하지 않지만 많은 식물에서 그 기여는 부인할 수 없습니다.

목부를 통해 잎으로 들어가면 물과 미네랄은 세포를 통해 분지된 혈관 다발 네트워크를 통해 분배됩니다. 잎 세포를 따른 움직임은 뿌리에서와 같이 apoplast, symplast 및 vacuoles를 따라 세 가지 방식으로 수행됩니다. 식물은 필요에 따라 흡수하는 물의 1% 미만을 사용하고 나머지는 결국 잎과 줄기 표면의 왁스층을 통해 증발합니다. 큐티클(약 10%의 물)과 특수 모공인 기공(90) % 물). 초본 식물은 하루에 약 1리터의 물을 잃으며 큰 나무에서는 이 수치가 수백 리터에 달할 수 있습니다. 물의 증발(증산)은 태양 에너지로 인해 수행됩니다. 증산을 관찰하는 가장 쉬운 방법은 화분에 담긴 식물을 뚜껑으로 덮는 것입니다. 액체 방울이 캡의 내부 표면에 모일 것입니다.

많은 요인이 증발 속도에 영향을 미칩니다. 외부 조건(빛, 온도, 습도, 바람의 존재, 토양의 수분 가용성) 및 잎의 구조적 특징(잎 표면적, 표피 두께, 기공 수) 모두. 여러 외부 요인으로 인해 잎에서 물의 확산이 감소하고 다른 요인(예: 빛 부족 또는 강한 바람)으로 인해 기공이 닫힙니다(특수 보호 세포의 작업으로 인해). 건조한 지역의 식물은 증산을 줄이기 위해 특별한 적응을 합니다. 기공은 잎 깊숙이 가라앉고, 털이 빽빽하게 나거나 비늘이 빽빽하게 나 있고, 두꺼운 밀랍 코팅이 되어 있고, 잎을 가시나 바늘로 바꾸는 등의 기능이 있습니다. 온대 위도의 가을 낙엽은 또한 추운 날씨가 시작될 때 수분 증발을 줄이기 위해 고안되었습니다.

유용한 기능을 수행한 일부 광물은 체관 위 또는 아래로 더 이동할 수 있습니다. 예를 들어, 이것은 잎을 흘리기 전에 잎에 축적된 유익한 물질이 저장되어 식물의 다른 부분에 축적될 때 발생합니다.

다세포 식물에는 또 다른 운송 시스템, 광합성의 산물을 배포하도록 설계되었습니다 - 체관. 목부와 달리 유기물은 체관부 위아래로 이동할 수 있습니다. 수송되는 물질의 90%는 자당으로, 이는 실질적으로 식물의 신진대사에 직접 참여하지 않으므로 수송에 이상적인 탄수화물입니다. 설탕의 이동 속도는 일반적으로 20-100cm / h입니다. 하루에 몇 킬로그램의 설탕(건조 덩어리)이 큰 나무의 줄기를 통과할 수 있습니다.

얇은 체관(직경이 30μm를 초과하지 않음)에서 영양분의 큰 흐름이 어떻게 흐를 수 있는지는 완전히 명확하지 않습니다. 분명히 물질은 확산이 아닌 대량 전류에 의해 체관을 따라 분포됩니다. 가능한 수송 메커니즘은 기존의 압력 또는 전기삼투입니다.

체관이 손상되면 체 판에 캘로스가 침착되어 체관이 막힙니다. 돌이킬 수 없는 영양 누출은 일반적으로 부상 후 몇 분 이내에 멈춥니다.

다세포 생물에서 서로 다른 조직의 세포는 서로 멀리 떨어져 있습니다. 따라서 그들은 모든 기관과 조직에 가스와 영양소의 흐름을 제공하는 수송 시스템을 형성했습니다.

식물에서 물질의 이동

식물의 운송 시스템이 어떻게 작동하는지 알아보기 위해 두 가지 실험을 수행합니다.

경험 1. 포플러 (단풍, 버드 나무) 싹은 붉은 잉크로 착색 된 물이 담긴 용기에 넣습니다. 이틀 후에 우리는 줄기의 세로 및 가로 섹션을 여러 개 만들 것입니다. 모든 섹션에서 나무만 얼룩진 것을 볼 수 있습니다. 나무 껍질과 코어는 도색되지 않은 채로 남아 있습니다. 이것은 용해된 물질이 있는 물이 줄기의 나무를 통해 혈관을 통해 상승한다는 것을 의미합니다.

경험 2. 물이 담긴 용기에 두 개의 새싹을 놓고 빛에 노출시킵니다. 이전에는 다음 중 하나가
우리는 껍질 고리 (폭 3cm)를 제거하고 싹 끝에서 8-10cm 뒤로 물러서고 3-4 주 후에 싹에서 우발적 인 뿌리가 생길 것입니다. 온전한 싹에서 뿌리는 아래쪽 끝에 형성됩니다. 환형 절단이 있는 새싹에서는 줄기의 맨 부분에 부정한 뿌리가 발생합니다. 껍질의 고리를 제거하여 체 튜브를 손상 시켰기 때문에 환형 절단 아래에는 뿌리가 없습니다. 인피를 따라 이동하는 잎의 유기 물질은 절단 지점에 도달하여 여기에 축적되었습니다. 이것은 우발적 인 뿌리의 발달에 기여했습니다.

따라서 경험에 따르면 유기 물질은 줄기의 껍질, 인피의 체 튜브를 따라 움직입니다. 그들은 뿌리, 지하 싹, 지상 싹의 꼭대기, 꽃, 과일, 씨앗과 같은 식물의 모든 기관으로 이동합니다.

동물의 물질 수송

물질이 식물의 전도계를 통해 운반되는 것처럼 순환계는 산소와 영양분이 동물의 모든 기관과 조직으로 전달되도록 합니다. 이산화탄소와 유해 물질은 조직에서 혈액으로 들어갑니다. 이산화탄소의 혈액 방출은 호흡 기관과 유해 물질 - 배설 기관에서 발생합니다.

수송 기능을 제공하는 순환계의 주요 기관은 심장입니다. 혈액순환을 도와주는 펌프 역할을 합니다. 심장은 혈관을 통해 혈액을 펌핑합니다.

온혈 동물과 냉혈 동물

개구리, 도마뱀, 뱀, 악어, 거북이의 혈액은 심장의 한 부분에서 섞입니다. 그 결과 산소가 부족한 혈액이 모든 장기에 들어갑니다. 그러한 동물은 냉혈 동물입니다. 그들의 체온은 환경. 새와 포유류에서 산소를 공급한 혈액은 이산화탄소와 유해 물질을 운반하는 혈액과 섞이지 않습니다. 혈액의 산소 함량이 증가하면 많은 양의 에너지가 방출되므로이 동물은 체온이 일정하고 온혈 동물입니다. 이것은 그들이 불리한 환경 조건을 더 쉽게 견디고 지구 전체에 널리 퍼질 수 있도록 합니다.

질문 1. 다세포 생물체의 물질 수송의 중요성은 무엇입니까?

다세포 유기체의 물질 수송은 거의 모든 중요한 과정에 관여합니다. 호흡 - 헤모글로빈은 호흡을 위해 각 세포에 산소를 운반한 다음 이산화탄소는 폐를 통해 우리 몸을 떠납니다. 영양 - 위장관을 통한 음식의 이동.

질문 2. 식물 세포의 구조적 특징을 상기하고 어떤 구조 덕분에 물질이 식물 유기체의 조직에서 한 세포에서 다른 세포로 이동하는지 설명하십시오.

세포는 점성 물질 - 세포질 내부에 기공이있는 껍질로 구성되며 핵소체와 액포가있는 핵을 포함합니다.

(용액 형태의) 물질의 이동은 기공 덕분에 세포막을 통해 발생합니다. 이는 세포막의 더 얇은 부분입니다.

질문 3. 신진대사 과정에서 식물 내부에서 어떤 물질이 움직이는지 알아내고, 그 이름을 그림에 표시하십시오.

1 - 미네랄이 용해된 물,

2 - 산소

3 - 이산화탄소

4 - 용해된 유기물

질문 4. 하등 식물과 고등 식물에서 물질 수송의 차이점은 무엇입니까?

하위 식물과 고등 식물 모두에서 물질의 수송은 다음과 같은 점에서 다릅니다. 고등 식물에서 물, 미네랄 및 유기 물질의 수송은 전도성 조직을 따라 뿌리와 혈관을 통해 수행되는 반면 하위 식물에서는 조직과 물질이 서로 이동하지 않습니다. 세포.

질문 5. "고등 식물의 물질 운송"표를 작성하십시오.

질문 6*. 이른 봄에 자작 나무 수액은 자작 나무 줄기의 노치에서 수집됩니다. 식물에 아직 잎이 없다면 구성과 그것이 어디에서 온다고 생각합니까?

자작 나무 수액은 자작 나무 줄기에서 미량 원소가 추가되어 이미 자작 나무 뿌리 시스템을 통과하고 처리 된 지구의 토양에서 정제 된 물입니다.

질문 7*. 겨울에는 토끼가 어린 체리의 껍질을 갉아먹었고 얼마 후 나무가 죽은 것으로 나타났습니다. 왜 그리고 어떻게 이런 일이 일어났는지 제안하십시오.

토끼는 혈관과 체관을 손상시킵니다. 이 나무가 죽었기 때문에 물질의 운송이 중단되었습니다.

질문 8. 그림을 보고 그림에 묘사된 경험에 대한 설명을 읽으십시오. 그들은 두 잔의 물을 가지고 한 컵에 깨끗한 물을 남겼고 다른 컵에는 몇 방울의 붉은 잉크를 더했습니다. 같은 종의 식물 하나에 흰색 꽃이 꽂혀 있습니다. 5시간 후, 두 번째 유리에서는 식물의 일부가 염색되었습니다.

질문에 답하세요.

1) 이 실험을 이용하여 어떤 과정을 연구할 수 있는가?

이 실험의 도움으로 물질의 수송 과정을 연구하는 것이 가능합니다.

2) 식물의 어떤 부분(장기)이 얼룩져 있습니까?

식물의 잎과 꽃을 그렸습니다.

3) 이들 기관의 어떤 구조가 가장 집중적으로 염색되었으며 그 이유는 무엇입니까?

꽃잎이 가장 강렬하게 물들어 있었다. 원래 흰색이었기 때문에 착색이 가장 눈에 띕니다.

4) 식물 기관에 원래 색상을 되돌릴 수 있습니까? 대답을 정당화하십시오.

이 식물은 확실히 원래 모양으로 되돌릴 수 있습니다. 일반 물을 반환하면됩니다. 유색 물질이 식물을 떠날 때 정상 색상이됩니다.

질문 9*. 114페이지의 교과서에 나와 있는 고리 가지 실험의 결과를 설명하십시오. 나무 껍질에 대한 손상이 왜 생명에 위험하다고 생각합니까?

나무 껍질에는 생명에 필요한 물질이 통과하는 체관이 있습니다. 껍질이 손상되면 튜브도 손상됩니다. 따라서 양분 공급이 감소되어 식물에 해로운 영향을 미칩니다.

중요한 과정을 수행하려면 식물에 물과 미네랄 (무기) 물질이 녹아 있어야합니다. 식물은 주로 축축한 토양에서 얻을 수 있습니다. 뿌리는 식물의 물 흡수를 담당합니다. 그러나 식물의 잎과 기타 지상 기관(새싹, 새싹, 꽃, 과일 발달)만큼 물이 필요한 것은 뿌리가 아닙니다. 따라서 고등 식물에서는 진화 과정에서 물질의 수송을 보장하는 전도 시스템이 개발되었습니다. 그것은 속씨식물에서 가장 복잡한 구조를 가지고 있습니다.

줄기를 따라, 잎과 뿌리를 따라 물과 미네랄의 이동에 대해 책임이 있습니다. 선박. 그들은 죽은 세포입니다. 물과 미네랄의 상향 이동은 뿌리 압력과 잎에서 물의 증발에 의해 제공됩니다.

목본 식물에서 혈관은 줄기의 나무에서 발견됩니다. 이것은 착색된 수용액에 가지를 놓아서 확인할 수 있습니다. 잠시 후, 십자형에 나무 만 칠해지는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 물과 그 안에 녹아있는 미네랄이 그것을 따라 움직인다는 것을 의미합니다.

유기물의 줄기를 따라 이동

식물의 녹색 잎에서는 광합성이 일어나고 그 동안 유기 물질이 합성됩니다. 이러한 물질로부터 다른 유기 물질이 합성되어 다양한 생명 과정과 에너지 생산에 사용됩니다.

유기 물질은 식물의 녹색 부분뿐만 아니라 다른 기관 및 조직에도 필요합니다. 또한 유기물의 일부는 예비로 저장됩니다. 따라서 식물에서는 물과 미네랄의 이동뿐만 아니라 유기 물질의 이동도 수행됩니다. 일반적으로 수용액의 흐름과 반대 방향으로 진행합니다.

속씨식물의 유기물은 함께 움직인다 체 튜브. 이들은 살아있는 세포이며 서로 접촉하는 가로 칸막이가 체처럼 보입니다.

목본 식물에서 체관은 형성층에 더 가까운 수피의 일부인 인피에 있습니다(목재는 형성층 내부에 위치함).

식물 줄기의 껍질이 충분히 깊게 손상되어 유기 물질의 유출을 방지하면 소위 결절 또는 파생물이 줄기에 형성됩니다. 그들은 유기물을 축적합니다. 비용으로 트렁크 손상에 상처 플러그가 형성됩니다. 또한 뿌리와 새싹이 이곳에서 발달하기 시작할 수 있습니다.

식물의 유기 물질은 종종 다양한 기관과 조직(뿌리, 줄기, 속)에 축적됩니다. 봄에 이러한 물질은 식물에 잎과 새싹이 있는지 확인하는 데 사용됩니다. 이를 위해 저장된 유기물은 물에 용해되어 필요한 곳으로 이동해야 합니다. 그리고 현재 유기 물질은 체관이 아니라 물과 미네랄이 담긴 용기를 통해 이동하는 것으로 나타났습니다.

질문 1.
정상적인 삶을 유지하기 위해 신체는 영양소(미네랄, 물, 유기 화합물)와 산소가 필요합니다. 일반적으로 이러한 물질은 혈관을 통해 이동합니다(식물의 경우 나무와 인피의 혈관을 통해, 동물의 경우 혈관을 통해). 세포에서 물질은 소기관에서 오가노이드로 이동합니다. 물질은 세포 간 물질에서 세포로 운반됩니다. 노폐물과 불필요한 물질은 세포에서 제거된 다음 배설 기관을 통해 체내에서 제거됩니다. 따라서 신체의 물질 수송은 정상적인 신진 대사와 에너지에 필요합니다.

질문 2.
단세포 유기체에서 물질은 세포질의 움직임에 의해 운반됩니다. 따라서 아메바에서 세포질은 신체의 한 부분에서 다른 부분으로 흐릅니다. 그 안에 들어있는 영양소는 몸 전체로 이동하고 운반됩니다. 섬모 신발 - 일정한 체형을 가진 단세포 유기체 -에서 소화 소포의 움직임과 세포 전체의 영양소 분포는 세포질의 지속적인 원형 운동에 의해 달성됩니다.

질문 3.
심혈관이 시스템은 모든 장기와 조직에 필요한 혈액의 지속적인 이동을 보장합니다. 이 시스템을 통해 기관과 조직은 산소, 영양소, 물, 미네랄 염, 신체 기능을 조절하는 호르몬을 혈액과 함께 기관으로 들어갑니다. 장기에서 혈액으로 이산화탄소, 부패 산물이 나옵니다. 또한 순환계는 일정한 체온을 유지하고 신체 내부 환경의 불변성을 보장합니다( 항상성), 기관의 관계는 조직과 기관에서 가스 교환을 제공합니다. 혈액에는 항체 및 항독소.

질문 4.
피유체 결합 조직입니다. 그것은 플라즈마와 형성된 요소로 구성됩니다. 혈장은 액체 세포 간 물질이며 모양 요소는 혈액 세포입니다. 혈장은 혈액량의 50~60%를 구성하고 90%가 수분입니다. 나머지는 유기(약 9.1%) 및 무기(약 0.9%) 플라즈마 물질입니다. 유기 물질에는 단백질(알부민, 감마 글로불린, 피브리노겐 등), 지방, 포도당, 요소가 포함됩니다. 혈장에 피브리노겐이 존재하기 때문에 혈액이 응고될 수 있습니다. 이는 혈액 손실로부터 신체를 보호하는 중요한 보호 반응입니다.

질문 5.
혈액은 혈장과 형성된 요소로 구성됩니다. 혈장은 액체 세포 간 물질이며 모양 요소는 혈액 세포입니다. 혈장은 혈액량의 50~60%를 구성하고 90%가 수분입니다. 나머지는 유기(약 9.1%) 및 무기
(약 0.9%) 플라즈마 물질. 유기 물질에는 단백질(알부민, 감마 글로불린, 피브리노겐 등), 지방, 포도당, 요소가 포함됩니다. 혈장에 피브리노겐이 존재하기 때문에 혈액이 응고될 수 있습니다. 이는 혈액 손실로부터 신체를 보호하는 중요한 보호 반응입니다.
혈액의 형성된 요소는 적혈구 - 적혈구, 백혈구 - 백혈구 및 혈소판 - 혈소판입니다.

질문 6.
기공두 개의 콩 모양(후행) 셀 사이에 있는 간격을 나타냅니다. 가드 셀은 큰 위에 있습니다. 세포간느슨한 잎 조직에서. 기공은 일반적으로 잎날의 아래쪽과 수생 식물(수련, 캡슐)에 있으며 위쪽에만 있습니다. 많은 식물(곡물, 양배추)은 잎 양면에 기공이 있습니다.

질문 7.
정상적인 생명을 유지하기 위해 식물은 잎으로 대기로부터 CO 2(이산화탄소)를 흡수하고 뿌리가 있는 토양에서 미네랄 염이 용해된 물을 흡수합니다.
식물의 뿌리는 보풀처럼 토양 용액을 흡수하는 뿌리털로 덮여 있습니다. 덕분에 흡입 표면이 수십 배, 심지어 수백 배 증가합니다.
식물에서 물과 미네랄의 이동은 뿌리 압력과 잎에 의한 물의 증발이라는 두 가지 힘으로 인해 수행됩니다. 뿌리 압력 - 뿌리에서 싹까지 수분을 한 방향으로 공급하는 힘. 잎에 의한 물의 증발은 잎의 기공을 통해 발생하고 식물을 통해 위쪽으로 미네랄이 용해된 물의 지속적인 흐름을 유지하는 과정입니다.

질문 8.
잎에서 합성된 유기 물질은 식물의 모든 기관으로 흐르지만 인피의 체관으로 흘러 하향류를 형성합니다. 목본 식물에서 수평면의 영양소 이동은 코어 광선의 참여로 발생합니다.

질문 9.
뿌리 털의 도움으로 물과 미네랄이 토양 용액에서 흡수됩니다. 뿌리 유모 세포의 껍질이 얇아서 흡수가 용이합니다.
루트 압력- 뿌리부터 싹까지 일방적으로 수분을 공급하는 힘. 뿌리 압력은 뿌리 혈관의 삼투압이 토양 용액의 삼투압을 초과할 때 발생합니다. 뿌리 압력은 증발과 함께 식물체에서 물의 이동에 관여합니다.

질문 10.
식물에서 물이 증발하는 현상을 증발. 물은 식물체의 전체 표면을 통해 증발하지만 특히 잎의 기공을 통해 집중적으로 증발합니다. 증발의 의미: 그것은 식물의 몸을 통해 물과 용질의 이동에 참여합니다. 식물의 탄수화물 영양을 촉진합니다. 과열로부터 식물을 보호합니다.