Особенности регуляции жизненных функций организма у одноклеточных, растений и животных
Регуляция функций живого организма представляет собой систему реакций этого организма на изменения, происходящие во внешней и внутренней среде.
В основе этого комплекса реакций лежит поддержка постоянства внутренней среды организма, который называют гомеостазом. Поскольку организм одноклеточных — это одна клетка, то и все процессы регуляции происходят именно в ней. Эти процессы представлены биохимическими реакциями, вызванными изменением концентрации определенных веществ в клетке.
Помимо этого, одноклеточные имеют светочувствительный орган — благодаря ему организм (или клетка) способен двигаться в направлении света или от него. Важно отметить, что освещенность тесно связана с температурой среды.
Регуляция функций у растений
Регуляция жизненных функций растений осуществляется ими при помощи биологически активных веществ, получивших название фитогормонов. Такие вещества влияют на различные процессы растительного организма. К примеру, может ускоряться деление клеток, развитие побегов, а также созревание плодов. Также может стимулироваться процесс опадания листьев или затормаживать определенные процессы.
Образование фитогормонов происходит в определенного типа клетках. Они перемещаются по проводящим тканям к клетке или части растения, на которую они должны оказывать непосредственное воздействие.
У растения также есть и другие биологически активные вещества — фитонциды и алкалоиды. С их помощью растение воздействует на других особей: своего вида или других видов.
Яркий пример — угнетение некоторыми растениями (ландышем, пыреем, ясенем) развитие других растений-соседей. Фитонциды лука, чеснока и сосны могут убивать микроорганизмы.
У растений имеется важная способность определенным образом реагировать на изменения, происходящие в окружающей среде. Эти реакции получили название тропизмов и настий.
Тропизм представляет собой ростовые движения, которые направлены к или от определенного фактора вроде света, гравитации и др.
Тропизмы — следствие неравномерного деления клеток организма, происходящего под действием фитогормонов, которые отвечают за контроль роста. При изменении положения растения в пространстве — допустим, вертикально растущее растение расположить горизонтально — оно будет адаптироваться к новому положению: в этом случае корни начнут расти вниз, а верхушка — вверх.
К примеру, если освещение будет распространяться только на одну сторону, то побеги направятся в сторону света.
На открытом пространстве сосна растет свободно и имеет разлогий ствол, а в густом сосновом бору — сосны высокие и ровные.
Настии — это определенные движения органов растения как ответ на действие раздражителя без определенной направленности (как изменение температуры и освещенности).
Раскрывание или закрывание цветка, поворот цветка или его соцветия в направлении солнца, складывание листьев под воздействием температуры — типичные примеры настий.
Регуляция функций у животных
Две взаимосвязанные системы регулируют функции животных. Многие физиологи считают, что древнейшей системой регуляции функций считается гуморальная регуляция. Она протекает при помощи биологически активных веществ, которые растворены в жидкости: крови, лимфе, тканевой жидкости.
Отдельные вещества, вроде гормонов, вырабатывают специальные железы. Есть вещества, которые поступают в окружающую среду или образуются в результате обмена веществ.
К примеру, при повышении концентрации углекислого газа в крови становится причиной стимуляции дыхательного центра: происходит учащение дыхания и увеличения глубины вдоха. Одни гормоны отвечают за активизацию биохимических процессов организма, а другие — за затормаживание. Действие этих гормонов продолжается до достижения их концентрации до определенной нормы.
Нервная регуляция — еще один механизм регуляции функций, которая происходит при участии нервной системы. При любом изменении состояния внешней и внутренней среды организма нейрон начинает вырабатывать импульс. Он поступает в соответствующий отдел нервной системы, а затем передается на рабочий орган: мышцу или железу.
Рефлекс — ответная реакция организма.
Нервная и гуморальная системы в организме животного тесно друг с другом связаны. По этой причине регуляция функций в организме животного называется нейрогуморальной регуляцией.
Источник
Чем регулируются все процессы жизнедеятельности растений
Растения могут отвечать на раздражители только химическим способом – нервная система у них отсутствует. В связи с этим отклик на раздражители происходит очень медленно и выражается обычно только в изменении роста.
Абсолютное большинство растений не способно к движению всего организма в целом. Однако под действием внешних раздражителей некоторые органы растений могут двигаться или расти.
Рост растений под действием внешних раздражителей называется тропизмом . Тропизмы бывают положительными и отрицательными, в зависимости от того, к стимулирующему фактору или от него направлена ответная реакция. Существует несколько разновидностей тропизмов:
Настиями называют различные типы ненаправленного движения части растения в ответ на внешний раздражитель. Движение происходит в результате роста или изменения тургорного давления. Среди этих типов можно выделить никтинастию («сонное движение») – открытие и закрытие листьев при изменении освещённости или температуры, гаптонастию – ответ на прикосновение. Гаптонастия выделяется ещё и тем, что передача ответа на раздражение происходит очень быстро (иногда это занимает всего несколько секунд). К гаптонастическим движениям относятся и некоторые движения, совершаемые насекомоядными растениями.
Таксис – это перемещение всего организма под действием внешнего раздражителя (света, какого-либо химического вещества, силы тяжести, магнитного поля, кислорода и т. п.). Характерно только для бактерий, одноклеточных растений и растительных половых клеток.
Химическая координация у растений осуществляется так называемыми ростовыми веществами , которые можно считать аналогом гормонов животных. В настоящее время известно пять основных классов ростовых веществ.
Источник
Биология. 11 класс
Главным преимуществом жизни клеток в многоклеточном организме по сравнению с одиночным существованием является уменьшение неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды. Проживая совместно, клетки за счет своей совокупной жизнедеятельности создают для себя особую среду обитания.
*Ярким примером этого факта является существование многоклеточных организмов на поверхности суши. Как известно, для жизни на планете Земля необходимым условием является обязательное наличие достаточных количеств воды как внутри клеток, так и в окружающей их среде. Без этого невозможно ни поступление необходимых для жизни веществ, ни протекание тех самых биохимических реакций, которые лежат в основе жизнедеятельности. С этой точки зрения только водоемы и постоянно содержащая необходимое количество воды поверхность суши (влажная почва) могут быть местом обитания. Однако многоклеточные организмы могут обитать вне водоемов и влажной почвы. При этом все их клетки получают необходимое для жизни количество воды. *
Создание и поддержание благоприятной для жизни среды достигается тем, что в многоклеточном организме клетки специализируются для выполнения определенных функций. Такие функции не обязательны для существования каждой конкретной клетки, но важны для выживания организма в целом. Насколько высок уровень такой специализации можно увидеть, сравнивая клетки разных тканей одного организма. Сравните, например, эритроциты и нейроны человека. Эти клетки очень сильно отличаются по строению, размерам, особенностям процессов жизнедеятельности. Каждая такая специализированная клетка в отдельности существовать не может. Однако действуя совместно, такие клетки создают внутреннюю среду многоклеточного организма, которая гораздо лучше приспособлена для жизни клеток, чем среда, окружающая организм в целом.
При этом необходимые для жизни клеток факторы во внешней среде обитания организма могут колебаться в широких пределах, но во внутренней среде они будут оставаться неизменными. Такое постоянство внутренней среды называется гомеостазисом.
Регуляция жизненных функций у растений. Основным условием существования растительных клеток является наличие света, углекислого газа, воды и ионов солей. Вегетативные органы растений устроены так, чтобы находящиеся в наземно-воздушной среде клетки получали все необходимое. Клетки основной ткани листьев, которые лучше всего освещены, получают необходимую воду и ионы солей благодаря всасывающей функции корня и проводящей функции стебля. Через устьица к этим же клеткам поступает углекислый газ. В результате процесса фотосинтеза в клетках листьев образуется большое количество богатого энергией органического вещества. Его хватает не только для жизнедеятельности этих клеток. По проводящей ткани богатые энергией углеводы доставляются и тем клеткам растений, на которые свет не попадает. Благодаря этому клетки корней и внутренней части стеблей поддерживают свою жизнедеятельность и выполняют функции, необходимые всему растению.
Чтобы все описанное происходило наилучшим образом, необходима регуляция общих жизненных процессов организма. В растениях она осуществляется благодаря направленному росту органов. Корни растут так, чтобы их клетки могли поглотить наибольшее количество воды и минеральных веществ. Рост и ветвление стеблей направлены на вынос листьев к свету. Генеративные органы растений также выносятся в наилучшие условия для осуществления процессов размножения.
Все это возможно потому, что в различных частях организма растения имеются образовательные ткани. Их клетки постоянно способны к делению, но делятся только тогда, когда на них действуют специальные вещества. Эти вещества называются фитогормонами. Под действием фитогормонов ускоряется или замедляется деление клеток и их дифференцировка. Благодаря этому в зависимости от условий окружающей среды происходят сезонные изменения в жизни растений. При благоприятных условиях органы растут и развиваются. При ухудшении условий растение переходит в состояние покоя.
Состав и количество фитогормонов меняется в зависимости от состояния и положения органов на растении. Наглядным примером является регулирование формирования кроны у древесных растений. В зависимости от освещенности той или иной части растения регулируется рост его боковых побегов. Выделяемые верхушечными участками стебля фитогормоны перераспределяются внутри растения так, чтобы рост побегов обеспечивал максимальную освещенность листовой поверхности. При этом часть стеблевых почек под действием этих гормонов переходит в состояние покоя. Если активно растущие побеги повреждаются (например, при обрезке удаляются их верхушечные части), отсутствие выделявшихся ими гормонов приводит к развитию побегов из покоящихся почек. Таким образом растение снова сформирует крону, которая позволит ему наилучшим образом фотосинтезировать.
*Знание характера регулирования жизнедеятельности растительного организма имеет практическое значение. Агротехнические приемы, которые используются в растениеводстве, разрабатываются и применяются с учетом действия фитогормонов. Например, пересадку луковичных многолетних растений осуществляют в периоды покоя. В это время рост и развитие их надземных побегов и корней ограничены из-за соответствующего действия фитогормонов. Это гарантирует отсутствие повреждений, возможных при пересадке. Обрезку веток древесных пород проводят, исходя из их способности формировать покоящиеся почки. Эффективность размножения растений стеблевыми или листовыми черенками повышают путем обработки черенков растворами фитогормонов, стимулирующих формирование корней.*
Источник