Урок 19. Особливості обміну речовин у гетеротрофних організмів

Цілі уроку:

■ освітня: сформувати знання про особливості обміну речовин у гетеротрофних організмів;

■ розвивальна: розвивати навички наукового мислення, вміння аналізувати інформацію та знаходити зв'язки між ефективністю біологічних процесів і умовами їх перебігу;

■ виховна: виховувати розуміння єдності всіх біологічних процесів у живих організмах і важливості цих процесів для існування життя.

Обладнання і матеріали: таблиці «Будова тваринної клітини», зображення гетеротрофних організмів.

Базові поняття і терміни: гетеротрофні організми, голозойний тип живлення, сапротрофний тип живлення, мутуалізм та паразитизм.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою; наукове розуміння природи; уміння аналізувати, формулювати висновки; знання та розуміння фундаментальних принципів біології.

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Питання для бесіди

1. Які організми за особливостями обміну речовин належать до гетеротрофів?

2. У чому полягає їх істотна відмінність від автотрофів?

3. Наведіть приклади гетеротрофних організмів з вашого повсякденного життя. Доведіть свій вибір.

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Загальна характеристика гетеротрофів

Гетеротрофи — організми, що не здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних шляхом фотосинтезу або хемосинтезу. Для синтезу необхідних для їхньої життєдіяльності органічних речовин їм потрібні органічні речовини, створені іншими організмами. Гетеротрофами є майже всі тварини і гриби, більшість бактерій та деякі рослини. У рослин-гетеротрофів повністю (вовчок, рафлезія) або майже повністю (повитиці) відсутній хлорофіл, і вони живляться, проростаючи у тіло хазяїна.

Виживання гетеротрофів прямо або опосередковано пов’язане з активністю автотрофів. Межа між автотрофами та гетеротрофами є дещо умовною, оскільки існує чимало видів, що мають перехідний тип живлення — міксотрофію, або застосовують найбільш згубний у певних умовах тип живлення.

Гетеротрофи отримують їжу різноманітними способами. Однак шляхи перетворення їжі на зручну для засвоєння форму в багатьох організмів схожі та складаються з таких процесів:

1) перетравлення — розщеплення великих і складних молекул до більш простих і розчинних;

2) всмоктування — перетворення розчинних молекул, утворених у результаті перетравлення, тканинами організму;

3) асиміляція — використання поглинених молекул для різних цілей.

Для зручності розрізняють такі типи гетеротрофного живлення: голозойний, сапротрофний, мутуалізм та паразитизм. Хоча іноді важко провести чітку межу між ними. Розглянемо всі типи по черзі.

2. Особливості голозойного типу живлення

Голозойний тип живлення притаманний тваринам, що мають спеціалізований травний канал. Більшість тварин є голозойними. Голозойне живлення включає такі етапи:

1) Проковтування забезпечує захоплення їжі.

2) Перетравлення — розщеплення великих органічних молекул на більш дрібні й такі, що краще розчиняються у воді. Перетравлення має два етапи: механічне перетравлення (механічне руйнування їжі, наприклад, зубами) та хімічне перетравлення (перетравлення за допомогою ферментів). Перетравлення може бути позаклітинним (відбувається поза межами клітини) та внутрішньоклітинним (відбувається всередині клітини).

3) Всмоктування — перенос розчинних молекул, отриманих під час розщеплення поживних речовин, крізь мембрану у відповідні тканини. Ці речовини можуть надходити або безпосередньо у клітини, або спочатку в кров, а вже потім розноситися у різні органи.

4) Засвоєння (асиміляція) — використання поглинених молекул для забезпечення енергією чи речовинами всіх тканин та органів.

5) Виділення (екскреція) — евакуація з організму неперетравлених залишків їжі й виведення кінцевих продуктів обміну.

Тварини, що живляться рослинами, мають назву рослиноїдні, ті, що живляться іншими тваринами — м’ясоїдні, а ті, що живляться змішаної їжею (і рослинною, і тваринною) — всеїдні.

Деякі тварини (мікрофаги) живляться дрібними частками, наприклад, дощові черви чи організми-фільтратори — двостулкові молюски, губки та ін. Інші поглинають їжу у рідкому стані, як, наприклад, попелиці, метелики та комарі. Є тварини, які живляться відносно великими частками, наприклад гідра та актинія, що захоплюють їжу щупальцями, а також великі м’ясоїдні — наприклад, вовки або акули, що мають ротові частини для кусання та жування.

3. Особливості сапротрофного типу живлення

Організми, що живляться мертвими органічними рештками або такими, що розкладаються, мають назву сапротрофи.

Багато грибів та бактерій є сапрофітами — наприклад, мукор, пеніцил, дріжджі. Для перетравлення сапротрофи виділяють у їжу ферменти, а потім поглинають і засвоюють продукти позаклітинного травлення. Таким чином, сапротрофи знищують органічні рештки, розкладаючи їх.

Багато простих речовин, що утворюються під час такого травлення, не використовуються самими сапротрофами і залишаються для живлення рослин. Таким чином забезпечується зв’язок у кругообігах речовин.

4. Особливості мутуалізму як типу живлення

Мутуалізм — це тісні взаємозв’язки між двома або більше організмами різних видів, що приносить користь усім партнерам. Приклади:

■ актинія та рак-самітник (актинія живиться залишками їжі рака і подорожує з ним, одночасно захищає за допомогою жалких клітин та маскує рака);

■ травоїдні тварини та бактерії й інфузорії, що живуть у травній системі (допомога у перетравленні целюлози);

■ бульбочкові бактерії та рослини (засвоєння атмосферного азоту);

■ гриби та вищі рослини (утворення мікоризи).

5. Особливості паразитизму як типу живлення

Паразитизм — тісна взаємодія між двома живими організмами різних видів, що є вигідним одному (паразиту) і є шкідливим для іншого (хазяїна). Від хазяїна паразит отримує не лише їжу, але й прихисток. Досконалий паразит здатний жити з хазяїном, не завдаючи йому великої шкоди. Іноді буває важко встановити ступень користі чи шкоди, що завдає така взаємодія.

Паразитів, що живуть на зовнішній поверхні хазяїна, називають ектопаразитами (приклади: кліщі, блохи, п’явки). Вони можуть не постійно вести винятково паразитичний спосіб життя, а живитися хазяїном час від часу. Паразити, що живуть усередині хазяїна, мають назву ендопаразити (приклади: аскарида, малярійний плазмодій, свинячий ціп’як). Якщо паразит постійно веде паразитичний спосіб життя, його називають облігатним. До факультативних паразитів належать гриби, які поряд з паразитичним типом живлення застосовують ще сапротрофний на мертвих рештках (приклади: кандида — збудник молочниці, пітіум — спричиняє випрівання розсади). У деяких випадках факультативні паразити (наприклад, пітіум) убивають своїх хазяїв, а потім живуть сапротрофно на мертвих рештках.

IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ

1. Надайте коротку характеристику гетеротрофним організмам.

2. Порівняйте різні типи гетеротрофного живлення. Наведіть спільні та відмінні риси.

3. Наведіть приклади організмів з різними типами гетеротрофного живлення, зазначивши їхні фізіологічні особливості. Обґрунтуйте свій вибір.

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати відповідний параграф підручника.