2.15. Czynności życiowe organizmów Opracowała Bożena Smolik Konsultant Arleta Poręba-Konopczyńska

Żywe istoty, pomimo ogromnej różnorodności budowy i sposobów funkcjonowania, cechują te same podstawowe czynności życiowe. Umożliwiają one przetrwanie organizmów w zmieniających się bez przerwy warunkach środowiska oraz wydanie potomstwa.

Czynności życiowe organizmów: odżywianie oddychanie wydalanie rozmnażanie wzrost i rozwój reakcja na bodźce ruch

Bez energii nie ma życia Wykonywanie wszystkich czynności życiowych jest możliwe dzięki energii. Energii nie można zobaczyć, ale jest ona warunkiem życia, ponieważ jest ona wykorzystywana w przebiegu wszystkich procesów życiowych. Energia nieustannie przepływa w obrębie komórki, pomiędzy komórkami oraz pomiędzy organizmami. Energię organizm pobiera, a następnie przetwarza na wiele sposobów: 1.Przekształcenie promieniowania słonecznego w energię chemiczną w procesie fotosyntezy. 2. Uwalnianie energii w procesie oddychania w mitochondriach. 3. Przekształcanie energii chemicznej w mechaniczną, elektryczną, osmotyczną, cieplną. Część energii w postaci ciepła przenika do środowiska i rozprasza się.

Czynniki niezbędne do życia organizmów W celu przekształcania energii organizm pozyskuje ze środowiska następujące jego składniki: pokarm, woda, sole mineralne, tlen (dla oddychających tlenowo). W celu przekształcania energii przez organizmy niezbędne są: odpowiednia temperatura, światło. Ponadto organizmy wymagają: miejsce do życia.

Odżywianie się Pokarm jest źródłem energii niezbędnej do życia i substancji potrzebnych do budowy organizmu. Ze względu na sposób odżywiania się organizmy dzielimy na samożywne i cudzożywne. Samożywność jest to zdolność organizmów do wytwarzania własnej materii organicznej z substancji nieorganicznych i energii pochodzącej ze środowiska. Związki organiczne mogą być wytwarzane na drodze chemosyntezy lub fotosyntezy. Organizmy cudzożywne, w celu przyswojenia związków organicznych, muszą najpierw pokarm zdobyć, a następnie go strawić.

Fotosynteza Fotosynteza jest to proces produkcji związków organicznych (glukozy) z dwutlenku węgla i wody przy udziale energii świetlnej, w obecności chlorofilu. http://www.scholaris.pl/cms/index.php/resources/animacja_fotosynteza.html Warunki niezbędne do przebiegu fotosyntezy: obecność w roślinie chlorofilu, energia świetlna, dwutlenek węgla , Woda, odpowiednia temperatura.

Łańcuchy pokarmowe Produkty fotosyntezy są pokarmem następnej grupy organizmów, czyli roślinożerców http://www.scholaris.pl/cms/inde x.php/resources/animacja_ener gia_potrzebna_ciału.html

Podział organizmów cudzożywnych

Podział organizmów cudzożywnych Destruenci, tj. saprofity i saprofagi, odżywiając się szczątkami organicznymi, znajdującymi się w glebie, mule, wodzie, ściółce leśnej, rozkładają materię organiczną na związki nieorganiczne. Umożliwiają w ten sposób krążenie pierwiastków w przyrodzie.

Pasożyty Miejscem bytowania pasożytów i zdobywania pokarmu są inne organizmy. Pasożyty zewnętrzne przytwierdzają się do swojego żywiciela za pomocą przyssawek lub innych narządów czepnych oraz lepkich substancji. Pasożyty wewnętrzne wchłaniają pokarm już strawiony przez żywiciela.

Oddychanie Energia niezbędna do życia, zmagazynowana w pokarmach, jest wyzwalana w procesie oddychania komórkowego. Im więcej pokarmu i tlenu ma organizm tym więcej energii może wykorzystać do swojej aktywności Sposoby wyzwalania energii są dwa: tlenowy beztlenowy Porównanie oddychania tlenowego i beztlenowego znajdziesz na schemacie http://www.scholaris.pl/cms/view_all.php?id=7993 Warunkiem oddychania tlenowego jest wymiana gazowa. W przyrodzie występuje wielka różnorodność przystosowań do wymiany gazowej. Czynnikiem o tym decydującym jest przede wszystkim środowisko życia.

Sposoby wymiany gazowej Wodne środowisko życia Rozpuszczalność tlenu w wodzie jest niewielka i zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Proste zwierzęta wodne, o powolnej przemianie materii, np. parzydełkowce, wirki, obleńce oraz większość pierścienic, oddychają całą powierzchnią ciała. Umożliwia im to cienka, przepuszczalna dla tlenu i dwutlenku węgla powłoka ciała. Wyżej uorganizowane zwierzęta wykorzystują skrzela: skrzela zewnętrzne posiadają: skorupiaki, ślimaki morskie, małże, głowonogi i larwy płazów skrzela wewnętrzne posiadają ryby http://www.scholaris.pl/cms/index.php/resources/film_oddychanie_za_pomocą_skrzeli. html

Sposoby wymiany gazowej Środowisko lądowe: W powietrzu znajduje się 30 razy więcej tlenu niż w wodzie. Problemem jest: wysychanie powierzchni oddechowych, duże straty wody przez organizmy. Dlatego narządy oddechowe zwierząt lądowych ukryte są we wnętrzu ciała. Do wymiany gazowej tlenem atmosferycznym służą: tchawki u owadów, płucotchawki u pajęczaków, płuca u kręgowców wodno-lądowych i lądowych. U ROŚLIN -wymiana gazowa zachodzi przez aparaty szparkowe i przetchlinki.

Wydalanie Wszystkie przemiany, zachodzące w komórkach, prowadzą do powstania ubocznych produktów przemiany materii. Są one zbędne i często toksyczne. Organizm musi je usunąć. Produkty wydalania jednych organizmów mogą okazać się podstawą funkcjonowania innych.

Produkty wydalania U roślin: U zwierząt lądowych: U zwierząt wodnych: woda, dwutlenek węgla, tlen. U zwierząt wodnych: amoniak, dwutlenek węgla. U zwierząt lądowych: mocznik kwas moczowy dwutlenek węgla woda sole mineralne nadmiar witamin

Wydalanie u roślin Rośliny przez aparaty szparkowe lub całą powierzchnią ciała wydalają: wodę (w postaci pary wodnej), dwutlenek węgla i tlen, Parowanie wody umożliwia jej przesuwanie się, wraz z solami mineralnymi, z korzeni do liści. Dwutlenek węgla, powstały w procesie oddychania wewnątrzkomórkowego, roślina usuwa na zewnątrz (w nocy) lub wykorzystuje go do procesu fotosyntezy ( w dzień). Tlen jest wytwarzany i usuwany aparatami szparkowymi wyłącznie w dzień. Niektóre produkty metabolizmu magazynowane są w wodniczkach. Należą do nich, np.: barwniki, kofeina, teina, nikotyna, garbniki. W wodniczkach odkładane są również sole szczawianu wapnia, które najczęściej występują w postaci kryształów w wodniczkach lub w cytoplazmie. Niektóre rośliny, np. rabarbar, szczaw, zawierają dużo szczawianów i dlatego częste ich spożywanie może być przyczyną odkładania się ich w nerkach lub pęcherzyku żółciowym.

Wydalanie u zwierząt wodnych Zwierzęta wodne wydalają amoniak. Jest to związek silnie trujący dla organizmu nawet w małych ilościach, ale dobrze rozpuszczalny w wodzie.

Wydalanie u zwierząt lądowych Zwierzęta lądowe produkują mniej toksyczny związek chemiczny - mocznik. Jego stężenie w moczu musi być większe, by umożliwiało oszczędną gospodarkę wodną. Na bardzo oszczędne gospodarowanie wodą pozwala usuwanie związków azotowych w postaci kwasu moczowego (białe kryształki). Wytwarzają go owady, gady i ptaki.

Narządy wydalania u zwierząt CCałą powierzchnią ciała, bezpośrednio przez błonę komórkową – pierwotniaki, jamochłony. NNefrydia w postaci orzęsionego lejka w każdym segmencie, wyprowadzającego z jam ciała toksyczne związki – występują u pierścienic (dżdżownica). CCewki Malpighiego w postaci cienkich wypustek jelita, w których gromadzone są zbędne produkty przemiany materii, a następnie usuwane wraz z kałem – występują u stawonogów. NNerki, filtrujące zbędne produkty przemiany materii z krwi – występują u kręgowców.

Wydalanie produktów przemiany materii jest wspomagane przez inne narządy Skrzela i płuca – wydalają dwutlenek węgla i wodę Skóra – wydala pot, a wraz z nim wodę, sole mineralne, mocznik, kwas moczowy i amoniak.

Reakcja na bodźce Organizmy w celu przetrwania muszą odbierać ze środowiska zewnętrznego i przetwarzać informacje. Organizmy jednokomórkowe odbierają bodźce za pośrednictwem błony komórkowej. Reagują ruchem całego ciała na działanie bodźca. Zwierzętom umożliwiają to narządy zmysłów, które odebrane informacje przekazują do układu nerwowego. Narządy zmysłów i stopień rozwoju układu nerwowego komplikuje się wraz z rozwojem ewolucyjnym zwierząt. Rośliny również reagują na bodźce, pochodzące ze środowiska zewnętrznego. Odpowiedzią na bodziec jest ruch organów roślin, tj. liści, łodygi, korzeni i kwiatów. Bodźcem może być woda, światło, przyciąganie ziemskie, temperatura, substancje chemiczne, dotyk.

Ruch u roślin Fototropizm- reakcja na światło, Rośliny nie przemieszczają się. Ruch roślin polega na zmianie położenia łodygi lub innego organu. Ruchy organów roślin mogą być wywołane przez bodźce kierunkowe – tzw. tropizmy: Fototropizm- reakcja na światło, Geotropizm- reakcja na siłę grawitacji ( korzeń rośnie zawsze w dół, a łodyga do góry), Hydrotropizm- kierowanie się korzeni w stronę miejsc bardziej wilgotnych, Chemotropizm- nierównomierny wzrost korzeni pod wpływem różnego stężenia substancji chemicznych w glebie Tigmotropizm – to np. okręcanie się łodygi fasoli wokół podpory

Fototropizm i geotropizm Jeżeli organ wygina się w kierunku działającego bodźca, to taki ruch opatrujemy znakiem dodatnim, a jeżeli w kierunku przeciwnym do działającego bodźca to otrzymuje znak ujemnym.

Ruch u roślin Nastie, to ruchy organów roślinnych związane ze zmianą natężenia bodźca niezależnie od kierunku jego działania. Fotonastie – to ruch, który polega na otwieraniu się i zamykaniu płatków kwiatów pod wpływem światła. Termonastie – to ruch, który polega na otwieraniu się płatków kwiatów pod wpływem temperatury. Sejsmonastie – to gwałtowny ruch liści pod wpływem dotyku – tak reagują listki mimozy i liście –pułapki roślin owadożernych.

Przemieszczanie się organizmów Sposób poruszania się zwierząt jest uzależniony od stopnia organizacji budowy ciała oraz od środowiska życia. Niektóre bakterie aktywnie się poruszają np. za pomocą ruchu rzęsek. Pierwotniaki poruszają się ruchem pełzakowatym lub rzęskowym. U zwierząt wielokomórkowych, tkankowych, ruch odbywa się za pomocą mięśni. Ogromny udział w poruszaniu się zwierząt odgrywa szkielet - zewnętrzny lub wewnętrzny.

Ruch w wodzie Woda cechuje się dużą gęstością środowiska. Właśnie dlatego ruch w wodzie wymaga wielu przystosowań, które zmniejszają nakłady energii niezbędne do poruszania się w tym środowisku. Zwierzęta wodne mają między innymi opływowy kształt ciała, co zmniejsza opór wody i nakłady energii na poruszanie się. Naskórek najczęściej jest gładki i pokryty warstwą śluzu, który zmniejsza siły tarcia. Sposoby poruszania się: odrzut – meduzy, kałamarnice, falowanie ciałem – murena, węgorz, ruch ogona – płoć, karp, leszcz, ślizganie – płaszczka.

Ruch na lądzie Powietrze jest mieszaniną gazów o mniejszej niż woda gęstości. Właśnie dlatego ruch po lądzie nie wymaga dużych nakładów energii. Jednak mała gęstość środowiska i brak siły wyporu zmuszają organizmy do nakładów energii na utrzymanie równowagi. Różnorodność struktury podłoża, na którym żyją zwierzęta lądowe sprawia, że ich kończyny i sposoby poruszania się są zróżnicowane. Sposoby poruszania się: pełzanie – węże, kroczenie – koń, czapla, skakanie – kangur, wróbel, lot – nietoperze, ptaki.

Rozmnażanie się Istotna cechą organizmów jest ich zdolność do rozmnażania się, czyli do wydawania potomstwa. Proces ten warunkuje przetrwanie gatunku. Różnorodność sposobów rozmnażania się zostanie omówiona w jednym z następnych tematów.

Zadania Wyjaśnij, jakie organizmy nazywamy saprofagami. Podaj jeden przykład takiego organizmu. Wymień wszystkie czynniki, mające wpływ na odżywianie się roślin. Na podstawie materiałów, zamieszczonych w prezentacji, porównaj wydajność oddychania tlenowego i beztlenowego. Wyjaśnij na czym polegają tropizmy. Przedstaw, w jaki sposób, wybrany przez ciebie organizm, przeprowadza procesy życiowe wymienione w prezentacji.

Źródła J. Loritz-Dobrowolska i wsp.,Biologia 1,Operon,2009r. E. Kłos i wsp., Ciekawa biologia1,WSiP, 2002r. B.Klimuszko, Żak, 2009r. B.Klimuszko, Żak,2001r. H.Lach,J.Ślósarczyk, Nowa Era, 1994r. Z.Sendecka i wsp., Vademecum, Operon, 2008r. E.Pyłka-Gutowska,E.Jastrzębska, Bliżej biologii 1, WSiP, 2009r. D.Cichy,I.Żeber-Dzikowska, Biologia 1, DEBIT, 1999r. B.Potocka,W.Górski, Biologia 1, MAC Edukacja S.A.,2002r.

Wesołych Świąt By Wam wszystko pasowało, by kłopotów było mało, byście zawsze byli zdrowi, by problemy były z głowy, by się wiodło znakomicie, by wesołe było życie!