Есть ли у инфузории туфельки ядро: чем питается, как передвигается и размножается, сколько живёт простейшее

Разное

Содержание

Инфузория, как вид простейших организмов (стр. 1 из 2)

Инфузория, как вид простейших

Тип Инфузории

К типу Инфузории относят около 6000 видов простейших, органеллами движения которых служит большое количество ресничек. Для большинства инфузорий характерно присутствие двух ядер: крупного вегетативного — макронуклеуса — и более мелкого генеративного — микронуклеуса. Макронуклеус имеет полиплоидный набор хромосом и регулирует процессы обмена веществ. Микронуклеус содержит диплоидный набор хромосом и участвует в половом процессе.

Среди инфузорий есть свободноживущие обитатели пресных и морских водоемов и паразиты человека и животных.

К свободноживущим инфузориям относят инфузорию туфельку. Размеры клетки 0,1-0,3 мм. Простейшее имеет постоянную форму, так как эктоплазма уплотнена и образует пелликулу. Тело инфузории покрыто ресничками. Их насчитывают от 10 до 15 тыс. В эктоплазме инфузории имеют защитные образоания — трихоцисты. При раздражении трихоцисты выстреливают наружу, превращаясь в длинные нити, парализующие жертву. После использования одних трихоцист на их месте в эктоплазме развиваются новые.

К органеллам питания относят ротовое отверстие, расположенное на брюшной стороне и ведущее в клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Вода с бактериями через елнточный рот попадает в эндоплазму, где образуются пищеварительные вакуоли. Вакуоли передвигаются вдоль тела инфузории.

Оставшиеся внутри вакуоли непереваренные остатки пищи удаляются наружу через порошицу — отверстие, расположенное неподалеку от заднего конца тела инфузории.

У инфузории туфельки есть две сократительные вакуоли, расположенные в передней и задней частях тела. Каждая вакуоль состоит из округлого резервуара и подходящих к нему в виде звезды 5 — 7 канальцев. Жидкие продукты и вода из цитоплазмы сначала поступают в приводящие канальцы, затем канальцы все сразу сокращаются и изливают свое содержимое в резервуар, после чего последний сокращается и выбрасывает жидкость через отверстие наружу, а канальцы в это время вновь наполняются. Вакуоли сокращаются поочередно.

Бесполое размножение инфузорий осуществляется путем поперечного деления и сопровождается делением макро- и микронуклеусов. Размножение повторяется 1 — 2 раза в сутки. Через несколько поколений в жизненном цикле инфузорий происходит половой процесс, который называют конъюгацией. Две инфузории подходят друг к другу брюшными сторонами, оболочка в месте их соприкосновения растворяется, и между ними образуется цитоплазматический мостик. Макронуклеусы при этом разрушаются, а микронуклеусы делятся мейозом на четыре ядра, три из которых разрушаются, а четвертое вновь делится пополам митозом.

В результате в каждой инфузории образуются мужское (мигрирующее) и женское (стационарное) ядра. Затем между особями происходит обмен мигрирующими ядрами с последующим слиянием стационарного и мигрирующего ядер, после чего особи расходятся. Вскоре в каждой из них ядро делится и впоследствии образуются микро- и макронуклеусы. Таким образом, при половом процессе число инфузорий не увеличивается, а обновляются наследственные свойства макронуклеуса и возникают новые комбинации генетической информации.

У человека в просвете толстого кишечника может паразитировать инфузория балантидий — возбудитель балантидиаза. Клинически это тяжелое заболевание выражается в кровавом поносе, коликах, лихорадке и мышечной слабости. Основным источником распространения балантидиоза служат свиньи, зараженные балантидиями. Балантидий в кишечнике свиней образуют цисты, которые с фекалиями попадают во внешнюю среду и там сохраняются длительное время. Заражение человека происходит при занесении цист в пищеварительный тракт с грязными руками или пищей. Часто балантидиозом болеют люди, связанные с работой по уходу за свиньями или обработкой свинины.

Диагноз ставят при нахождении балантидия в фекалиях. Профилактика та же, что и при других кишечных заболеваниях.

Строение

Наиболее типичный широко распространенный представитель ресничных — инфузория туфелька (Paramecium). Она обитает в стоячей воде, а также в пресноводных водоемах с очень слабым течением, содержащих разлагающийся органический материал.

Сложность строения клетки у парамеции объясняется тем обстоятельством, что ей приходится выполнять все функции, присущие целому организму, а именно питание, осморегуляцию и передвижение. Тело парамеции имеет характерную форму: передний конец у нее тупой, а задний несколько заострен.

Реснички инфузории туфельки расположены парами по всей поверхности клетки. Располагаясь продольными диагональными рядами, они, совершая биения, заставляют инфузорию вращаться и продвигаться вперед. Между ресничками находятся отверстия, ведущие в особые камеры, называемые трихоцистами. Из этих камер под влиянием определенных раздражителей могут выстреливать тонкие остроконечные нити, используемые, вероятно, для удержания добычи.

Под пелликулой инфузории туфельки располагается эктоплазма — прозрачный слой плотной цитоплазмы консистенции геля. В эктоплазме находятся базальные тельца (идентичные центриолям), от которых отходят реснички, а между базальными тельцами имеется сеть тонких фибрилл, участвующих, по-видимому, в координировании биения ресничек.

Основная масса цитоплазмы инфузории туфельки представлена эндоплазмой, имеющей более жидкую консистенцию, чем эктоплазма. Именно в эндоплазме расположено большинство органелл. На вентральной (нижней) поверхности туфельки ближе к ее переднему концу находится околоротовая воронка, на дне которой находится рот, или цитостом.

Рот инфузории туфельки ведет в короткий канал — цитофаринкс, или глотку. Как околоротовая воронка, так и глотка могут быть выстланы ресничками, движения которых направляют к цитостому поток воды, несущей с собой различные пищевые частицы, такие, например, как бактерии. Вокруг попавших в цитоплазму путем эндоцитоза пищевых частиц образуется пищевая вакуоль. Эти вакуоли перемещаются по эндоплазме к так называемой порошице, через которую непереваренные остатки путем экзоцитоза выводятся наружу.

В цитоплазме инфузории туфельки имеются также две сократительные вакуоли, местоположение которых в клетке строго фиксировано. Эти вакуоли отвечают за осморегуляцию, т. е. поддерживают в клетке определенный водный потенциал. Жизнь в пресной воде осложняется тем, что в клетку постоянно поступает вода в результате осмоса; эта вода должна непрерывно выводиться из клетки, чтобы предотвратить ее разрыв.

Происходит это с помощью процесса активного транспорта, требующего затраты энергии. Вокруг каждой сократительной вакуоли инфузории туфельки расположен ряд расходящихся лучами каналов, собирающих воду, перед тем как высвободить ее в центральную вакуоль.

В клетке парамеции инфузории туфельки находятся два ядра. Большее из них — макронуклеус — полиплоидное; оно имеет более двух наборов хромосом и контролирует метаболические процессы, не связанные с размножением. Микронуклеус — диплоидное ядро. Оно контролирует размножение и образование макронуклеусов при делении ядра.

Парамеция инфузории туфельки может размножаться и бесполым путем (поперечным делением надвое) и половым (путем конъюгации).

Движение

Совершая ресничками волнообразные движения, туфелька передвигается (плывёт тупым концом вперёд). Ресничка движется в одной плоскости и совершает прямой (эффективный) удар в выпрямленном состоянии, а возвратный — в изогнутом. Каждая следующая ресничка в ряду совершает удар с небольшой задержкой по сравнению с предыдущей. Плывя в толще воды, туфелька вращается вокруг продольной оси. Скорость движения — около 2 мм/c. Направление движения может меняться за счёт изгибаний тела. При столкновении с препятствием направление прямого удара меняется на противоположное, и туфелька отскакивает назад. Затем она некоторое время «раскачивается» взад-вперед, а затем снова начинает движение вперёд. При столкновении с препятствием мембрана клетки деполяризуется, и в клетку входят ионы кальция. В фазе «раскачивания» кальций выкачивается из клетки

Дыхание, выделение, осморегуляция

Туфелька дышит всей поверхностью клетки. Она способна существовать за счёт гликолиза при низкой концентрации кислорода в воде. Продукты азотистого обмена также выводятся через поверхность клетки и частично через сократительную вакуоль. Основная функция сократительных вакуолей осморегуляторная. Они выводят из клетки излишки воды, проникающие туда за счёт осмоса. Сначала набухают приводящие каналы, затем вода из них перекачивается в резервуар. При сокращении резервуара он отделяется от приоводящих каналов, а воды выбрасывается через пору. Две вакуоли работают в противофазе, каждая при нормальных физиологических условиях сокращается один раз в 10—15 с. За час вакуоли выбрасывают из клетки объём воды, примерно равный объёму клетки.

Размножение

У туфельки есть бесполое и половое размножение (половой процесс). Бесполое размножение — поперечное деление в активном состоянии. Оно сопровождается сложными процессами регенерации. Например, одна из особей заново образует клеточный рот с околоротовой цилиатурой, каждая достраивает недостающую сократительную вакуоль, происходит размножение базальных телец и образование новых ресничек и т.п.

Половой процесс, как и у других инфузорий, происходит в форме конъюгации. Туфельки, относящиеся к разным клонам, временно «склеиваются» ротовыми сторонами, и между клетками образуется цитоплазматический мостик. Затем макронуклеусы конъюгирующих инфузорий разрушаются, а микронуклеусы делятся путем мейоза. Из образовавшихся четырех гаплоидных ядер три погибают, а оставшаяся делится митозом. В каждой инфузории теперь есть два гаплоидных пронуклеуса — один из них женский (стационарный), а другой — мужской (мигрирующий). Инфузории обмениваются мужскими пронуклеусами, а женские остаются в «своей» клетке. Затем в каждой инфузории «свой» женский и «чужой» мужской пронуклеусы сливаются, образуя диплоидное ядро — синкарион. При делении синкариона образуется два ядра. Одно из них становится диплоидным микронуклеусом, а второе превращается в полиплоидный макронуклеус. Реально этот процесс происходит сложнее и сопровождается специальными постконъюгационными делениями.

Строение и размножение инфузории туфельки

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 73 Опубликовано 20.05.2019

Инфузория туфелька обитает в мелких стоячих водоемах. Формой тела она напоминает дамскую туфлю (рис. 24), покрыта прочной эластичной оболочкой, на которой имеются многочисленные волосовидные реснички (у инфузории туфельки их 10— 15 тыс.). Туфелька быстро передвигается благодаря согласованной работе

ресничек, которые загребают воду. Особые группы ресничек направляют пищу к ротовому отверстию и в небольшую Трубчатую глотку. Питается туфелька в основном бактериями. В пищеварительной вакуоле пища переваривается в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции. Непереваренные остатки выбрасываются через специальное отверстие-порошицу, расположенную позади ротового отверстия. Имеется две сократительные вакуоли (по одной на заднем и переднем концах тела). Вода и продукты распада поступают к ним по приводящим каналам, затем сокращается сама вакуоль и жидкость выталкивается наружу; Передняя и задняя вакуоли сокращаются попеременно.

В эндоплазме туфельки есть два ядра — большое и малое. Большое ядро — вегетативное, в нем происходит транскрипция — синтез на матрицах ДНК информационной и, других форм РНК, которые уходят в цитоплазму, где на рибосомах осуществляется синтез белка. Малое ядро играет важную роль в половом процессе, являясь «депо» наследственной информации, передаваемой из поколения в поколение. Размножается туфелька поперечным делением (бесполое размножение), которому предшествует митотическое деление малого ядра и характерные для митоза процессы в большом ядре. После многократного бесполого размножения в жизненном цикле происходит половой процесс, или конъюгация. Oн состоит в том, что две особи временно прикладываются одна к другой ротовой стороной. Большие ядра при этом распадаются на части и постепенно растворяются в цитоплазме. Малые ядра сначала делятся дважды, происходит редукция числа хромосом, далее три из четырех ядер разрушаются и растворяются в цитоплазме, а четвертое снова делится. В каждой инфузории в это время появляется два гаплоидных половых ядра. Одно из них — мигрирующее, или мужское, — переходит в соседнюю особь и сливается с оставшимся в нем женским (стационарным) ядром. Такой же процесс происходит и в другом конъюганте. После слияния мужского и женского ядер восстанавливается диплоидный набор хромосом. В это время инфузории отделяются друг от друга. В каждой инфузории из одного ядра формируется нормальный ядерный аппарат — большое и малое ядра. Биологическая сущность конъюгации состоит в периодической реорганизации ядерного аппарата, его обновлении и повышении наследственной изменчивости инфузорий.

Туфелька и некоторые другие свободноживущие инфузории питаются бактериями и водорослями. В свою очередь, инфузории служат пищей для мальков рыб и многих беспозвоночных животных. Иногда туфелек разводят для корма только что вылупившихся из икринок мальков рыб.

—Источник—

Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

Post Views: 1 723

туфелька : Животный мир : Виртуальная школа БАКАЙ

В таких же водоемах с загрязненной водой, где встречаются амеба и эвглена, можно обнаружить быстроплавающее одноклеточное простейшее, тело которого по форме напоминает крошечную туфлю. Это инфузория-туфелька. Она сохраняет постоянную форму тела благодаря тому, что наружный слой ее цитоплазмы плотный. Все тело инфузории покрыто продольными рядами многочисленных коротких ресничек, похожих по строению на жгутики эвглены и вольвокса. Реснички совершают волнообразные движения, и с их помощью туфелька плавает тупым (передним) концом вперед.

Простейших, передвигающихся при помощи многочисленных ресничек, относят к инфузориям. Впервые инфузорий обнаружили в воде, настоянной на различных травах («инфузория» означает «настойка»).

От переднего конца до середины тела туфельки проходит желобок с более длинными ресничками. На заднем конце желобка имеется ротовое отверстие, ведущее в короткую трубчатую глотку. Реснички желобка непрерывно работают, создавая ток воды. Вода подхватывает и подносит ко рту основную пищу туфельки — бактерий. Через глотку бактерии попадают внутрь тела инфузории. В цитоплазме вокруг них образуется пищеварительная вакуоль, в которую выделяется пищеварительный сок. Цитоплазма у туфельки, как и у амебы, находится в постоянном движении. Пищеварительная вакуоль отрывается от глотки и подхватывается течением цитоплазмы. Переваривание пищи и усвоение питательных веществ у инфузории происходит так же, как и у амебы. Непереваренные остатки выбрасываются наружу через отверстие — порошицу.

Дыхание и выделение у инфузории-туфельки происходит так же, как и у других простейших. Две сократительные вакуоли туфельки (спереди и сзади) сокращаются попеременно. Вода и вредные продукты жизнедеятельности собираются у туфельки из всей цитоплазмы по приводящим канальцам, которые подходят к сократительным вакуолям.

В цитоплазме туфельки расположены два ядра: большое и малое. Ядра имеют разное значение. На долю малого ядра приходится главная роль в размножении. Большое ядро оказывает влияние на процессы движения, питания, выделения.

Летом туфелька, интенсивно питаясь, растет и делится, ка и амеба, на две части. Малое ядро отходит от большого и разделяется на две части, расходящиеся к переднему и заднему концам тела. Затем делится большое ядро. Туфелька перестает питаться. Она посередине перетягивается. В переднюю и заднюю части туфельки отходят вновь образовавшиеся ядра. Перетяжка становится все более глубокой, и наконец обе половинки отходят друг от друга — получается две молодые инфузории. В каждой из них остается по одной сократительной вакуоли, а вторая образуется заново со всей системой канальцев. Начав питаться, молодые туфельки растут.

Инфузории могут отвечать определенным образом (например, перемещением) на воздействия (раздражения) окружающей среды, то есть обладают раздражимостью. Это свойство характерно для всех живых существ.

Влияние различных факторов на жизнедеятельность инфузории-туфельки

Джелядина А.Т. 1Кононова К.А. 1Носова Д.А. 1

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия «Пущино» городского округа Пущино Московской области, МБОУ гимназия «Пущино»

Зуйкова О.В. 1

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

1. Введение

Актуальность.

Простейшие организмы окружают нас повсюду. Их можно встретить в каплях воды, во влажной почве, на листьях растений, в органах животных и человека. Одно из них — инфузория-туфелька — представляет большой научный интерес, так как является наиболее удобной моделью для изучения жизнедеятельности живых организмов, а так же объектом, реагирующим на изменения качества среды. Мы решили изучить способы выращивания инфузорий, их реакцию на различные раздражители и устойчивость к воздействию внешних факторов.

Цель: изучить особенности жизнедеятельности инфузории-туфельки в различных условиях.

Задачи:

1. Провести анализ литературных источников об особенностях строения и жизнедеятельности инфузории-туфельки;

2. Познакомиться с различными методиками выращивания инфузории-туфельки в условиях школьной лаборатории;

3. Спланировать и провести эксперименты с инфузориями, выявляющими воздействие различных факторов на их жизнедеятельность;

4. Объединить полученные данные исследований, сделать выводы;

5. Предложить рекомендации по использованию проекта в дальнейшем.

Объект исследования: инфузория-туфелька.

Материалы и методы исследования: культура инфузории-туфельки, сбор луговых трав, сухая банановая кожура, яблочная кожура, молоко, гранулы сухого корма для рыб, предметные и покровные стекла, микроскоп, лупа, пробирки, пипетка, настольная лампа, комнатный термометр, миллиметровая бумага, светонепроницаемая бумага, поваренная соль, сахар, лимонный сок, раствор уксусной кислоты, индикаторные полоски, капля средства для мытья посуды, пластиковые пробирки, центрифуга. Методы исследования: наблюдение, экспериментирование, анализ полученных данных.

2. Основная часть

2.1. Обзор литературы

Инфузории являются одноклеточными животными, у которых клетка функционирует как целостный организм. Инфузорий примерно 8000 видов. Инфузория-туфелька (Paramecium caudatum) обитает в мелких стоячих водоёмах. Это одноклеточное животное длиной 0,5 мм имеет веретеновидную форму тела, отдалённо напоминающую туфлю. Инфузории все время находятся в движении, плавая тупым концом вперёд. Скорость передвижения этого животного достигает 2,5 мм в секунду. На поверхности тела у них имеются органоиды движения — реснички. Инфузория — туфелька питается бактериями и водорослями. В клетке у нее имеется два ядра: большое ядро (макронуклеус) отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ, а малое ядро (микронуклеус) участвует в половом процессе. На теле имеется углубление — клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. На дне глотки пища попадает в пищеварительную вакуоль. В пищеварительной вакуоле пища переваривается в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции среды. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы. Непереваренные остатки выбрасываются наружу в заднем конце тела через особую структуру — порошицу, расположенную позади ротового отверстия. Дыхание происходит через покровы тела. В организме инфузории-туфельки находятся две сократительные вакуоли, которые располагаются у переднего и заднего концов тела. В них собирается вода с растворёнными веществами. У пресноводных одноклеточных животных через сократительные вакуоли удаляется избыток воды, постоянно поступающей в их тело из окружающей среды. Инфузория обычно размножается бесполым путём — делением надвое. Ядра делятся на две части, и в каждой новой инфузории оказывается по одному большому и по одному малому ядру. Каждая из двух дочерних получает часть органоидов, а другие образуются заново. При недостатке пищи или изменении температуры инфузории переходят к половому размножению с помощью конъюгации, а при неблагоприятных условиях могут превратиться в цисту. В естественной среде обитания, как и все организмы, инфузория — туфелька выполняет свои функции в общем круговороте жизни. Она является индикатором чистоты водоема, так как способна очищать пространство вокруг себя путем уничтожения многих видов бактерий и микроскопичных водорослей. Сама инфузория — туфелька является пищей для мелких беспозвоночных животных организмов.

2.2. Проведение собственных исследований.

1. Получение чистой культуры.

Культуру инфузории-туфельки для исследований в лабораторных условиях можно получить различными способами:

1. Взять 0,5 л отстоянной в темноте в течение 2-3 дней водопроводной воды и смешать ее с таким же объемом воды из долго действующего аквариума.

2. Взять воду из близлежащего водоема (пруда, озера, канавы, лужи).

3. Использовать воду из вазы с цветами (лучше, если ее не меняли в течение 5-6 дней).

К сожалению, используя данные способы, нам не удалось обнаружить и развести культуру инфузорий. Поэтому для проведения экспериментов мы взяли чистую культуру у аквариумистов, которые разводят этих простейших для выкармливания мальков рыб.

2. Разведение инфузорий на различных питательных средах.

Для выявления пищевых предпочтений инфузорий-туфелек и сравнения скорости их разведения мы использовали различные питательные среды и методики:

1. Взяли сено «Сбор луговых трав», купленное в зоологическом магазине, положили около 100 гр. в кастрюлю и прокипятили в течение получаса. Полученную бурую жидкость налили в емкость объемом 200 мл, разбавив водой до цвета жидкого чая. Через 3-4 дня на поверхности настоя развилась пленка сенных бактерий, являющихся наилучшей пищей для инфузорий. В этот раствор мы добавили 1 мл. чистой культуры инфузорий.

2. В емкость с обычной водопроводной водой объемом 200 мл поместили кусочек высушенной банановой кожуры и 1 мл. культуры инфузорий.

3. В емкость с обычной водопроводной водой объемом 200 мл капнули 1-3 капли молока и добавили 1 мл. чистой культуры инфузорий.

4. В емкость с обычной водопроводной водой объемом 200 мл поместили несколько гранул сухого рыбьего корма и 1 мл. культуры инфузорий.

5. В емкость с обычной водопроводной водой объемом 200 мл поместили кусочек яблочной кожуры, добавили 1 мл. чистой культуры инфузорий.

6. В емкость с обычной водопроводной водой объемом 200 мл поместили 1 мл. чистой культуры инфузорий, не добавляя никаких питательных веществ.

Наблюдения за количеством инфузорий в данных питательных средах велись в течение недели при оптимальной температуре 20-26 С⁰.

Для визуальной оценки количества инфузорий мы брали пробу объемом 1 мл из каждого питательного раствора ежедневно и фиксировали количество обнаруженных инфузорий. Через неделю больше всего инфузорий мы наблюдали в сенном растворе, в воде с сухой банановой кожурой их было чуть меньше. В емкости с инфузориями, которых кормили молоком, количество простейших было еще меньше, как и в емкости с хлопьями рыбьего корма. Вода с яблочной кожурой быстро помутнела, видимо бактерий стало очень много, и инфузории не успевали их съесть. Сильное помутнение воды — признак полной гибели инфузорий. Интересно, что в банке с водой без пищи инфузории прожили около 2 недель. Но количество их было единичным. Таким образом, мы сделали первый вывод: оптимальной пищей для инфузории при разведении в лабораторных условиях являются сенные бактерии и бактерии, полученные при настаивании воды с банановой кожурой. Однако при этом способе разведения отмечается характерный неприятный запах воды. Удобнее всего кормить инфузорий молоком раз в неделю.

3. Воздействие различных факторов на жизнедеятельность инфузорий.

Температура является одним из важнейших факторов, определяющим развитие организмов. В источниках литературы мы узнали, что инфузории лучше всего разводятся и живут при температуре 20-25С⁰. А что будет, если понизить или повысить температуру. Для выявления диапазона устойчивости инфузорий к различным температурам мы провели следующие опыты:

1. Поместили культуру инфузорий в пробирке в помещение с температурой 10-15С⁰. Инфузории сохраняли жизнедеятельность.

2. Понизили температуру до 5С⁰. Активность инфузорий заметно понизилась.

3. Понизили температуру до 1-2 С⁰. Большинство инфузорий превратились в цисты на дне пробирки.

Таким образом, мы выяснили, что нижний температурный порог для инфузорий – 1-2 С⁰.

Если наоборот, повышать температуру, то происходит быстрое помутнение воды и инфузории гибнут. Мы нагревали емкости с инфузориями до 30, 35 и 40С⁰. В последнем случае инфузории погибли.

Эти исследования говорят о широком диапазоне устойчивости инфузорий к температурному фактору: от 1 до 40 С⁰, что способствует их широкому распространению в природе.

Далее мы решили выяснить, как инфузории реагируют на химические раздражители (явление хемотаксиса) и на свет. Для определения влияния исследуемых веществ, мы наносили пипеткой на предметное стекло культуру инфузорий. Рассматривали характер движения инфузорий под микроскопом в естественной среде. Далее добавляли различные вещества и наблюдали за характером изменений одноклеточных. Засекали время, в течение которого наблюдалось прекращение движения, фиксировали изменения, происходящие в клетке инфузорий. Провели следующие опыты:

1. На предметное стекло поместили каплю культуры инфузорий-туфелек и рядом с ней нанесли каплю чистой воды. Обе капли соединили между собой водяным мостиком. Затем к капле с инфузориями с противоположной ее стороны придвинули несколько кристалликов поваренной соли. Соль, растворяясь в воде, начала действовать на инфузорий, которые устремились по водяному мостику в каплю с чистой водой. Через 7 минут все 6 инфузорий переплыли из одной капли в другую.

2. Подобный опыт провели с кристаллами сахара. Интересно, что сахар оказал более благоприятное воздействие, чем соль. Инфузории не переплывали очень долго и не все. В течение 15 минут в капле с сахаром так и остались плавать 3 из 6 инфузорий.

3. В каплю с инфузориями (5 шт.) мы капнули 1 каплю слабого раствора уксусной кислоты (столовый уксус, разбавленный в 2-3 раза водой). Инфузории погибли в течение 1 минуты. Аналогичная реакция была на кристаллы лимонной кислоты.

4. В 0,5 мл. раствора с инфузориями (в кол-ве 7 шт.) мы добавили 1 каплю средства для посуды Sorti. Через 10-20 секунд все инфузории погибли, содержимое их клеток разрушилось. Данный опыт демонстрирует быстрое губительное действие химических компонентов моющих средств на живые организмы. Если загрязнять естественные водоемы химикатами, мы можем потерять большинство из живущих в них простейших и нарушить процессы самоочищения водоемов и поддержания в них жизни.

5. Для изучения реакции простейших на действие света мы поместили инфузорий-туфелек в стеклянную пробирку с пробкой. Половину пробирки обернули светонепроницаемой бумагой и поместили ее под искусственный источник света (настольная лампа с лампочкой 60-100 Вт). Через некоторое время все инфузории переместились из освещенной части пробирки в затененную. Таким образом, мы выяснили, что инфузории не любят яркий свет.

Наиболее интересные материалы представлены в фотоотчете проекта (Приложение № 1).

Инфузории – очень интересный объект для наблюдения. Проведя простые демонстрационные опыты, мы решили пойти дальше и выяснить, а как инфузории реагируют на ускорение. Ведь этих простейших можно использовать в качестве моделей при постановке экспериментов в космосе. Для проведения экспериментов мы обратились за помощью к сотрудникам научно-исследовательского института, которые помогли нам провести опыты с инфузориями в центрифуге. Центрифугирование — метод разделения всевозможных неоднородных смесей на отдельные составляющие. Операция производится благодаря воздействию на вещества центробежной силой. В данном случае в центрифугу мы поместили полипропиленовые пробирки с инфузориями. В контроле мы еще раз с помощью микроскопа наблюдали за активным перемещением инфузорий. При ускорении в 100g отдельные инфузории остановились. При ускорении в 300g их выживаемость не ухудшилась. А вот при ускорении 900g почти все инфузории погибли. Ускорение в 2300g привело к полной гибели инфузорий. В результате мы сделали вывод, что инфузории могут выдерживать нагрузку менее 900g. Для наглядности мы сделали видеоотчет с результатами опыта.

3. Заключение

В результате проведенных экспериментов мы можем сделать следующие выводы:

1. Инфузория-туфелька является очень интересным объектом для наблюдения;

2. Оптимальной пищей для инфузории при разведении в лабораторных условиях являются сенные бактерии и бактерии, полученные при настаивании воды с банановой кожурой;

3. Инфузории-туфельки имеют широкий диапазон устойчивости к температурному фактору: от 1 до 40 С⁰, что способствует их широкому распространению в природе;

4. Инфузории отрицательно реагируют на такие химические раздражители, как соль. Менее активно проявляется их реакция на сахар;

5. Уксусная и лимонная кислота, средство для мытья посуды вызывают мгновенную гибель простейших;

6. Инфузории не любят яркий свет, предпочитая более затененные места;

7. Инфузория-туфелька проявляет большую устойчивость к воздействию ускорения.

Более сложное строение инфузории-туфельки по сравнению с другими простейшими, проявление раздражимости при воздействии различных факторов, быстрое размножение и неприхотливость к условиям содержания делает инфузорий удобным объектом при проведении многих исследований, например, в качестве индикатора токсичности воды, лекарств, пищи. В дальнейшем знания, полученные нами при проведении экспериментов, пригодятся для более подробного изучения биологии простейших.

4. Список использованной литературы и интернет-источников:

1. Юрьева Т., «Мир простейших».- Ростов-на-Дону: «Феникс», 1999г., 167 с.

2. Инфузория-туфелька [Электронный ресурс].-https://ru.wikipedia.org/wiki/

3. Реакции простейших на действие различных раздражителей [Электронный ресурс].- http://biologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000028/st068.shtml

4. Значение инфузории-туфельки в природе [Электронный ресурс].- https://kratkoe.com/znachenie-infuzorii-tufelki/

Приложение №1

Фотоотчет о проведении экспериментов

Просмотров работы: 3067

Внутреннее строение инфузории туфельки

— Здравствуйте, уважаемые учащиеся, члены жюри

— Природа. Как часто мы слышим это слово, оно рождает у нас различные ассоциации и образы. Я предлагаю вам в течение двух минут отобразить свое виденье природы. (рисуют) (листы 6 шт.+ фломастеры)

— Покажите свои работы.

— Не удивительно, что нет ни одного повторяющегося рисунка, ведь мир природы многолик, неповторим сказочек, увлекателен.

— Но многообразие природы началось с появления одноклеточных организмов.

— Какие одноклеточных животных вы знаете?

— Почему они так называются?

— Инфузории были впервые обнаружены в водных настоях, отсюда и названия «инфузория» от греческого инфузум – настой

— Знаете ли вы внутренние строение инфузории-туфельки?

— Давайте совершим путешествие по внутреннему строению инфузории туфельки. Для этого в руках у меня несколько карточек

— давайте представим, что мы превратились в бактерии, которыми питаются инфузории, и мы поникли в инфузорию

— в руках у меня несколько карточек, предлагаю вам вытянуть у меня по одной (большое ядро, малое ядро, пищеварительная вакуоль, сократительная вакуоль, клеточный рот)

—

— через клеточный рот мы с тобой попали вовнутрь инфузории, благодаря нам у основания глотки сформировалась пищеварительная вакуоль. Эта вакуоль мигрирует в цитоплазме по определённому пути- как бы по кругу, при этом крупная вакуоль распадается на более мелкие. Таким образом, ускоряется всасывание питательных веществ. Но давай мы с тобой отправимся в переднею часть.

— мы с тобой сразу увидим, большое и малое ядро. Два ядра инфузории-туфельки имеют разное строение и выполняют различные функции. Малое ядро диплоидное, имеет округлую форму; большое ядро полиплоидное, имеет бобовидную форму. Малое ядро отвечает за половое размножение, а большое ядро руководит синтезом всех белков клетки инфузории-туфельки.

— к завершению нашего путешествия, мы с тобой встретим одну из сократительных вакуолей. В клетке инфузории-туфельки имеются две сократительные вакуоли спереди и сзади тела. В структуре такой вакуоли различают резервуар и канальцы. Главная функция сократительных вакуолей – осморегуляторная. Через них из клетки удаляется избыточное количество воды, а также продукты азотистого обмена.

— так из чего состоит инфузория туфелька?

— я предлагаю подойти к доске и составить из пазла

— продолжите инфузория … (туфелька)

А как нам изобразить идеальную форму инфузории ведь не все умеют рисовать?

— предлагаю вам в группах составить проект по изображению инфузории.

— сравните с моей туфелькой. Она отличается, потому, что мы не все изучили. Это увлекательное путешествие будет продолжаться на следующих уроках.

Инфузория туфелька. Образ жизни и среда обитания инфузории туфельки

Инфузория туфелька – простейшая живая двигающаяся клетка. Жизнь на Земле отличается многообразием, обитающих на ней, живых организмов, подчас имеющих сложнейшее строение и целый набор особенностей физиологии и жизнедеятельности, помогающий им выжить в этом, полном опасностей, мире.

Но среди органических существ есть и такие уникальные создания природы, строение которых чрезвычайно примитивно, но именно они когда-то давно, миллиарды лет назад, дали толчок развитию жизни и от них произошли более сложные организмы во всём своём разнообразии.

К примитивным формам органической жизни, существующим ныне на земле, относится инфузория туфелька , принадлежащая к одноклеточным существам из группы альвеолят.

Своим оригинальным названием она обязанная форме своего веретенообразного тела, отдалённо напоминающего на вид подошву обычной туфли с широким тупым и более узким концами.

Подобные микроорганизмы причисляются учёными к высокоорганизованным простейшим из класса инфузорий , туфельки являются наиболее типичной его разновидностью.

Названию инфузория туфелька обязана строению своего тела в форме ступни

Туфельки обычно в обилии разводится в мелких пресных водоёмах со спокойной стоячей водой при условии, что в этой среде в избытке имеются органические разлагающиеся соединения: водные растения, умершие живые организмы, обыкновенный ил.

Средой, подходящей для их жизнедеятельности, может стать даже домашний аквариум, только обнаружить и хорошенько рассмотреть подобную живность возможно исключительно под микроскопом, взяв в качестве опытного образца богатую илом воду.

Инфузории туфельки – простейшие живые организмы, именуемые по-другому: парамециями хвостатыми, и в самом деле чрезвычайно малы, а размер их составляет всего от 1 до 5 десятых миллиметра.

По сути они представляют из себя отдельные, бесцветные по окрасу, биологические клетки, основными внутренними органоидами которых являются два ядра, именуемые: большое и малое.

Как видно на увеличенном фото инфузории туфельки , на внешней поверхности подобных микроскопических организмов имеются, расположенные продольными рядами, мельчайшие образования, называемые ресничками, которые служат для туфелек органами передвижения.

Число таких маленьких ножек огромно и составляет от 10 до 15 тысяч, у основания каждого из них имеется прикреплённое базальное тельце, а в непосредственной близости парасональный мешочек, втягиваемый защитной мембраной.

Строение инфузории туфельки , несмотря на кажущуюся при поверхностном рассмотрении простоту, имеет в себе достаточно сложностей. Снаружи такая ходячая клетка защищена тончайшей эластичной оболочкой, помогающей её телу сохранять постоянную форму. Также, как и защитные опорные волокна, расположенные в слое плотной цитоплазмы, прилегающей к оболочке.

Её цитоскелет, кроме всего вышеперечисленного, составляют: микротрубочки, цистерны альвеолы; базальные тельца с ресничками и, находящиеся рядом, их не имеющие; фибриллы и филамены, а также прочие органоиды. Благодаря цитоскелету, и в отличие от другой представительницы простейших – амёбы , инфузория туфелька не способна менять форму тела.

Характер и образ жизни инфузории туфельки

Эти микроскопические существа обычно находятся в постоянном волнообразном движении, набирая скорость около двух с половиной миллиметров в секунду, что для таких ничтожно малых созданий в 5-10 раз превышает длину их тела.

Передвижение инфузории туфельки осуществляется тупым концов вперёд, при этом она имеет обыкновение поворачиваться вокруг оси собственного тела.

Туфелька, резко взмахивая ресничками-ножками и плавно возвращая их на место, работает такими органами передвижения словно вёслами в лодке. Причём количество подобных взмахов имеет частоту около трёх десятков раз за одну секунду.

Что же касается внутренних органоидов туфельки, большое ядро инфузории участвует в обмене веществ, движении, дыхании и питании, а малое отвечает за процесс воспроизводства.

Дыхание этих простейших созданий осуществляется следующим образом: кислород через покровы тела поступает в цитоплазмы, где с помощью данного химического элемента происходит окисление органических веществ и превращение их в углекислых газ, воду и прочие соединения.

А в результате указанных реакций образуется энергия, употребляемая микроорганизмом для своей жизнедеятельности. После всего, вредный углекислый газ удаляется из клетки через её поверхности.

Особенность инфузории туфельки , как микроскопической живой клетки, состоит в способности этих крошечных организмов реагировать на внешнюю среду: механические и химические воздействия, влагу, тепло и свет.

С одной стороны, они стремятся передвигаться к скоплениям бактерий для осуществления своей жизнедеятельности и питания, но с другой, вредные выделения этих микроорганизмов, заставляют инфузорий уплывать от них подальше.

Также туфельки реагируют и на солёную воду, от которой спешат удалиться, зато с охотой передвигаются в сторону тепла и света, но в отличие от эвглены , инфузория туфелька настолько примитивна, что не имеет светочувствительного глазка.

Питание инфузории туфельки

Клетки растений и разнообразные бактерии, во множестве находящиеся в водной среде, составляют основу питания инфузории туфельки . А процесс этот она осуществляет с помощью небольшого клеточного углубления, которое представляет из себя своеобразный рот, всасывающий пищу, попадающую потом в клеточную глотку.

А из неё в пищеварительную вакуоль – органоид, в котором органическое питание переваривается. Поступившие внутрь вещества подвергаются часовой обработке при воздействии сначала кислой, а затем щелочной среды.

После этого питательная субстанция переносится токами цитоплазмы во все части тела инфузории. А отходы выводятся наружу посредством своеобразного образования – порошицы, которая помещается позади ротового отверстия.

У инфузорий избыток воды, поступающий в организм, удаляется через сократительные вакуоли, расположенные спереди и сзади этого органического образования. В них собирается не только вода, но и отходные вещества. Когда количество их достигает предельной величины, они изливаются наружу.

Размножение и продолжительность жизни

Процесс воспроизводства таких примитивных живых организмов происходит, как половым, так и бесполым образом, причём малое ядро непосредственно и активно участвует в процессе размножения в обоих случаях.

Бесполый вид воспроизводства чрезвычайно примитивен и происходит посредством самого обычного разделения организма на две, во всём похожие друг на друга, части. В самом начале процесса внутри организма инфузории образуется два ядра.

После чего происходит разделение на пару дочерних клеток, любая из которых получает свою часть органоидов инфузории туфельки , а недостающее у каждого из новых организмов образуются заново, что даёт возможность этим простейшим осуществлять свою жизнедеятельность в дальнейшем.

Половым образом эти микроскопические существа обычно начинают размножаться лишь в исключительных случаях. Такое может произойти при внезапном возникновении условий, связанных с угрозой жизни, к примеру, при резком похолодании или при недостатке питания.

А после осуществления описываемого процесса, в некоторых случаях, оба микроорганизма, участвующие в контакте, могут превратиться в цисту, погружаясь в состояние полного анабиоза, который даёт возможность существовать организму в неблагоприятных условиях достаточно длительный срок, продолжительностью до десятка лет. Но в обычных условиях, век инфузорий недолог, и, как правило, они не способны проживать более суток.

Во время полового размножения два микроорганизма на некоторое время соединяются воедино, что ведёт к перераспределению генетического материала, в результате чего возрастает жизнестойкость обеих особей.

Подобное состояние именуется учёными конъюгацией и продолжается по длительности около полусуток. Во время данного перераспределения число клеток не увеличивается, а только происходит обмен между ними наследственной информацией.

Во время соединения двух микроорганизмов между ними растворяется и исчезает защитная оболочка, а вместо неё возникает соединительный мостик. Затем исчезают большие ядра двух клеток, а малые делятся дважды.

Таким образом возникает четыре новых ядра. Далее все они, кроме одного, разрушаются, а последнее вновь разделяется надвое. Обмен оставшимися ядрами происходит по цитоплазматическому мостику, а из получившегося в результате материала возникают, вновь рождённые, ядра, как большие, так и малые. После чего инфузории расходятся друг с другом.

Простейшие живые организмы выполняют в общем круговороте жизни свои функции, инфузории туфельки уничтожают многие виды бактерий и сами служат пищей для мелких беспозвоночных животных организмов. Иногда этих простейших специально разводят в качестве корма для мальков некоторых аквариумных рыб.

«Типы простейших» — Эвглена обитает в пресных водоемах. Инфузория-трубач. Затем материнская колония разрушается, а дочерние колонии начинают самостоятельное существование. Наружная мембрана вместе с уплотненной эктоплазмой может образовывать пелликулу. Осенью из генеративных зооидов образуются макрогаметы и микрогаметы.

«Тип Ресничные» — Умение называть и показывать органоиды инфузории. На стадии «Вызов» — актуализация знаний. На стадии «Рефлексии» осуществлялся анализ новой информации. Стадии урока. Краткий самоанализ урока. Цели. Стадия «Вызов». Физкультминутка. Тип урока: усвоение новых знаний. Стадия «Осмысление». Тип инфузории или ресничные.

«Урок простейшие» — Тема учебного проекта Простейшие — одни из первых на Земле. Вопрос учебной темы: Каковы биологические особенности простейших? Как реагируют простейшие на воздействия окружающей среды? Что можно обнаружить в капельках аквариумной и прудовой воды? Учебные предметы: Биология, экология, география, информатика.

«Простейшие» — К простейшим относят животных, состоящих из одной или нескольких клеток — колонии. Историческая справка. Классификация типа Простейшие. Количество видов Образ жизни Строение Место обитания Пример Значение. Многообразие животных. Представители простейших. Класс Саркодовые (Корненожки). Класс Жгутиковые.

«Тест простейшие» — Конъюгация. Имеют разнообразную форму и симметрию. Хлоропласты. Порошица. Дыхание. Светочувствительный глазок. Реснички. 3-ий лот Класс Инфузории. Ложноножки. Биологический аукцион «Простейшие». Характерные признаки простейших. Образование цисты. Питание эвглены. Строение инфузории-туфельки. Большое ядро.

«Простейшие организмы» — Найдите на рисунке: Ложноножки Сократительную вакуоль Ядро Цитоплазму Пищеварительную вакуоль. Тип саркожгутиконосцев представлен двумя классами: саркодовыми и жгутиковыми. Предложите название. Задачи. Подцарство одноклеточные или Простейшие. Подцарство Одноклеточные или Простейшие. Класс Жгутиковые Колония вольвокса.

Всего в теме 17 презентаций

Типичным представителем класса ресничных инфузорий является инфузория туфелька или парамеция (Рагаmaecium caudatum; рис. 1)

Строение и размножение инфузории туфельки

Инфузория туфелька обитает в мелких стоячих водоемах. Формой тeлa она напоминает подошву туфли, в длину достигает 0,1-0,3 мм, покрыта прочной эластичной оболочкой — пелликулой, под которой в экто- и эндоплазме находятся скелетные опорные нити. Такое строение позволяет инфузории сохранять постоянную форму тела.

Органоиды движения — волосовидные реснички (у инфузории туфельки их 10-15 тыс.), покрывающие все тело. При исследовании ресничек с помощью электронного микроскопа выяснено, что каждая из них состоит из нескольких (около 11) волоконец. В основе каждой реснички лежит базальное тельце, расположенное в прозрачной эктоплазме. Туфелька быстро передвигается благодаря согласованной работе ресничек, которые загребают воду.

В цитоплазме инфузории отчетливо различаются эктоплазма и эндоплазма. В эктоплазме, между основаниями ресничек парамеции, располагаются органеллы нападения и защиты — маленькие веретеновидные тельца — трихоцисты. На фотографиях, сделанных с помощью электронного микроскопа, видно, что выброшенные трихоцисты снабжены гвоздеобразными наконечниками. При раздражении трихоцисты выбрасываются наружу, превращаясь в длинную, упругую нить, поражающие врага или добычу.

В эндоплазме располагаются — два ядра (большое и малое) и системы пищеварительных, а также выделительных органоидов.

Органоиды питания . На так называемой брюшной стороне находится предротовое углубление — перистом, ведущее в клеточный рот, который переходит в глотку (цитофаринкс), открывающуюся в эндоплазму. Вода с бактериями и одноклеточными водорослями, которыми питается инфузория, через рот и глотку загоняется особой группой ресничек перистома в эндоплазму, где окружается пищеварительной вакуолью. Последняя постепенно передвигается вдоль тела инфузории. По мере передвижения вакуоли заглоченные бактерии перевариваются в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции. Непереваренный остаток выбрасывается наружу через специальное отверстие в эктоплазме — порошицу, или анальную пору.

Органоиды осморегуляции . На переднем и заднем концах тела на границе экто- и эндоплазмы находится по одной пульсирующей вакуоли (центральный резервуар), вокруг которой расположены венчиком 5-7 приводящих канальцев. Вакуоль наполняется жидкостью из этих приводящих каналов, после чего наполненная жидкостью вакуоль (фаза диастолы) сокращается, изливает жидкость через маленькое отверстие наружу и спадается (фаза систолы). Вслед за этим жидкость, вновь наполнившая приводящие каналы, изливается в вакуоль. Передняя и задняя вакуоли сокращаются попеременно. Пульсирующие вакуоли выполняют двоякую функцию — отдачу излишней воды, что необходимо для поддержания постоянного осмотического давления в теле парамеции, и выделение продуктов диссимиляции.

Ядерный аппарат туфельки представлен по меньшей мере двумя качественно различными ядрами, расположенными в эндоплазме. Форма ядер обычно овальная.

Крупное вегетативное ядро называется макронуклеусом. В нем происходит транскрипция — синтез на матрицах ДНК информационной и других форм РНК, которые уходят в цитоплазму, где на рибосомах осуществляется синтез белка.
Мелкое генеративное — микронуклеус. Расположен рядом с макронуклеусом. В нем перед каждым делением происходит удвоение числа хромосом, поэтому микронуклеус рассматривают как «депо» наследственной информации, передаваемой из поколения в поколение.

Инфузория-туфелька размножается как бесполым, так и половым путем.

При бесполом размножении клетка перешнуровывается пополам по экватору и размножение осуществляется путем поперечного деления. Это предшествует митотическое деление малого ядра и характерные для митоза процессы в большом ядре.
После многократного бесполого размножения в жизненном цикле происходит половой процесс, или конъюгация.
Половой процесс заключается во временном соединении двух особей ротовыми отверстиями и обмене частями их ядерного аппарата с небольшим количеством цитоплазмы. Большие ядра при этом распадаются на части и постепенно растворяются в цитоплазме. Малые ядра сначала делятся дважды, происходит редукция числа хромосом, далее три из четырех ядер разрушаются и растворяются в цитоплазме, а четвертое снова делится. В результате этого деления образуются два гаплоидных половых ядра. Одно из них — мигрирующее, или мужское, — переходит в соседнюю особь и сливается с оставшимся в нем женским (стационарным) ядром. Такой же процесс происходит и в другом конъюганте. После слияния мужского и женского ядер восстанавливается диплоидный набор хромосом и инфузории расходятся. После чего в каждой инфузории новое ядро делится на две неравные части, вследствие чего формируется нормальный ядерный аппарат — большое и малое ядра.
Конъюгация не приводит к увеличению числа особей. Ее биологическая сущность состоит в периодической реорганизации ядерного аппарата, его обновлении и повышении жизнеспособности инфузории, приспособленности ее к окружающей среде.

Значение инфузорий

Балантидий (Balantidium coli)

Локализация . Толстый кишечник.

Географическое распространение . Повсеместно.

Сократительных вакуолей две. Макронуклеус имеет бобовидную или палочковидную форму. Около его вогнутой поверхности лежит округлый микронуклеус (рис. 2). Размножается поперечным делением и путем конъюгации. Цисты овальной или шаровидной формы (50-60 мкм в диаметре).

Основным резервуаром балантидиаза считаются домашние и дикие свиньи. В некоторых хозяйствах зараженность достигает 100%.

В кишечнике животных балантидии легко инцистируются, в то время как в организме человека цисты образуются в сравнительно небольшом количестве. Животные выделяют цисты с фекалиями и загрязняют окружающую среду. Работники свиноферм могут заражаться при уходе за животными, уборке помещений для скота и т. д. Зараженность работников этой категории по сравнению с другими специальностями значительно выше. Цисты в фекалиях свиней сохраняются несколько недель. Вегетативные формы при комнатной температуре живут 2-3 дня.

Заражение происходит через загрязненные овощи, фрукты, грязные руки, некипяченую воду.

Патогенное действие . Образование кровоточащих язв в стенке кишечника, кровавый понос. Без лечения смертельный исход достигает 30%.

Лабораторная диагностика . Обнаружение в фекалиях вегетативных форм или цист.

Профилактика : соблюдение правил личной гигиены имеет основное значение; общественная — борьба с загрязнением средьи фекалиями свиней, а также людей, соответствующая организация условий труда на свиноводческих фермах, своевременное выявление и лечение больных.

К классу Инфузорий относится около 6 тыс. видов. Эти животные являются наиболее высокоорганизованными среди простейших.

С морфологическими и биологическими особенностями строения инфузорий познакомимся на примере типичного представителя — инфузории-туфельки.

Строение инфузории туфельки

Внешнее и внутренне строение инфузории туфельки

Инфузория-туфелька имеет размер около 0,1-0,3мм. Форма тела напоминает туфельку, потому она получила такое название.

Это животное имеет постоянную форму тела, так как эктоплазма снаружи уплотнена и образует пелликулу . Тело инфузорий покрыто ресничками. Их насчитывается около 10-15 тыс.

Характерной чертой строения инфузорий является наличие двух ядер: большого (макронуклеус) и малого (микронуклеус). С малым ядром связана передача наследственной информации, а с большим — регуляция жизненных функций. Инфузория-туфелька передвигается с помощью ресничек, передним (тупым) концом вперед и одновременно вращается вправо вдоль оси своего тела. Большая скорость движения инфузории зависит от веслообразного движения ресничек.

В эктоплазме туфельки имеются образования, называемые трихоцистами. Они выполняют защитную функцию. При раздражении инфузории-туфельки трихоцисты «выстреливают» наружу и превращаются в тонкие длинные нити, поражающие хищника. После использования одних трихоцист на их месте в эктоплазме простейшего развиваются новые.

Питание и органы выделения

Органеллами питания у инфузории-туфельки являются: предротовое углубление, клеточный рот и клеточная глотка. Бактерии и другие взвешенные в воде частицы вместе с водой загоняются околоротовыми ресничками через рот в глотку и попадают в пищеварительную вакуоль.

Наполнившись пищей, вакуоль отрывается от глотки и увлекается током цитоплазмы. По мере передвижения вакуоли пища в ней переваривается пищеварительными ферментами и всасывается в эндоплазму. Затем пищеварительная вакуоль подходит к порошице и непереваренные остатки пищи выбрасываются наружу. Инфузории перестают питаться только в период размножения.

Органеллами осморегуляции и выделения у туфельки являются две сократительные, или пульсирующие, вакуоли с приводными канальцами.

Таким образом, инфузории, в сравнении с другими простейшими, имеют более сложное строение:

Постоянная форма тела;
наличие клеточного рта;
наличие клеточной глотки;
порошица;
сложный ядерный аппарат.

Размножение инфузории. Процесс конъюгации

Размножается инфузория путем поперечного деления, при котором сначала происходит деление ядер. Макронуклеус делится амитотически, а микронуклеус — митотически.

Время от времени у них происходит половой процесс, или конъюгация . Во время этого две инфузории, сближаются и тесно прикладываются друг к другу ротовыми отверстиями. При комнатной температуре в такой виде они плавают около 12ч. Большие ядра разрушаются и растворяются в цитоплазме.

В результате мейотического деления из малых ядер формируется мигрирующее и стационарное ядра. В каждом из этих ядер содержится гаплоидный набор хромосом. Мигрирующее ядро активно перемещается через цитоплазматический мостик из одной особи в другую и сливается с ее стационарным ядром, то есть происходит процесс оплодотворения. На этой стадии у каждой туфельки образуется одно сложное ядро, или синкарион, содержащее диплоидный набор хромосом. Затем инфузории расходятся, у них снова восстанавливается нормальный ядерный аппарат и они в дальнейшем интенсивно размножаются путем деления.

Процесс конъюгации способствует тому, что в одном организме объединяются наследственные начала разных особей. Это приводит к повышению наследственной изменчивости и большей жизнестойкости организмов. Кроме того, развитие нового ядра и разрушение старого имеет большое значение в жизни инфузорий. Это связано с тем, что основные жизненные процессы и синтез белка в организме инфузорий контролируются большим ядром.

При длительном бесполом размножении у инфузорий снижается обмен веществ и темп деления. После конъюгации восстанавливается уровень обмена веществ и темп деления.

Значение инфузорий в природе и жизни человека

Установлено, что инфузории играют значительную роль в круговороте веществ в природе. Инфузориями питаются различные виды более крупных животных (мальки рыб).

Они служат регуляторами численности одноклеточных водорослей и бактерий, тем самым очищая водоемы.

Инфузории могут служить индикаторами степени загрязнения поверхностных вод — источников водоснабжения.

Инфузории, проживающие в почве, улучшают ее плодородие.

Человек разводит инфузорий в аквариумах для кормления рыб и их мальков.

В ряде стран широко встречаются заболевания человека и животных, вызываемые инфузориями. Особую опасность представляет инфузория балантидиум, обитающая в кишечнике свиньи и передающаяся человеку от животного.

Одним из наиболее типичных широко известных представителей ресничных является инфузория-туфелька. Обитает она, как правило, в воде стоячего направления, а также в водоемах пресного типа, где течение отличается исключением напористости. Среда ее обитания в обязательном порядке должна содержать разлагающуюся органику. Целесообразным будет подробно рассмотреть все аспекты жизнедеятельности этого представителя фауны.

Представители ресничных

Следует отметить, что Инфузории — тип , навазние которого происходит от слова «настойка» (в переводе с латинского языка). Это можно объяснить тем, что первые представители простейших были обнаружены именно в настойках травяного состава. Со временем развитие данного типа начало стремительно набирать обороты. Таким образом, уже сегодня в биологии известно порядка 6-7 тысяч видов, которые включает в себя тип Инфузории . Если полагаться на данные 1980-х годов, то можно утверждать, что рассматриваемый тип содержит в своей структуре два класса: Ресничных инфузорий (имеет три надотряда) и Сосущих инфузорий. В связи с этой информацией, можно сделать вывод о том, что многообразие живых организмов весьма широко, что вызывает неподдельный интерес.

Тип Инфузории: представители

Яркими представителями данного типа выступают инфузория-балантидий и инфузория-туфелька. Отличительными особенностями этих животных являются покрытие пелликулы ресничками, которые используются для передвижения, защита инфузории посредством специально предназначенных для этого органов, трихоцистов (располагаются в эктоплазме оболочки), а также наличие в клетке двух ядер (вегетативного и генеративного). Кроме того, ротовое углубление на теле инфузории формирует ротовую воронку, которая имеет свойство переходить в клеточный рот, ведущий в глотку. Именно там и создаются вакуоли пищеварения, которые служат непосредственно для переваривания пищи. А вот непереваренные компоненты удаляются из организма через порошицу. Характеристика типа Инфузории весьма многогранна, однако основные моменты рассмотрены выше. Единственное, следует дополнить, что две инфузории располагаются в противоположных частях тела. Именно посредством их функционирования выводится из организма избыток воды или же продукты обмена веществ.

Инфузория-туфелька

Для того чтобы качественно рассмотреть строение и образ жизнедеятельности столь интересных организмов одноклеточной структуры, целесообразным будет обратиться к соответствующему примеру. Для этого необходимы инфузории-туфельки, широко распространенные в водоемах пресной природы. Их запросто можно развести в обычных емкостях (к примеру, в аквариумах), залив луговое сено самой простой пресной водой, ведь в настойках такого типа развивается, как правило, великое множество видов простейших, в том числе и инфузории-туфельки. Так, посредством микроскопа можно на практике изучить все сведения, которые предоставлены в статье.

Характеристика инфузории-туфельки

Как отмечалось выше, Инфузории — тип, включающий в себя множество элементов, наиболее интересным из которых является инфузория-туфелька. Это длина которого полмиллиметра, наделенное веретеновидной формой. Следует отметить, что визуально данный организм напоминает туфлю, откуда, соответственно, и столь интригующее название. Инфузория-туфелька беспрерывно пребывает в состоянии движения, а плавает она тупым концом вперед. Интересно то, что скорость ее передвижения нередко достигает 2,5 мм в секунду, что очень даже неплохо для представителя данного типа. На поверхности тела инфузории-туфельки можно наблюдать реснички, служащие двигательными органоидами. Как и все инфузории, рассматриваемый организм насчитывает в своей структуре два ядра: большое несет ответственность за питательные, дыхательные, двигательные и обменные процессы, а малое принимает участие в половом аспекте.

Организм инфузории-туфельки

Устройство организма инфузории-туфельки весьма сложное. Наружным покрытием данного представителя является тонкая эластичная оболочка. Она способна в течение всей жизни сохранять правильную форму тела организма. Верными помощниками в этом служат безупречно развитые опорные волоконца, находящиеся в слое цитоплазмы, который плотно прилегает к оболочке. Поверхность тела инфузории-туфельки наделена огромным количеством (порядка 15000) ресничек, колеблющихся вне зависимости от внешних обстоятельств. У основания каждой из них располагается базальное тельце. Реснички совершают движения приблизительно 30 раз в секунду, чем толкают тело вперед. Важно отметить, что волнообразные движения данных инструментов весьма согласованны, что позволяет инфузории в процессе передвижения медленно и красиво вращаться вокруг продольной оси своего тела.

Инфузории — тип, определенно вызывающий интерес

Для абсолютного понимания всех особенностей инфузории-туфельки целесообразно рассмотреть основные процессы ее жизнедеятельности. Так, сводится к употреблению бактерий и водорослей. Тело организма наделено углублением, именуемым клеточным ртом и переходящим в глотку, на дне которой пища попадает непосредственно в вакуоль. Там она переваривается примерно час, совершая в процессе переход от кислой среды к щелочной. Вакуоли двигаются в теле инфузории посредством тока цитоплазмы, а непереваренные остатки выходят наружу в задней части тела через порошицу.

Дыхание инфузории-туфельки осуществляется посредством поступления кислорода в цитоплазму через покровы тела. А выделительные процессы происходят через две сократительные вакуоли. Что касается раздражимости организмов, то инфузории-туфельки имеют свойство собираться в бактериальные комплексы в ответ на действие выделяемых бактериями веществ. А уплывают от такого раздражителя они подобно поваренной соли.

Размножение

Инфузория-туфелька может размножаться одним из двух способов. Большее распространение получило бесполое размножение, в соответствии с которым ядра делятся на две части. В результате данной операции в каждой инфузории оказывается по 2 ядра (большое и малое). Половое размножение уместно, когда наблюдаются некоторые недочеты в питании или же изменение температурного режима тела животного. Необходимо отметить, что после этого инфузория может превратиться в цисту. Но при половом типе размножения увеличение числа особей исключается. Так, две инфузории соединяются друг с другом на некоторый период времени, в результате чего происходит растворение оболочки и образование соединительного мостика между животными. Важно то, что большое ядро каждого из них бесследно исчезает, а малое проходит процесс деления дважды. Таким образом, в каждой инфузории формируется 4 дочерних ядра, после чего три из них разрушаются, а четвертое опять делится. Данный половой процесс получил название конъюгации. А продолжительность его может достигать 12 часов.

Предыдущая статья: Как передать привет по-немецки Следующая статья: Переводчик Lingvo онлайн: особенности работы с сервисом

🚀 Доклад на тему «Инфузории»

Инфузории — самые совершенные создания природы среди простейших. Это процветающая группа животных, к которой принадлежит более 7 тыс. видов.

Можно сказать, что эволюция, начав «лепку» тела простейших с бесформия амёбы, постепенно пришла к строго определённым формам тела у инфузорий.

У большинства инфузорий есть хорошо оформленная глотка — довольно глубокая впадина или воронка на теле. Бактерии и прочая добыча инфузорий, если они попали в глотку, уже никуда не денутся — взмахи ресничек отправят их на дно глотки, где расположен рот.

Другое важное усовершенствование строения инфузории — наличие в клетке не менее двух ядер. Зачем это нужно?

Ядро, как известно, является хранилищем «инструкций и чертежей», определяющих работу клетки. Два ядра можно сравнить с двумя залами библиотеки. В первом — книги (чертежи и инструкции) находятся в постоянном обороте, на руках, их читают, они часто получают повреждения. Это большое ядро инфузории (макронуклеус). Оно руководит всей повседневной деятельностью клетки. Во втором же зале нашей библиотеки хранятся точно такие же книги (копии тех же инструкций и чертежей), но в неприкосновенном виде. Здесь они сберегаются для будущих поколений. Это малое ядро инфузории (микронуклеус). Оно необходимо только в самые важные моменты жизни инфузорий — при половом процессе.

Нужна помощь в написании доклада?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

ИНФУЗОРИИ ТУФЕЛЬКИ

Эти хорошо известные инфузории встречаются в воде, где стояли срезанные цветы, в настое обычного лугового сена. Они заметны невооружённым глазом, достигая в длину 0,2 мм. По форме они и вправду напоминают туфельку. Плавает тупым концом вперед.

Туфелька не беззащитна. При раздражении с поверхности её тела «выстреливают» длинные тонкие нити (трихоцисты), и вправду похожие на стрелы, к тому же, видимо, ядовитые, поражающие врага или добычу. Трихоцистов у инфузории столько же, сколько и ресничек.

На дне глотки в цитоплазме образуется пищеварительная вакуоль, которая отделяется от глотки и увлекается током цитоплазмы. При обилии пищи и нормальных температурных условиях (15 градусов) пищеварительные вакуоли образуются, каждые 1-2 мин. В них пища переваривается и усваивается цитоплазмой, после чего пищеварительная вакуоль, пройдя по часовой стрелке, подходит к заднему концу тела, где через специальное отверстие в оболочке — порошицу выбрасывает не переваренные остатки пищи наружу.

В теле туфельки работают два «насоса» — две сократительные вакуоли, постоянно откачивающие из неё избыточную воду, выполняя функцию осморегуляции. Сокращаясь каждые 10 с, за полчаса они «выливают» из простейшего количество воды, по объёму равное ему самому.

Различные инфузории, в том числе туфелька и трубач (вверху в центре и справа).

Нужна помощь в написании доклада?

Заказать доклад

РАЗМНОЖЕНИЕ У ИНФУЗОРИЙ

Размножается туфелька бесполым и половым способом. При бесполом размножении тело туфельки вытягивается в длину, по экватору появляется перетяжка, которая делит клетку пополам. Повторяется 1-2 раза в сутки, а через несколько поколений бесполого размножения сменяется половым, протекающим по типу конъюгации.

При этом две особи прикладываются друг к другу брюшной стороной, где находится рот. Большие их ядра разрушаются, а малые начинают делиться. В конце концов у каждой особи образуется по два приблизительно одинаковых ядра. И тут наступает самый важный момент: инфузории обмениваются ядрами. Одно из ядер (мужское) инфузория дарит партнёру, второе (женское) оставляет себе. Затем у каждой особи мужские ядра сливаются с женскими.

Расходятся после этого уже совсем не те существа, которые встретились. Теперь каждое из них — наполовину прежняя особь, а наполовину — копия партнёра. Пожалуй, инфузории могут в самом точном и буквальном смысле назвать своих «супругов» «половиной» друг друга!

Таким образом, при половом процессе происходит обмен ядерным материалом между отдельными особями, которые получают новые признаки и свойства. Вскоре в каждой из них ядро делится на большое и малое. При половом размножении число особей не увеличивается, а обновляются наследственные свойства организма, и возрастает его способность приспосабливаться к условиям среды.

Характерной особенностью туфельки является раздражимость. Это способность организма отвечать определенным образом на воздействия окружающей среды. Это свойство характерно для всех живых существ. Раздражитель — фактор среды; раздражение — воздействие раздражителя; раздражимость — ответ организма на раздражение. Простейшие не имеют нервной системы, они воспринимают раздражения всей клеткой и способны отвечать на них движением, называемые таксисом, перемещаясь в направлении раздражителя или от него. (Примеры с кристалликом соли и бактериями в капле воды: поместим рядом на стекле каплю чистой воды и каплю воды с инфузориями. Соединим обе капли тонким водяным каналом. В каплю с инфузориями положим маленький кристаллик соли. По мере растворения соли туфельки будут переплывать в каплю с чистой водой: для инфузорий раствор соли вреден. Изменим условия опыта. В каплю с инфузориями не будем прибавлять ничего. Зато в другую каплю добавим немного настоя с бактериями. Тогда туфельки соберутся около бактерий — своей обычной пищи. Эти опыты показывают, что инфузории могут отвечать определенным образом на воздействия окружающей среды, т.е. обладает раздражимостью).

Нужна помощь в написании доклада?

Подробнее

ИНФУЗОРИИ ТРУБАЧИ

Инфузории туфельки, если их раздражать, например бросить в каплю воды рядом с ними кристаллик соли, стараются уплыть в другое место. Трубач, кроме того, умеет в случае опасности моментально сжиматься, превращаясь в шар. Эту способность он получил благодаря мышечным волоконцам — пример того, что они могут быть и у одноклеточных.

Внутри тела некоторых трубачей поселяются, к обоюдной выгоде, одноклеточные зелёные водоросли. Они и придают трубачам необычный зелёный цвет. Такая совместная жизнь, приносящая пользу обоим живым существам, как известно, называется симбиозом.

СИДЯЧИЕ ИНФУЗОРИИ

Часть инфузорий предпочла беспокойному вечному поиску пропитания более размеренный оседлый образ жизни. Из числа сидячих инфузорий наиболее известны сувойки. Их сравнивают с «изящными цветками вроде колокольчика или ландыша, сидящими на длинном стебельке».

Как правило, сидячие инфузории объединяются в колонии. Колонии инфузории зоотамния похожи на небольшие (до 3 мм) причудливые деревца. Стебелёк у такой колонии общий, выращенный совместными усилиями. При опасности вся колония, состоящая из 2—3 тыс. инфузорий, моментально собирается в комочек.

Нужна помощь в написании доклада?

Заказать доклад

Всё-таки прикреплённость имеет некоторые недостатки. К примеру: как сидячим простейшим расселяться по водоёму? Для этого инфузория может превращаться в свободноплавающую форму — бродяжку. Несколько часов бродяжка разыскивает себе местожительство, а затем поселяется там, выпуская стебелёк.

У зоотамний на ветвях «деревца»-колонии висят постепенно растущие шары, напоминающие какие-то диковинные плоды. Каждый такой «плод» может быть в 100 раз больше отдельной инфузории. Это — будущие бродяжки. Сами они не добывают пищу, а получают её от других инфузорий колонии. «Созрев», они отрываются от колонии и уплывают на поиски подходящих мест, чтобы основать новые «поселения».

ИНФУЗОРИИ-ПАРАЗИТЫ

На лососёвых и карповых рыбах иногда можно увидеть странную сыпь. Больная рыба словно обсыпана манной крупой. Каждая крупинка — это инфузория-паразит ихтиофтириус, поселившаяся на рыбе.

Достигнув в процессе роста 1 мм в диаметре, инфузория покидает рыбу и распадается на 1— 2 тыс. крошечных особей-бродяжек. Бродяжки заражают новых рыб.

Порой эта инфузория может полностью уничтожить мальков в рыбоводческих хозяйствах.

Нужна помощь в написании доклада?

Заказать доклад

Чтобы от неё избавиться, нужно создать ток воды, который будет вымывать бродяжек.

Другая инфузория-паразит, балантидий, селится в кишечнике человека, свиней, крыс, обезьян. Как и дизентерийная амёба, этот паразит может мирно жить в кишечнике, не нанося вреда своему хозяину. Но в какой-то момент он, как и упомянутая амёба, начинает «вгрызаться» в стенки кишечника, поедая их ткани и красные кровяные клетки. Стенки кишечника покрываются язвами.

Впрочем, надо сказать, что эта болезнь у человека встречается несравненно реже, чем амёбная дизентерия.

Общая характеристика Тип инфузорий процветающая группа животных, к которой принадлежит более 7 тыс. видов. Инфузория-туфелька наиболее распространенный представитель, обитатель пресных водоемов.

Строение. Размеры их достигают в длину 1 мм. Форма тела постоянная и напоминает подошву туфли. Все тело равномерно покрыто ресничками. Работают они синхронно. Движения, обеспечиваются это плотными цитоплазматическими нитями — фибриллами (плавает тупым концом вперед). Между ресничками расположены мелкие веретеновидные тельца — трихоцисты — органоиды защиты и нападения, которые в ответ на раздражение с силой выбрасываются и вонзаются в тело жертвы или врага.

Способ питания инфузории Питаются инфузории бактериями и одноклеточными водорослями. Сбоку на теле имеется углубление — предротовое углубление, ведущее в рот. На дне глотки в цитоплазме образуется пищеварительная вакуоль.

Нужна помощь в написании доклада?

Заказать доклад

Осморегуляция. Функцию осморегуляции выполняют 2 сократительные вакуоли.

Размножается туфелька бесполым и половым способом. При бесполом размножении происходит поперечное деление инфузорий. При половом размножении число особей не увеличивается, а обновляются наследственные свойства организма, и возрастает его способность приспосабливаться к условиям среды.

Характерной особенностью туфельки является раздражимость. Простейшие не имеют нервной системы, они воспринимают раздражения всей клеткой и способны отвечать на них движением. (Примеры с кристалликом соли и бактериями в капле воды).

Сидячие Инфузории. Из числа сидячих инфузорий наиболее известны сувойки. Их сравнивают с «изящными цветками вроде колокольчика или ландыша, сидящими на длинном стебельке». Как правило, сидячие инфузории объединяются в колонии. Стебелёк у такой колонии общий, выращенный совместными усилиями.

Структура Paramecium Cell

Совместное использование — это забота!

В этом разделе мы рассмотрим клеточную структуру парамеция . Если не упомянуто, мы ссылаемся на Paramecium caudatum как на типичный пример клетки парамеция .

У нас также есть 4 серии сообщений в блоге о парамеции:

Часть I. Биологическая классификация парамеций — название, история и эволюция

Часть II.Структура ячейки Paramecium

Часть III. Размножение парамеций, физиология и поведение

Часть IV. Естественное обитание и выращивание парамеция — Найдите парамеций для своего микроскопического проекта

Анатомия парамеция

[На этом рисунке] Помеченная диаграмма, показывающая анатомию клетки парамеция.
Каждая структура / органелла и ее функция будут объяснены в этой статье.

Парамеций носит мягкую броню, называемую пленкой.

Тело клетки парамеция окружено жесткой, но эластичной мембраной, называемой пленкой. Пелликула состоит из тонкого студенистого вещества, вырабатываемого клеткой. Слой пленки придает парамеции определенную форму и хорошо защищает ее клеточное содержимое. Пелликула также эластична по своей природе, что позволяет парамеции немного изменять свою форму.

Кожа парамеция покрыта множеством крошечных волосков, называемых ресничками.

Пелликулу покрывают множество крошечных волосков, называемых ресничками (единственная ресничка).Реснички — это выступы, распределенные по всей клетке. Одна клетка P. caudatum может иметь 5000–6000 ресничек.

Реснички — очень крошечные структуры — примерно 0,25 мкм в диаметре и до 20 мкм в длину. Мы можем видеть только общее движение ресничек на клетках, но трудно увидеть их четко под обычным световым микроскопом.

[В этом видео] Перемещение ресничек Paramecium под микроскопом.

На клетках парамеций присутствуют реснички двух типов: реснички полости рта и реснички тела. Реснички полости рта находятся на поверхности бороздки полости рта. Они помогают собирать пищевые материалы. Реснички тела находятся на поверхности тела и облегчают его передвижение. Они действуют как микроскопические весла, перемещая организм в одном направлении.

Реснички тела расположены продольными рядами (по оси от головы к хвосту) с довольно равномерной длиной по всей клетке. Есть также несколько более длинных ресничек, присутствующих на заднем конце клетки (совершенно очевидно у P. caudatum ).Они образуют хвостовой пучок ресничек (отсюда и название caudatum ).

[На этом рисунке] Различные типы ресничек на клетке парамеция — оральные реснички, реснички тела и хвостовой пучок.

Вид ресничек под микроскопом

Ученые потратили много времени и усилий на изучение ресничек парамеций. Почему?

Это потому, что реснички не являются исключительной составляющей микроорганизмов, таких как парамеции или инфузории. Фактически, у нас также есть реснички на наших клетках. Например, подвижные реснички находятся на респираторном эпителии, выстилающем дыхательные пути, где они очищают наши легкие, вымывая слизь и грязь.

Продвинутая микроскопия является мощным инструментом в исследованиях клеточной биологии такого рода. Например, сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) позволяет нам увидеть морфологию, ориентацию и плотность ресничек парамеция. С помощью просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ) мы можем увидеть ультраструктуру ресничек в поперечном срезе. С помощью иммунофлуоресцентного окрашивания на основе антител ученые могут даже увидеть, какие виды белков вносят вклад в структуру, движение и рост ресничек.

[На этом рисунке] Ученые использовали современные микроскопы, чтобы ответить на свои вопросы о ресничках парамеций.Слева: SEM показывает морфологию ресничек (Фото: Джудит Л. Ван Хаутен). В центре: ПЭМ дает нам детальное изображение поперечного сечения ресничек (Фото: Ричард Аллен). Справа: флуоресцентный микроскоп показывает нам, как реснички закрепляются на поверхности клетки.

Структура пленки и ресничек

С помощью современной микроскопии ученые теперь в деталях знают, как реснички растут и двигаются. Как вы можете видеть на иллюстрации ниже, слой пленки не гладкий. Вместо этого есть много бугорков (называемых альвеолами) с углублениями на пленке.Ресничка выходит через центральное отверстие каждого углубления с якорем на базальном теле.

[На этом рисунке] Детальное строение ресничек и пленки.

Ученые также обнаружили, что находится внутри каждого волоска ресничек. Ресничка состоит из пучков микротрубочек. Микротрубочки — это белковые волокна внутри клеток, выполняющие множество функций. Микротрубочки могут служить межклеточной магистралью для транспортировки молекул и органелл. Во время деления клетки волокна микротрубочек, выступающие из двух центросом, разделяют хромосомы в новые ядра.

[На этом рисунке] Организация реснички.
Каждая ресничка содержит девять пар микротрубочек, образующих внешнюю часть кольца, и две центральные микротрубочки. Эта структура известна как аксонема. Микротрубочки удерживаются вместе за счет сшивания белков. Моторные белки, называемые динеином, проходят через каждое спаренное волокно микротрубочек.
Фото: LadyofHats на вики.

Моторные белки (динеин) используют АТФ в качестве энергии для ползания по микротрубочкам.Когда белки динеина с одной стороны движутся вверх, а с другой — вниз, ресничка изгибается. Повторение циклов сгибания-расслабления заставляет реснички действовать как весла, качаясь взад и вперед, создавая движение.

Посмотрите, как реснички излучают волну.

Если реснички просто машут взад и вперед одинаково, клетки никуда не денутся. Ход вперед и назад должен быть в разных фазах, для создания значимой движущей силы.

Ученые использовали микроскоп с высокоскоростной видеокамерой, чтобы запечатлеть, как бьются реснички, заставляя двигаться все тело парамеция.Они выглядят довольно умно!

[В этом видео] Движение ресничек демонстрирует красивую метахрональную волнообразную координацию, когда между соседними ресничками поддерживается постоянная разность фаз.

Анализируя кадр за кадром высокоскоростного видео, ученые обнаружили, что парамеций плавает аналогично тому, как мы плывем во время переднего ползания.

Эффективный ход (вперед) : Во время эффективного удара ресничка поднимается вверх (чтобы привлечь больше воды) и ударяется о воду, таким образом перемещая тело вперед и отправляя воду назад.

Восстановительный (обратный) ход : Во время восстановительного хода ресничка возвращается в исходное положение своим обратным движением. Ресничка имеет тенденцию изгибаться и оставаться ближе к поверхности клетки, чтобы минимизировать сопротивление.

[На этом рисунке] Образец штрихов ресничек парамеция.
Движение ресничек можно разделить на Эффективный (вперед) и Восстановительный (назад) ход. Два вида гребков поочередно повторяются, чтобы продвигать тело парамеции, когда мы плывем в стиле ползания вперед.

В отличие от нас, у которых есть только два плеча, парамециевая клетка имеет тысячи ресничек. Чтобы плавать эффективно, все реснички не двигаются одновременно. Реснички группируются в два типа согласованных ритмов.

Ритм синхронный — Реснички поперечного ряда движутся одновременно.

Ритм метахронный — Реснички продольного ряда бьются друг за другом. Это создает метахрональные волны, проходящие от переднего конца к заднему.

[На этом рисунке] Реснички движутся в метахронном ритме, создавая движущую силу.

Еще одно интересное поведение — это способ побега парамеций. Если парамеций наталкивается на препятствие, биение ресничек прекращается и меняется на противоположное. Это заставляет парамеций плыть назад, чтобы держаться подальше от препятствий или хищников.

Как быстро может двигаться парамеций?

Вы можете задаться вопросом, с какой скоростью может двигаться парамеций? Они двигаются быстрее олимпийских золотых медалистов!

Большинство инфузорий, таких как парамеции, прекрасно умеют плавать. Почему реснички? Когда ваше тело меньше миллиметра, вода похожа на липкий сироп.Плавать, как рыба, было бы не очень эффективно! Если вы хотите быстро плавать и уметь маневрировать, реснички — лучший выбор.

Реснички парамеции движутся, как множество крошечных весел, продвигая организм по воде со скоростью « в четыре раза больше длины его тела в секунду ». Для P. caudatum , который имеет длину 300 микрометров (мкм), он может плавать со скоростью 1200 мкм в секунду (что равно 0,0027 мили в час). Если Майкл Фелпс (6 футов 4 дюйма или 1,93 м) будет плавать как парамеций, он будет плавать со скоростью 7.72 метра в секунду и преодоление дистанции 100 метров за 12,95 секунды. Это в четыре раза быстрее мирового рекорда по плаванию!

[На этом рисунке] Три способа передвижения простейших.
Реснички — скоординированно бить плавать. Псевдоножки — ползать по поверхности, изменяя форму клетки. Жгутик — плывет, вращаясь как пропеллер.
Фото: Lumen.

Как питается парамеций?

Oral Groove

Парамеции питаются другими микроорганизмами, такими как бактерии, дрожжи или водоросли.Они питаются через систему, которая работает так же, как наш рот-пищевод-желудок. На вентро-латеральной стороне тела парамеции имеется большое косое неглубокое углубление, называемое оральной канавкой . Эта ротовая бороздка придает животному асимметричный вид.

Ротовая канавка служит для входа пищевых материалов в камеру. Поверхность ротовой бороздки покрывают реснички ротовой полости. Эти оральные реснички бьются, создавая входящий поток воды и принося пищу в оральную бороздку.

[На этом рисунке] Детальный вид системы кормления парамеций.
Следуя красным стрелкам, вы можете отслеживать путь пищи, проходящей через систему кормления парамеций. Сначала частицы пищи собираются в полости рта за счет движения ресничек полости рта. Пищевые материалы перемещаются из цитостома в цитофаринкс, а затем в пищевые вакуоли путем фагоцитоза. Пищеварительные ферменты внутри пищевых вакуолей расщепляют пищу на небольшие молекулы питательных веществ. После того, как питательные вещества абсорбируются клеткой в цитоплазму, неперевариваемый мусор выводится из анальной поры.

Цитостом, цитофаринкс и пищевая вакуоль

Конец ротовой бороздки соединяется с воронкообразной структурой, называемой цитоустомом или устьем клеток . Реснички полости рта также покрывают просвет цитостома, доставляя частицу пищи вниз в воронку цитостома, которая простирается в цитофаринкс.

Цитофаринкс представляет собой трубчатую структуру (как и наш пищевод), которая ведет к пищевым вакуолям. Пищевые вакуоли образуются почкованием из заднего конца цитофаринкса.Пищевые вакуоли функционируют так же, как наш желудок, и содержат переваривающие ферменты, расщепляющие пищевые материалы на молекулы питательных веществ.

Процесс питания путем поглощения через пищевые вакуоли, называемый фагоцитоз , обычен для одноклеточных микроорганизмов, таких как амеба. Однако только у представителей семейств инфузорий и эвглен развивается особая система цитостом-цитофаринкс.

Парамеция испускает какашку?

Анальные поры

Ответ — да. У парамеций есть свой способ выведения из организма.После того, как питательные вещества из переваренной пищи всасываются в цитоплазму, в пищевых вакуолях все еще остается неперевариваемый мусор. Отходы будут выбрасываться из структуры под названием анальная пора или cytoproct .

Различные одноклеточные эукариоты имеют анальную пору. Анальная пора парамеция — это область пленки, не покрытая гребнями и ресничками. Тонкая пленка позволяет вакуолям сливаться с поверхностью клетки и опорожняться.

Специализированная «кожа» тела клеток парамеция

Эктоплазма и эндоплазма

В отличие от многоклеточных организмов, которые имеют слой выделенных клеток кожи в качестве защитного барьера, у одноклеточных парамеций образуется «клеточная кожа» для защиты .

Как мы упоминали выше, самый внешний слой — это мягкая оболочка из пелликулы и ресничек. С пленкой связан узкий периферический слой специализированной твердой цитоплазмы, называемый эктоплазмой . Под эктоплазмой находится более жидкий тип цитоплазмы: эндоплазма . Эта область содержит большинство клеточных компонентов и органелл.

[На этом рисунке] Подробное изображение структуры кожи парамеции.
На этом изображении с высоким разрешением клетки парамеция вы видите два слоя цитоплазмы: эктоплазму и эндоплазму.Трихоцисты — это защитные органеллы, встроенные в слой эктоплазмы. (Изображение изменено из работы Майкла Плевки)

По сравнению с остальной цитоплазмой (эндоплазмой), эктоплазма образует тонкий, плотный и прозрачный внешний слой, содержащий трихоцисты и фибриллярные структуры. Корни ресничек также закрепляются в слое эктоплазмы. Пелликула и эктоплазма вместе служат защитной кожей для парамеций.

Trichocyst

Trichocyst (trick-o-sists) представляет собой небольшую веретеновидную органеллу, расположенную в эктоплазме с крохотной порой, открытой на поверхности пленки.Трихоцисты располагаются перпендикулярно эктоплазме. Трихоцисты заполнены плотной преломляющей жидкостью, содержащей набухшие вещества. Когда клетки получают механические, химические или электрические раздражители, трихоцисты выделяют свое содержимое и становятся длинными тонкими колючими шипами. После их разряда из кинетосом образуются новые.

Точная функция трихоцист не совсем ясна, хотя популярная теория гласит, что они важны для защиты от хищников.Трихоцисты также могут способствовать адгезии клеток и поддерживать тело клетки парамеция.

[На этом рисунке] Трихоцисты парамеция.
Трихоцисты — это веретенообразные органеллы, которые могут выделять жалящие нити в качестве защиты от хищников. Слева: ПЭМ-изображение, показывающее трихоцисту, встроенную в эктоплазму. При получении внешних стимулов ядро трихоцисты проглатывает и выталкивает иглу из оболочки. (Изображение: Bannister, J. Cell Sci. 11: 899-929, 1972). Справа: сильно увеличенное фазово-контрастное изображение, показывающее, что парамеций запускает свои шипастые трихоцисты для защиты.(Изображение: Walter Dawn, Encyclopædia Britannica)

Что находится внутри тела клетки парамеции?

Цитоплазма и органеллы

Подобно нормальной эукариотической клетке, внутри слоя пелликулы парамеция находится желеобразное вещество, называемое цитоплазмой . Цитоплазма включает цитозоль и все органеллы . Цитозоль внутри клетки похож на сгущенный суп. Это сложная смесь всех видов веществ, растворенных в воде.Вы можете найти небольшие молекулы, такие как ионы (натрий, калий или кальцин), аминокислоты, нуклеотиды (основные единицы ДНК), липиды, сахара и большие макромолекулы, такие как белки и РНК.

Парамеций имеет все обычные органеллы эукариотических клеток (ссылка на клеточную биологию), включая митохондрии (электростанции клетки), эндоплазматический ретикулум и рибосомы (где синтезируется белок), аппарат Гольджи (почтовое отделение внутри клеток), лизосомы ( хранение пищеварительных ферментов), пероксисомы (химическая лаборатория внутри клеток).

В отличие от растительных клеток, парамеций не имеет хлоропластов.

В отличие от обычных эукариотических клеток, парамеций имеет два ядра , большое и маленькое. Парамеций также состоит из двух типов вакуолей: сократительной вакуоли и пищевой вакуоли , которых нет в клетках человека.

Paramecium работает на двухъядерном процессоре — Macronucleus и Micronucleus

Самая необычная характеристика парамеций — их ядра.У них есть два типа ядер, которые различаются по форме, содержанию и функциям.

[На этом рисунке] Макронуклеус (МА) и Микронуклеус (МИ) в клетке P. putrinum . Белые и черные стрелки указывают на симбиотические бактерии внутри цитоплазмы.
Фотография предоставлена: MDPI

Micronucleus

Два типа ядер — это , микроядро, и макронуклеус. Микроядро диплоидно; то есть он содержит две копии каждой хромосомы парамеция (ядро человека также диплоидно).Микроядро содержит всю ДНК (называемую геномом), которая присутствует в организме. Эта ДНК передается от одного поколения к другому при воспроизводстве.

Макронуклеус

С другой стороны, макронуклеус содержит подмножество ДНК из микронуклеуса. Эти фрагменты ДНК копируются из микроядра в макронуклеус, поскольку они несут гены, которые часто необходимы клетке парамеции. Гены в макронуклеусе активно транскриптируются в мРНК, а затем транслируются в белки.Макронуклеус полиплоидный или содержит несколько копий каждой хромосомы, иногда до 800 копий.

Функция микронуклеуса и макронуклеуса

Другими словами, функция микронуклеуса заключается в поддержании генетической стабильности и обеспечении передачи нужных генов следующему поколению. Его также называют зародышевой линией или генеративным ядром. Макронуклеус играет роль в нерепродуктивных функциях клетки, включая экспрессию генов, необходимых для повседневного функционирования клетки.Макронуклеус еще называют вегетативным ядром.

Если использовать компьютер в качестве метафоры, микронуклеус — это жесткий диск, на котором хранится полная копия программы клетки. Макронуклеус действует как оперативная память (RAM), в которой хранятся рабочие данные и машинные коды. Компьютер загружает с жесткого диска в оперативную память только те программы, которые используются в данный момент. В клетке парамеции более активные гены (что означает, что клетке нужно больше этих белков, кодируемых этими генами) могут иметь больше копий в макронуклеусе.

Другая причина иметь два разных ядра заключается в том, что это механизм, с помощью которого парамеции и другие инфузории могут предотвращать генетических вторжений (то есть фрагментов ДНК, которые проникают в геном, например, ДНК вируса).

При наличии двух ядер, если фрагмент ДНК находится в микроядре, но не в макронуклеусе, он будет удален во время следующего раунда деления клетки. Другими словами, если что-то чужеродное попадет в микроядерный геном, то при создании следующего макронуклеуса оно будет удалено и не будет включено в экспрессированную версию [транскрибируемую] геном.Этот механизм функционирует как примитивная иммунная система ДНК; то есть изучение генома и попытки не допустить вторжения элементов.

Морфологически макронуклеус имеет форму почки или эллипсоид. Микронуклеус находится рядом с макронуклеусом. Это небольшая и компактная конструкция сферической формы. Все виды парамеций имеют одно макронуклеус. Однако количество микроядер может варьироваться в зависимости от вида. Например, у P. aurelia два микроядра, а у P. multimicronucleatum — несколько.

Два вида вакуолей, которые жизненно важны для парамеций.

Название «вакуоль» описывает эти органеллы, которые кажутся прозрачными и имеют тенденцию быть заполненными жидкостью. Вакуоли берут на себя определенные функции в клетке парамеции. Парамеций имеет два типа вакуолей: сократительные вакуоли и пищевые вакуоли .

Сократительные вакуоли действуют как водяные помпы для осморегуляции.

Одна парамецийозная клетка имеет две звездообразные сократительные вакуоли , расположенные на каждом конце тела.Они заполнены жидкостью и находятся в фиксированных положениях между эндоплазмой и эктоплазмой. Сократительные вакуоли отвечают за осморегуляцию , , или вывод избыточной воды из клетки.

Как бороться с «осмосом» — это универсальная задача для всех живых существ. Это особенно важно для одноклеточных микроорганизмов, таких как парамеций.

Как известно, каждая клетка окружена клеточной мембраной. В этой мембране есть крошечные отверстия, через которые проходят маленькие молекулы (например, вода), но не большие (например, соль).Из-за этой природы клеточная мембрана частично проницаема. Осмос — это перемещение молекул воды из области с высокой концентрацией воды (разбавленный раствор) в область с низкой концентрацией воды (концентрированный раствор) через частично проницаемую мембрану.

[На этом рисунке] Клетки животных (например, эритроциты на этом графике) чувствительны к давлению осмоса. Когда наши клетки находятся в среде « Isotonic » (например, наша кровь), молекулы воды внутри и снаружи равны, и клетки безопасны.Если среда становится « Hypotonic », что означает меньше растворенных веществ (минералов), чем изотоническая, вода будет перемещаться в клетки для достижения баланса. Клетки будут набухать и даже лопаться (лизироваться), если из клетки не удалить лишнюю воду. С другой стороны, « Hypertonic » связан с большим количеством растворенных веществ в окружающей среде и может вызвать сокращение клеток.

Сократительные вакуоли регулируют количество воды внутри клетки. В пресной воде, которая является гипотонической средой для парамеций, вода поступает в клетку путем осмоса.Сократительные вакуоли вытесняют воду из клетки, сокращаясь и предотвращая поглощение клеткой слишком большого количества воды или даже разрыв.

Как работают сократительные вакуоли?

Каждая сократительная вакуоль соединена с несколькими радикальными каналами (которые образуют ее звездообразную форму). Избыточная вода отводится от всего тела парамеции и через эти каналы подается в сократительные вакуоли. Накопление воды приводит к увеличению размеров вакуоли. Как только резервуар достигает порога сдерживания, сократительная вакуоль сжимается, выпуская избыток воды через поры на пленке.

Две сократительные вакуоли работают независимо. Задняя сократительная вакуоль находится близко к цитофаринксу и, следовательно, сокращается быстрее из-за прохождения большего количества воды. Когда сократительная вакуоль схлопывается, она может периодически исчезать и поэтому называется временными органами.

[На этом рисунке] Изображение Paramecium с высоким разрешением, показывающее две звездообразные сократительные вакуоли и макронуклеус. Это изображение было сделано Рохелио Морено из Панама-Сити, Панама, с использованием дифференциального интерференционного контраста (ДИК) при 40-кратном увеличении.Это изображение получило 4-е место на конкурсе микрофотографии Nikon в 2013 году.

Пищевые вакуоли

Когда клетка парамеция собирает пищу через ротовую бороздку и проходит через цитостом в направлении дна цитофаринкса, эти пищевые материалы инкапсулируются в пищевых вакуолей . Пищевые вакуоли затем сливаются с органеллами, называемыми лизосомами , , ферменты которых расщепляют молекулы пищи и проводят пищеварение.

Пищевые вакуоли неконтрактильны и имеют примерно сферическую форму.Они служат изолированным отсеком, позволяющим ферментам расщеплять только частицы пищи, но не другие органеллы. Размеры пищевых вакуолей варьируются в зависимости от количества пищи и прогресса пищеварения. Неперевариваемый мусор будет выброшен из отверстия на пленке, которое называется анальной порой или cytoproct .

Функции ресничек и жгутиков

Что такое реснички и жгутики?

И прокариотические, и эукариотические клетки содержат структуры, известные как реснички и жгутики .Эти отростки от поверхности клетки способствуют движению клеток. Они также помогают перемещать вещества по клеткам и направлять поток веществ по трактам. Реснички и жгутики образуются из специализированных групп микротрубочек, называемых базальными тельцами. Если выступы короткие и многочисленные, их называют ресничками. Если они длиннее и менее многочисленны (обычно всего один или два), их называют жгутиками.

Каковы их отличительные характеристики?

Реснички и жгутики имеют ядро, состоящее из микротрубочек, которые соединены с плазматической мембраной и расположены в так называемом паттерне 9 + 2 .Паттерн назван так потому, что он состоит из кольца из девяти парных наборов микротрубочек (дублетов), которые окружают две одиночные микротрубочки. Этот пучок микротрубочек в расположении 9 + 2 называется аксонемой . Основание ресничек и жгутиков соединено с клеткой модифицированными центриольными структурами, называемыми базальными тельцами . Движение возникает, когда девять парных наборов микротрубочек аксонемы скользят друг относительно друга, вызывая изгиб ресничек и жгутиков. Моторный белок динеин отвечает за создание силы, необходимой для движения.Этот тип организации обнаружен в большинстве эукариотических ресничек и жгутиков.

Каковы их функции?

Основная функция ресничек и жгутиков — движение. Они являются средством, с помощью которого многие микроскопические одноклеточные и многоклеточные организмы перемещаются с места на место. Многие из этих организмов обитают в водной среде, где они движутся за счет биения ресничек или действия жгутиков, напоминающих хлыст. Например, протисты и бактерии используют эти структуры для движения к стимулу (еда, свет), от стимула (токсина) или для сохранения своего положения в общем месте.У высших организмов реснички часто используются для продвижения веществ в желаемом направлении. Однако некоторые реснички функционируют не в движении, а в восприятии. Первичные реснички , обнаруженные в некоторых органах и сосудах, могут ощущать изменения в условиях окружающей среды. Примером этой функции служат клетки, выстилающие стенки кровеносных сосудов. Первичные реснички в эндотелиальных клетках кровеносных сосудов контролируют силу кровотока по сосудам.

Где можно найти реснички и жгутики?

И реснички, и жгутики встречаются во многих типах клеток.Например, у спермы многих животных, водорослей и даже папоротников есть жгутики. Прокариотические организмы также могут иметь один или несколько жгутиков. Бактерия, например, может иметь: один жгутик, расположенный на одном конце клетки (монтрихий), один или несколько жгутиков, расположенных на обоих концах клетки (амфитрихоз), несколько жгутиков на одном конце клетки (лофотрих) или жгутики распределены по всей клетке (перитрихиальные). Реснички можно найти в таких областях, как дыхательные пути и женские половые пути.В дыхательных путях реснички помогают вымывать слизь, содержащую пыль, микробы, пыльцу и другой мусор, от легких. В женских половых путях реснички помогают вытеснять сперму в направлении матки.

Другие клеточные структуры

Реснички и жгутики — два из многих типов внутренних и внешних клеточных структур. Другие клеточные структуры и органеллы включают:

Клеточная мембрана: Эта внешняя мембрана эукариотических клеток защищает целостность внутренней части клетки.
Цитоскелет: цитоскелет представляет собой сеть волокон, которые образуют внутреннюю инфраструктуру клетки.

Ядро
: рост и размножение клеток контролируются ядром.
Рибосомы: Рибосомы представляют собой комплексы РНК и белка, которые отвечают за производство белка посредством трансляции.
Митохондрии: Эти органеллы обеспечивают клетку энергией.
Эндоплазматический ретикулум: образованный складками плазматической мембраны, эндоплазматический ретикулум синтезирует углеводы и липиды.
Комплекс Гольджи: эта органелла производит, хранит и отправляет определенные клеточные продукты.
Лизосомы: Лизосомы представляют собой мешочки ферментов, которые переваривают клеточные макромолекулы.
Пероксисомы: эти органеллы помогают выводить токсины из алкоголя, образовывать желчную кислоту и использовать кислород для расщепления жиров.

_{Источники:}

_{Boselli, Francesco, et al. «Количественный подход к изучению жесткости изгиба эндотелиальных ресничек во время механодетекции кровотока in vivo.” Методы клеточной биологии , Vol. 127, Elsevier Academic Press, 7 марта 2015 г., www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0091679X15000072.}
_{Lodish, H, et al. «Реснички и жгутики: структура и движение». Molecular Cell Biology , 4-е изд., W. H. Freeman, 2000, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21698/.}

CiliateGEM: открытый проект и инструмент для прогнозирования метаболических вариаций инфузорий и моделирования условий эксперимента | BMC Bioinformatics

1.
Генри К.С., ДеДжонг М., Лучший А.А., Фрайбаргер П.М., Линсей Б., Стивенс Р.Л. Высокопроизводительное создание, оптимизация и анализ метаболических моделей в масштабе генома. Nat Biotechnol. 2010; 28: 977–82.
CAS Статья Google ученый

2.
McAnulty MJ, Yen JY, Freedman BG, Senger RS. Моделирование в масштабе генома с использованием ограничений отношения потоков для обеспечения метаболической инженерии метаболизма клостридий in silico. BMC Syst Biol. 2012; 6: 42.
CAS Статья Google ученый

3.
Ким Б., Ким В.Дж., Ким Д.И., Ли С.И. Применение модели метаболической сети в масштабе генома в метаболической инженерии. J Ind Microbiol Biotechnol. 2015; 42: 339–48.
CAS Статья Google ученый

4.
Folger O, Jerby L, Frezza C, Gottlieb E, Ruppin E, Shlomi T. Прогнозирование селективных мишеней лекарств при раке через метаболические сети.Mol Syst Biol. 2011; 7: 501.
Артикул Google ученый

5.
Шакед И., Оберхардт М.А., Атиас Н., Шаран Р., Руппин Э. Прогнозирование метаболической сети побочных эффектов лекарств. Cell Syst. 2016; 2 (3): 209–13.
CAS Статья Google ученый

6.
Эйассу Ф., Ангион С. Моделирование пируватдегидрогеназы в условиях гипоксии и ее роль в метаболизме рака. R Soc Open Sci.2017; 4 (10): 170360.
Артикул Google ученый

7.
Монк Дж. М., Чарусанти П., Азиз Р. К., Лерман Дж. А., Премьодхин Н., Орт Дж. Д., Фейст А. М., Палссон Б. Метаболические реконструкции в масштабе генома нескольких штаммов Escherichia coli подчеркивают штамм-специфическую адаптацию к питательной среде. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2013; 110 (50): 20338–43.
CAS Статья Google ученый

8.
Angione C, Lió P. Прогностический анализ адаптивности к окружающей среде в моделях многомерных сетей. Научный доклад 2015; 5: 15147.
CAS Статья Google ученый

9.
Babaei P, Ghasemi-Kahrizsangi T, Marashi SA. Моделирование различий в биохимических возможностях видов псевдомонад с помощью анализа баланса потоков: насколько хорошо метаболические сети в масштабе генома предсказывают различия? Научный мир J. 2014; 2014: 416289.
Google ученый

10.
ван Хек Р.Г., Гантер М., Мартинс душ Сантуш В.А., Стеллинг Дж. Эффективная реконструкция прогнозных консенсусных моделей метаболической сети. PLoS Comput Biol. 2016; 12 (8): e1005085.
Артикул Google ученый

11.
Кохорст Дж. Дж., Ван Дам Дж. К., ван Хек Р.Г., Сачченти Э., Дос Сантос В.А., Суарес-Диез М., Шаап П.Дж. Сравнение 432 штаммов Pseudomonas путем интеграции геномных, функциональных, метаболических и экспрессионных данных. Научный представитель2016; 6: 38699.
CAS Статья Google ученый

12.
Леви Р., Боренштейн Э. Метаболическое моделирование взаимодействия видов в микробиоме человека разъясняет правила сборки на уровне сообщества. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2013; 110 (31): 12804–9.
CAS Статья Google ученый

13.
Thiele I, Palsson BØ. Протокол для создания высококачественной метаболической реконструкции в масштабе генома.Nat Protoc. 2010. 5 (1): 93–121.
CAS Статья Google ученый

14.
Yilmaz LS, Walhout AJ. Модель метаболической сети Caenorhabditis elegans в масштабе генома. Cell Syst. 2016; 2 (5): 297–311.
CAS Статья Google ученый

15.
Baa-Puyoulet P, Parisot N, Febvay G, et al. ArthropodaCyc: коллекция баз данных BioCyc на базе CycADS для анализа и сравнения метаболизма членистоногих.База данных. 2016; 2016. https://doi.org/10.1093/database/baw081.
Артикул Google ученый

16.
Виджаякумар С., Конвей М., Лио П., Анжионе С. Видеть лес за деревьями: множество методов оптимизации и интеграции атомных сетей в метаболическом моделировании. Краткий биоинформ. 2017. https://doi.org/10.1093/bib/bbx053.

17.
Таффи М., Паолетти Н., Ангионе С., Пуччарелли С., Марини М., Лио П. Биоремедиация в морских экосистемах: вычислительное исследование, сочетающее экологическое моделирование и анализ баланса потоков.Фронт Жене. 2014; 5: 319–25.
Артикул Google ученый

18.
Таффи М., Паолетти Н., Лио П., Пуччарелли С., Марини М. Моделирование биоаккумуляции и анализ чувствительности для выявления ключевых игроков в загрязненных пищевых сетях: тематическое исследование ПХД в Адриатическом море. Модель Ecol. 2015; 306: 205–15.
CAS Статья Google ученый

19.
Dahal S, Poudel S, Thompson RA.Геномное моделирование термофильных микроорганизмов. Adv Biochem Eng Biotechnol. 2016; 160: 103–19.
Google ученый

20.
Magnúsdóttir S, Heinken A, Kutt L, Ravcheev DA, Bauer E, Noronha A, Greenhalgh K, Jäger C, Baginska J, Wilmes P, Fleming RM, Thiele I. Создание метаболических реконструкций в масштабе генома для 773 члена микробиоты кишечника человека. Nat Biotechnol. 2017; 35 (1): 81–9.
Артикул Google ученый

21.
Heavner BD, Цена без даты. Сравнительный анализ моделей метаболической сети дрожжей подчеркивает прогресс и возможности метаболической реконструкции. PLoS Comput Biol. 2015; 11 (11): e1004530.
Артикул Google ученый

22.
Инициатива по морской микробиологии (MMI): // https://www.imicrobe.us/. По состоянию на 7 августа 2018 г.

23.
Bright LJ, Kambesis N, Nelson SB, Jeong B, Turkewitz AP. Всесторонний анализ показывает динамическую и эволюционную пластичность Rab GTPases и мембранный трафик у Tetrahymena thermophila .PLoS Genet. 2010; 6 (10): e1001155.
Артикул Google ученый

24.
Уоррен А., Паттерсон Д. Д., Дантхорн М. и др. За пределами «кода»: руководство по описанию и документированию биоразнообразия реснитчатых протистов (Alveolata, Ciliophora). J Eukaryot Microbiol. 2017; 64: 539–54.
Артикул Google ученый

25.
Hamilton EP, Kapusta A, Huvos PE, et al.Структура генома зародышевой линии Tetrahymena thermophila и связь с массивно реаранжированным соматическим геномом. Элиф. 2016; 5: e19090.
Артикул Google ученый

26.
Eisen JA, Coyne RS, Wu M, Wu D, Thiagarajan M, Wortman JR, Delcher AL. Макроядерная последовательность генома инфузории Tetrahymena thermophila, модельного эукариота. PLoS Biol. 2006; 4 (9): e286.
Артикул Google ученый

27.
Heirendt L, Arreckx S, Pfau T, Mendoza SN, Richelle A, Heinken A, Haraldsdottir HS, Keating SM, Vlasov V, Wachowiak J, Magnusdottir S. Создание и анализ моделей на основе биохимических ограничений: COBRA Toolbox v3. 0. Препринт arXiv arXiv: 1710.04038. 2017.
Google ученый

28.
Raugi GJ, Liang T, Blum JJ. Количественный анализ потоков метаболитов по некоторым путям промежуточного метаболизма у Tetrahymena pyriformis.J Biol Chem. 1975. 250 (15): 5866–76.
CAS PubMed Google ученый

29.
Borowitz MJ, Stein RB, Blum JJ. Количественный анализ изменения потоков метаболитов по пентозофосфатным и гликолитическим путям у Tetrahymena в ответ на углеводы. J Biol Chem. 1977 10 марта; 252 (5): 1589–605.
CAS PubMed Google ученый

30.
Steint B, Blum JJ.Количественный анализ промежуточного метаболизма у Tetrahymnena. J Biol Chem. 1980. 255 (9): 4198–205.
Google ученый

31.
Jeon SJ, Ishikawa K. Новая АДФ-зависимая ДНК-лигаза из Aeropyrum pernix K1. FEBS Lett. 2003. 550 (1–3): 69–73.
CAS Статья Google ученый

32.
Gibbons IR, Rowe AJ. Динеин: белок с активностью аденозинтрифосфатазы из ресничек.Наука. 1965; 149: 424–6.
CAS Статья Google ученый

33.
Лобанов А.В., Хифи С.М., Туранов А.А., Геращенко М.В., Пуччарелли С., Деварай Р.Р., Се Ф., Петюк В.А., Смит Р.Д., Клобутчер Л.А., Аткинс Дж. Ф., Мичели С., Хэтфилд Д.Л., Баранов П.В., Гладышев В.Н. . Позиционно-зависимое завершение и широко распространенная обязательная смена фрейма в переводе Euplotes. Nat Struct Mol Biol. 2017; 24 (1): 61–8.
CAS Статья Google ученый

34.
Ван Дж, Дэвис RE. Запрограммированное удаление ДНК в многоклеточных организмах. Curr Opin Genet Dev. 2014; 27: 26–34.
CAS Статья Google ученый

35.
Новацкий М., Ландвебер Л.Ф. Эпигенетическая наследственность у инфузорий. Curr Opin Microbiol. 2009. 12 (6): 638–43. https://doi.org/10.1016/j.mib.2009.09.012.
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

36.
Pucciarelli S, La Terza A, Ballarini P, Barchetta S, Yu T, Marziale F, Passini V, Methe B, Detrich HW III, Miceli C. Молекулярная адаптация к холоду функции белков и регуляции генов: пример сравнительного геномного анализа у морских реснитчатых простейших. Mar Genomics. 2009; 2: 57–66.
Артикул Google ученый

37.
ДальМолин К.Г., Квек Л.Е., Палфрейман Р.В., Нильсен Л.К. AlgaGEM — метаболическая реконструкция водорослей в масштабе генома на основе генома Chlamydomonas reinhardtii .BMC Genomics. 2011; 12 (Приложение 4): 55.
Google ученый

38.
Nusblat AD, Bright LJ, Turkewitz AP. Сохранение и инновации в мембранном движении Tetrahymena: белки, липиды и компартменты. Методы Cell Biol. 2012; 109: 141.
Артикул Google ученый

39.
Guerrier S, Plattner H, Richardson E, Dacks JB, Turkewitz AP. Эволюционный баланс: сохранение против инноваций в перемещении мембран инфузорий.Движение. 2017; 18 (1): 18–28.
CAS Статья Google ученый

40.
Angione C, Liò P, Pucciarelli S, Can B, Conway M и др. 2016. Проблемы и возможности биоинформатики в изучении экстремальных сред, Vol. 9874 LNCS.
Google ученый

41.
Станке М., Моргенштерн Б. АВГУСТ: веб-сервер для предсказания генов у эукариот, допускающий определяемые пользователем ограничения.Nucleic Acids Res. 2005; 33: 465–7.
Артикул Google ученый

42.
Ногалес Дж., Палссон Б.О. Тиле Инес. Метаболическая реконструкция в масштабе генома Pseudomonas putida KT2440: i JN746 как фабрики клеток. BMC Syst Biol. 2008; 2: 1–79.
Артикул Google ученый

43.
Пулмен М.Г., Бонд Б.К., Геворкян А., Патель Х.Х., Фелл Д.А. Проблемы, с которыми придется столкнуться при реконструкции метаболических сетей из общедоступных баз данных.Syst Biol. 2006. 153 (5): 379–84.
CAS Статья Google ученый

44.
Orth JD, Thiele I, Palsson BØ. Что такое анализ баланса потоков? Nat Biotechnol. 2010. 28 (3): 245–8.
CAS Статья Google ученый

45.
Angione C. Интеграция экспрессии сплайс-изоформ в модели в масштабе генома характеризует метаболизм рака молочной железы. Биоинформатика. 2018; 34 (3): 494-501.
Артикул Google ученый

46.
Опдам С., Ришель А., Келлман Б., Ли С., Зелински, округ Колумбия, Льюис, NE. Систематическая оценка методов адаптации моделей метаболизма в масштабе генома. Cell Syst. 2017; 4 (3): 318–29.
CAS Статья Google ученый

47.
Hucka M, Bergmann FT, Hoops S, Keating SM, Sahle S, Schaff JC, Smith LP, Wilkinson DJ. Язык разметки системной биологии (SBML): спецификация языка для уровня 3, версия 1 Core.Дж. Интегр Биоинформ. 2015; 12 (2): 266.
PubMed PubMed Central Google ученый

48.
Laibe C, Le Novère N. Ресурсы MIRIAM: инструменты для создания и разрешения надежных перекрестных ссылок в системной биологии. BMC Syst Biol. 2007; 1:58.
Артикул Google ученый

49.
Schellenberger J, Que R, Fleming RM, Thiele I, Orth JD, Feist AM, Zielinski DC, Bordbar A, Lewis NE, Rahmanian S, Kang J, Hyduke DR, Palsson BØ.Количественное прогнозирование клеточного метаболизма с помощью моделей на основе ограничений: набор инструментов COBRA v2.0. Nat Protoc. 2011. 6 (9): 1290–307.
CAS Статья Google ученый

50.
Стовер Н.А., Кригер С.Дж., Бинкли Дж., Донг К., Фиск Д.Г., Нэш Р., Сетураман А., Вен С., Черри Дж. М.. База данных генома Tetrahymena (TGD): новый геномный ресурс для исследования Tetrahymena thermophila. Nucleic Acids Res. 2006; 34: D500–3.
CAS Статья Google ученый

51.
Arnaiz O, Cain S, Cohen J, Sperling L. ParameciumDB: ресурс сообщества, который объединяет последовательность генома Paramecium tetraurelia с генетическими данными. Nucleic Acids Res. 2007, январь; 35 (выпуск базы данных): D439–44.
CAS Статья Google ученый

52.
Арнаис О., Сперлинг Л. ParameciumDB в 2011 году: новые инструменты и новые данные для функциональной и сравнительной геномики модельной инфузории Paramecium tetraurelia. Nucleic Acids Res.2011, январь; 39 (выпуск базы данных): D632–6.
CAS Статья Google ученый

53.
Swart EC, Bracht JR, Magrini V, Minx P, Chen X, Zhou Y, Khurana JS, Goldman AD, Nowacki M, Schotanus K, Jung S, Fulton RS, Ly A, McGrath S, Haub K , Виггинс Дж. Л., Стортон Д., Матезе Дж. К., Парсонс Л., Чанг В. Дж., Боуэн М. С., Стовер Н. А., Джонс Т. А., Эдди С. Р., Херрик Г. А., Доук Т. Г., Уилсон Р. К., Мардис Е. Р., Ландвебер Л.Ф. Макроядерный геном Oxytricha trifallax: сложный эукариотический геном с 16 000 крошечных хромосом.PLoS Biol. 2013; 11 (1): e1001473.
CAS Статья Google ученый

54.
Бернс Дж., Кукушкин Д., Линдблад К., Чен Х, Йоноска Н., Ландвебер Л.Ф. База данных перестроек генома инфузорий. Nucleic Acids Res. 2016; 44 (D1): D703–9. https://doi.org/10.1093/nar/gkv1190.
CAS Статья PubMed Google ученый

Школа биомедицинских наук Wiki

Из Вики Школы биомедицинских наук

Есть два типа ресничек; подвижные и первичные, и имеют тенденцию быть около 10 мкм в длину и около 0.Диаметр 2 мкм ^[1]. Подвижные реснички растут группами, например клетки бронхиального эпителия, первичные реснички растут как единая ресничка, например те, что на эмбриональном узле. Подвижные реснички обнаруживаются на ограниченном диапазоне различных типов клеток, тогда как первичные реснички обнаруживаются почти на каждой клетке человеческого тела. Функция первичных ресничек — получать сигналы от других клеток или жидкостей.

Подвижные реснички

Реснички (единственное число: Cilium) представляют собой цилиндрические органеллы ^[2] ^[3], построенные из микротрубочек, в расположении «9 + 2» ^[4], с 9 дублетными микротрубочками по окружности и центральной парой в середина.Микротрубочки регулярно сшиваются с дополнительными белками, составляющими аксонему, центральное ядро, обеспечивающее стабильность. Некоторые вспомогательные белки, такие как динеин (см. Рис. 1), играют ключевую роль в движении органелл. 9 дублетных микротрубочек по окружности состоят из одного полного и одного неполного канальца, которые разделяются общей стенкой канальца. Органелла также прикрепляется к клеточной мембране с помощью базального тельца, которое состоит из триплетных микротрубочек, которые переходят в дублетные, наблюдаемые в аксонеме ^[5].Большинство ресничек у разных эукариот имеют это характерное расположение ^[6]. Это подвижные структуры, посредством которых ритмичное биение ресничек создает движение. Реснички участвуют в мукоцилиарном клиренсе, при котором бактерии, слизь и пыль попадают через дыхательные пути в рот и удаляются при глотании. Более того, реснитчатые клетки перемещают ооциты по фаллопиевым трубам и сперму из семенников в мужской репродуктивный тракт ^[7]. Более того, биение ресничек, отдельные клетки способны продвигаться через жидкость ^[8].Движение ресничек вызывается аксонемой, длина которой может достигать 10-200 микрометров ^[9]. Динеин — это моторный белок цитоскелета в ресничках, который позволяет им двигаться. Это происходит путем преобразования химической энергии АТФ в механическую энергию ^[10].
Первичные реснички
Реснички также могут быть неподвижными (первичные реснички) и иметь расположение «9 + 0», где они имеют 9 периферических дублетов микротрубочек и 0 одиночных микротрубочек в центре ^[11] ^[12].Одна из функций первичных ресничек — действовать как сенсорные антенны на рецепторных клетках, они простираются от апикальной поверхности клетки в окружающую среду и способны обнаруживать присутствие лигандов лучше, чем рецепторы на поверхности клетки, благодаря жидкость дальше от клеточной мембраны становится более подвижной ^[13].
Пример, описывающий, как аберрантная структура ресничек может привести к заболеванию человека
Первичная цилиарная дискинезия (ПЦД) — это генетическое заболевание, вызываемое аномальными ресничками и жгутиками, которое может приводить к инфекциям дыхательных путей.Некоторые из симптомов этого расстройства включают хронический кашель, заложенность носа и хронические инфекции грудной клетки. У людей с PCD реснички в дыхательных путях неподвижны и жесткие из-за дефектов аксонемного динеина. Это означает, что они не могут удалить слизь, поэтому бактерии остаются в дыхательных путях и вызывают инфекцию. Хотя лечения нет, PCD можно лечить антибиотиками, противовоспалительными препаратами или бронхолитиками, и, что более важно, необходимы регулярные упражнения, чтобы очистить дыхательные пути ^[14] ^[15].
Список литературы
↑ Руководство по гистологии — Университет Лидса. Эпителия: Специализации; Доступно по адресу: http://www.histology.leeds.ac.uk/tissue_types/epithelia/epi_specialisations.php
↑ 5) «Фундаментальная роль микроворсинок в основных функциях дифференцированных клеток: схема универсальной регулирующей и сигнальной системы на периферии клетки» К. Ланге, J Cell Physiol. 2011, 226, 896-927 Аннотация. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20607764
↑ Линн Х.(2008) Характеристика ресничных простейших, классификация и руководство по литературе, Нью-Йорк: Springer
.
↑ Линн Х. (2008) Характеристика ресничных простейших, классификация и руководство по литературе, Нью-Йорк: Springer
↑ Джефф Хардин, Грегори Бертони, Льюис Дж. Клиенсмит, Мир клетки Беккера, стр. 453, восьмое издание, Бенджамин Каммингс и Пирсон, Сан-Франциско, 2010
↑ Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж., Морган Д., Рафф М., Робертс К., Уолтер П.Молекулярная биология клетки. 6-е изд, Нью-Йорк; Наука о гирляндах. 2015 (стр. 941-942)
↑ Martini FH, Nath JL, Bartholomew EF. Основы анатомии и физиологии. 9-е изд, Сан-Франциско; Pearson Education Inc: 2012 (стр. 70-71)
↑ Альбертс, Брюс и др. (2008). Молекулярная биология клетки, 5-е издание, Нью-Йорк: Garland Science. (Стр.1031)
↑ Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж., Морган Д., Рафф М., Робертс К., Уолтер П. Молекулярная биология клетки. 6-е изд, Нью-Йорк; Garland Science 2015 (стр. 941-942)
↑ https: // www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20607764
↑ Satir P, Pedersen LB, Christensen ST. Краткий обзор первичной реснички. Журнал клеточной науки 2010; 123 (499-503): 1. http://jcs.biologies.org/content/123/4/499 (по состоянию на 14 ноября 2016 г.).
↑ 5) «Фундаментальная роль микроворсинок в основных функциях дифференцированных клеток: схема универсальной регулирующей и сигнальной системы на периферии клетки» К. Ланге, J Cell Physiol. 2011, 226, 896-927 Аннотация. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20607764
↑ Маршалл В.Ф., Нонака С.Реснички: настройка на антенну клетки. Current Biology, Volume 16, Issue 15, p604-614. 2006
↑ 13. первичная цилиарная дискинезия [Интернет]. Домашний справочник по генетике. 2017 [цитируется 2 декабря 2017 года]. Доступно по адресу: https://ghr.nlm.nih.gov/condition/primary-ciliary-dyskinesia#diagnosis
↑ 14. Дэниэлс М., Гош С., Ноун П. Первичная цилиарная дискинезия. Текущие отчеты пульмонологии. 2016; 5 (4): 191-198.
Какая органелла образует основу ресничек и жгутиков?
Реснички (единственная ресничка ) и жгутиков (единственная жгутик ) являются гибкими продолжениями мембраны определенных клеток.Основное назначение этих органелл — способствовать подвижности или движению организма, к которому они прикреплены. Иногда реснички помогают перемещаться по внешним по отношению к клетке веществам. Они сделаны из одних и тех же основных компонентов, но незначительно отличаются по своей конструкции и, следовательно, по внешнему виду.
Представьте себе изображение ресничек и жгутиков как плавник акулы или весла лодки. Только в водной или жидкой среде реснички и жгутики могут эффективно функционировать.
Таким образом, бактерии с такой структурой могут переносить влажную среду или процветать во влажной среде.Жгутики эукариот, такие как жгутики сперматозоидов, существенно отличаются по составу и организации от жгутиков прокариот, но, несмотря на то, что они эволюционировали по-разному, их цель одна и та же: перемещать клетку.
Реснички и жгутики сами по себе состоят из определенных видов белков и прикреплены к клетке разными способами в зависимости от природы родительского организма. Микротрубочки в целом играют важную роль в продолжающейся активности внутри клеток, тогда как то, что делают реснички и жгутики, имеет дело с событиями, которые являются внешними по отношению к клеткам.
Обзор клетки
Клетка — это основная единица жизни, являющаяся самым маленьким объектом, который отображает все свойства, формально связанные с процессом жизни. Многие организмы состоят только из одной клетки; почти все они происходят из классификации под названием Prokaryota . Другие организмы классифицируются как Eukaryota , и большинство из них являются многоклеточными.
Все клетки имеют как минимум клеточную мембрану, цитоплазму, генетический материал в виде ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и рибосомы.Эукариотические клетки, способные к аэробному дыханию, также имеют множество других компонентов, включая ядро вокруг ДНК и другие мембраносвязанные органеллы, такие как митохондрии, хлоропласты (в растениях) и эндоплазматический ретикулум.
И прокариотические клетки, и эукариотические клетки имеют жгутики, тогда как только эукариоты имеют реснички. Жгутики, прикрепленные к бактериям, используются для перемещения одноклеточного организма, тогда как жгутики и реснички эукариотических клеток, которые отходят от клеточной мембраны, но не являются ее частью, участвуют как в передвижении, так и в других функциях.
Что такое микротрубочки?
Микротрубочки взаимодействуют с органеллами и другими компонентами эукариотических клеток. Они являются одним из трех типов филаментов белка , обнаруженных в этих клетках, другими являются актиновых филаментов или микрофиламентов , которые являются самыми тонкими из трех филаментов, и промежуточных филаментов , которые имеют диаметр больше актиновые филаменты, но меньше микротрубочек.
Эти три нити составляют цитоскелет , который служит той же основной цели, что и костный скелет в вашем собственном теле: он обеспечивает целостность и структурную поддержку, а его компоненты также помогают в механических процессах внутри клетки, таких как движение и деление клеток.
Микротрубочки, которые состоят из белков, соответственно называемых тубулинами , образуют митотическое веретено во время митоза в эукариотических клетках. Эти волокна соединяются с частями парных хромосом и тянут их к полюсам клетки.
Структуры, называемые центриолями , которые сами состоят из микротрубочек, располагаются на обоих полюсах клетки во время митоза и отвечают за синтез волокон митотического веретена.
Какие клетки содержат реснички и жгутики?
Бактериальные клетки имеют жгутики ряда характерных расположений и стилей.
Монотрихие бактерий, таких как Vibrio cholerae, имеют один жгутик («mono-» = «только»; «trich-» = «волосы»).
Lophotrichous бактерии имеют несколько жгутиков, отходящих веером из одного и того же места на бактерии, отмеченного полярной органеллой .
Амфитрихие бактерий имеют по одному жгутику на каждом конце, что позволяет быстро менять направление.
Около бактерий, таких как E. coli , имеют различные жгутики, направленные во всех разных направлениях.
Важными жгутиками у эукариот являются те, которые продвигают сперматозоидов, мужские половые клетки или гамет .
Эукариоты, однако, обладают множеством типов ресничек. Реснички в дыхательных путях помогают перемещаться по слизи медленным движением или «щеткой». Реснички в матке и фаллопиевых трубах необходимы для перемещения яйцеклетки, оплодотворенной спермой, в направлении стенки матки, где она может имплантироваться и в конечном итоге превратиться в зрелый организм.
Строение ресничек и жгутиков
Реснички и жгутики на самом деле не более чем разные формы одного и того же строения. Хотя реснички короткие и обычно появляются рядами или группами, а жгутики — длинные и часто отдельные органеллы, нет окончательной причины, по которой данный пример одной не может быть перемаркирован как другой.
Обе структуры придерживаются одного и того же формата сборки, который является часто цитируемой, но несколько вводящей в заблуждение схемой « 9 + 2 ».
Это означает, что в каждой структуре кольцо из девяти элементов микротрубочек окружает ядро из двух элементов микротрубочек. Центральная пара заключена в оболочку, которая соединена с девятью «кольцевыми» элементами микротрубочек радиальными спицами , в то время как эти внешние девять трубок соединены друг с другом белками, называемыми динеинами .
Каждая из девяти кольцевых микротрубочек на самом деле является дублетом, одна с 13 белками, образующими трубку, а другая с 10. Две центральные микротрубочки также содержат 13 белков.Структура 9 + 2, которая формирует основную часть реснички или жгутика, называется аксонемой .
Соединения клеточных мембран
Две центральные микротрубочки жгутика эукариот вставляются в клеточную мембрану на пластинке у поверхности. Эта пластина находится над центриольной структурой, называемой базальным телом .
Они имеют цилиндрическую форму, как сами реснички и жгутики, но содержат девятичленное кольцо микротрубочек, каждая из которых имеет три субъединицы, а не две, каждая из которых наблюдается в аксонеме.Две центральные трубки аксонемы заканчиваются в «переходной зоне» над базальным телом и под аксонемой.
Как функционируют реснички?
Некоторые реснички перемещают весь организм, тогда как другие перемещают внешнюю материю, как описано выше. Некоторые реснички вместо этого функционируют как сенсорные выступы. Реснички обычно выступают наружу от клетки на расстояние примерно от 5 до 10 миллионных долей метра . Реснички, которые в первую очередь связаны с движением клетки, называются «подвижными» ресничками, и они бьют в основном в одном направлении, более или менее вместе.Движение других видов ресничек кажется более случайным.
И в ресничках, и в жгутиках движение выроста обычно «хлыстоподобно» или возвратно-поступательно, как у мерцающего хвоста головастика. Это достигается в основном с помощью белков динеина между микротрубочками на внешней стороне аксонемы. Движение включает отдельные элементы микротрубочек, «скользящие» друг мимо друга, заставляя всю структуру изгибаться в заданном направлении.
Как функционируют жгутики?
Когда жгутики бьются в водной среде, они генерируют волну энергии, которая движется в этой среде, и это, в свою очередь, продвигает организм в случае бактерий.Как уже отмечалось, разные бактерии используют разное расположение и количество жгутиков. Раньше не рассматривалась удивительная спирохета , разновидность бактерий, у которых есть жгутики с двойным заякорием, с одной вставкой на одном конце, а другой — на другом. Когда эта структура бьется, результатом является спиралевидное движение жгутиков.
Якорь в клетке бактериального жгутика отличается от якоря своего эукариотического аналога. Эти жгутики приводятся в действие «двигателями», которые находятся внутри этого якоря, причем движение самих жгутиков создается дистанционно, точно так же, как гребной вал движется благодаря двигателю, расположенному в корпусе лодки, а не в результате процессов, происходящих в самом валу.
Кроме того, в каждом из девяти дублетов микротрубочек одного эукариотического жгутика две субъединицы связаны белками, называемыми нексинами . Они могут вызывать изгиб каждого дублета при активации, а когда достаточно дублетов изгибается так же, как аксонема в целом реагирует и движется соответствующим образом.
Реснички, жгутики и центриоли | Celebrate Cytochemistry
Реснички и жгутики — это выросты клетки.Они состоят из микротрубочек. , как показано в этом мультфильме и покрыты расширением плазменной мембрана. Они подвижны и предназначены либо для перемещения клетки. сам или перемещать вещества по клетке или вокруг нее.Основное назначение ресничек в клетки млекопитающих должны перемещать жидкость, слизь или клетки по своей поверхности. Реснички и жгутики имеют одинаковую внутреннюю структуру. Основное различие заключается в их длине.
Реснички и жгутики перемещаются из-за взаимодействия набора микротрубочки внутри.В совокупности они называются «аксонема». Эта фигура показывает микротрубочку (верхняя панель) на виде поверхности и в поперечном сечении (внизу слева панель). Две из этих микротрубочек соединяются, образуя один дублет в ресничках или жгутиках. показан на средней панели.Обратите внимание, что один из канальцев неполный. Более того, есть важные микротрубочки ассоциированные белки (MAP), выходящие из одной из субъединиц микротрубочек.
крест разрез реснички показан на этом рисунке.Обратите внимание, что есть круг из девяти дуплеты, каждый из которых имеет одну полную (трубочку A) и одну неполную (трубочку B) микротрубочки. Оба основных дублета завершены. Начиная с
дуплеты представляют собой наборы руки, соединяющие соседние дублеты.Они состоят из белка «динеин». Он расположен с интервалом 24 нм. Связи нексина расположены вдоль микротрубочек, чтобы удерживать их вместе. Внутрь выступают радиальные спицы, которые соединяются с оболочкой, охватывающей дублеты.
Эта цифра показывает электронную микрофотографию поперечного сечения реснички. Обратите внимание, что вы можете увидеть динеиновые рукава и нексиновые звенья. Плечи динеина обладают АТФазной активностью.В присутствии АТФ они могут переходить от одного тубулина к другому. Они позволяют канальцам скользить друг по другу, чтобы реснички могли изгибаться.
Динеиновые мосты регулируются так это скольжение приводит к синхронному изгибу.Из-за нексина и радиальных спиц дуплеты удерживаются на месте, поэтому скольжение в продольном направлении ограничено. Если нексин и радиальный спицы подвергаются ферментному перевариванию и подвергаются воздействию АТФ, дуплеты будут продолжаться. скользить и телескопировать до 9 раз их длины.
Ниже приведена еще одна микрофотография поверхности клетки, на которой видно несколько ресничек. Они должны быть организованы функционально, чтобы реснички бились волной.
Реснички и жгутики организованы из центриолей, которые перемещаются в клетку. периферия. Они называются «базальными телами» и показаны на этом электронном изображении. микрофотография (bb).Обратите внимание на многочисленные реснички, выступающие из клеточной мембраны (см). Базальный органы контролируют направление движения ресничек. Это можно показать экспериментально.
Центриоли контролируют направление ресничек или жгутиков движение.
Paramecium имеет параллельные ряды ресничек, выровненных так, чтобы они бить в том же направлении. Однако в 1960-х годах были пересажены ряды ресничек / базальных тел. в Paramecium, и они смогли показать изменение направления ритма.Клетки передал изменение будущим поколениям, хотя это не было генетическим изменением.
Центриольная структура
Подобно ресничкам и жгутикам, центриоли также состоят из микротрубочек. Разница в том что они содержат 9 наборов троек и ни одного дублета в центре.Как тройняшки в Превращение базального тела в дублет ресничек остается загадкой. Центриоли бывают парами, каждая организованы под прямым углом к другому. На этом рисунке представлена электронная микрофотография пары центриолей, и рисунок сравнивает поперечное сечение реснички с поперечным сечением центриоль.Центриоли организуют веретенообразный аппарат, по которому хромосомы перемещаются во время митоз.
Репликация центриолей
Центриоли реплицируются автономно, как митохондрии и пероксисомы. Они начинаются с центров, содержащих белки, необходимые для их образования (тубулин и т. Д.), Затем образуются процентриоли.Каждая вырастает по одной микротрубочке, из которой может образоваться триплет. После создания центриоли дочерние центриоли могут вырасти из канальцев под прямым углом, как показано на этом рисунке. Затем они добавляются к дочерней клетке (в делящейся клетке) или перемещаются на периферию и образуют базальное тело реснички.
За дополнительной информацией обращайтесь:
Гвен Чайлдс, доктор философии, FAAA
Профессор и заведующий кафедрой нейробиологии и развития
Медицинский университет Арканзаса
Литл-Рок, AR 72205
Для вопросы, свяжитесь с этим адресом электронной почты:

http: // www.cytochemistry.net
Молекулярные выражения Биология клетки: Структура клеток животных

Реснички и жгутики
Реснички и жгутики — подвижные клеточные придатки, обнаруженные у большинства микроорганизмов и животных, но не у высших растений. У многоклеточных организмов реснички функционируют, чтобы перемещать клетку или группу клеток или помогать транспортировать жидкость или материалы мимо них. Дыхательные пути человека выстланы ресничками, которые предотвращают попадание вдыхаемой пыли, смога и потенциально вредных микроорганизмов в легкие.Помимо прочего, реснички также генерируют потоки воды, чтобы переносить пищу и кислород через жабры моллюсков и транспортировать пищу через пищеварительную систему улиток. Жгутики находятся в основном на гаметах, но также создают потоки воды, необходимые для дыхания и циркуляции губок и кишечнополостных. Для одноклеточных эукариот реснички и жгутики необходимы для передвижения отдельных организмов. Простейшие, принадлежащие к типу Ciliophora , покрыты ресничками, тогда как жгутики являются характеристикой группы простейших Mastigophora .
В эукариотических клетках реснички и жгутики содержат моторный белок динеин и микротрубочки, которые состоят из линейных полимеров глобулярных белков, называемых тубулином . Ядро каждой из структур называется аксонемой и содержит две центральные микротрубочки, которые окружены внешним кольцом из девяти дублетов микротрубочек. Одна полная микротрубочка и одна частичная микротрубочка, последняя из которых разделяет стенку канальца с другой микротрубочкой, составляют каждую дублетную микротрубочку (см. Рисунок 1).Молекулы динеина расположены по окружности аксонемы через равные промежутки по ее длине, где они перекрывают промежутки между соседними дублетами микротрубочек.
Плазматическая мембрана окружает весь комплекс аксонемы, который прикреплен к клетке в структуре, называемой базальным тельцем (также известным как кинетосома ). Базальные тельца поддерживают базовую структуру внешнего кольца аксонемы, но каждый из девяти наборов кольцевых филаментов состоит из трех микротрубочек, а не из дублета микротрубочек.Таким образом, базальное тело структурно идентично центриолям, которые находятся в центросоме, расположенной рядом с ядром клетки. У некоторых организмов, таких как одноклеточный Chlamydomonas , базальные тельца локально и функционально изменяются в центриоли, а их жгутики резорбируются перед делением клеток.
Реснички и жгутики эукариот обычно различаются по размеру и количеству: реснички обычно короче и встречаются вместе в гораздо большем количестве, чем жгутики, которые часто бывают одиночными.Структуры также демонстрируют несколько разные типы движения, хотя в обоих случаях движение генерируется активацией динеина и, как следствие, изгибом аксонемы. Движение ресничек часто описывают как движение кнута или сравнивают с взмахом груди при плавании. Соседние реснички движутся почти одновременно (но не совсем), так что в группах ресничек возникают волнообразные паттерны движения. Однако у эукариот жгутики демонстрируют плавные, независимые волнообразные движения. Прокариотические жгутики, которые имеют совершенно иную структуру, построенную на основе белка , флагеллина , движутся во вращательном режиме за счет базального двигателя.
Дефекты ресничек и жгутиков клеток человека связаны с некоторыми заметными проблемами со здоровьем. Например, наследственное состояние, известное как синдром Картагенера, вызвано проблемами с плечами динеина, которые проходят между микротрубочками, присутствующими в аксонеме, и характеризуется повторяющимися респираторными инфекциями, связанными с неспособностью ресничек дыхательных путей избавляться от бактерий или бактерий. другие материалы. Заболевание также приводит к мужскому бесплодию из-за неспособности сперматозоидов продвигаться через жгутики.Повреждение респираторных ресничек также может быть приобретенным, а не унаследованным, и чаще всего связано с курением сигарет. Например, бронхит часто вызывается скоплением слизи и дегтя в легких, которые невозможно удалить должным образом из-за повреждения ресничек, вызванного курением.
НАЗАД К СТРУКТУРЕ ЖИВОТНЫХ
Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.
© 1995-2021, автор — Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды.Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.
Этот веб-сайт обслуживается нашим

Команда разработчиков графики и веб-программирования
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.

Инфузория, как вид простейших организмов (стр. 1 из 2)

Строение и размножение инфузории туфельки

туфелька : Животный мир : Виртуальная школа БАКАЙ

Влияние различных факторов на жизнедеятельность инфузории-туфельки

Влияние различных факторов на жизнедеятельность инфузории-туфельки

Внутреннее строение инфузории туфельки

Инфузория туфелька. Образ жизни и среда обитания инфузории туфельки

Характер и образ жизни инфузории туфельки

Питание инфузории туфельки

Размножение и продолжительность жизни

Строение и размножение инфузории туфельки

Значение инфузорий

Внешнее и внутренне строение инфузории туфельки

Питание и органы выделения

Размножение инфузории. Процесс конъюгации

Значение инфузорий в природе и жизни человека

Представители ресничных

Тип Инфузории: представители

Инфузория-туфелька

Характеристика инфузории-туфельки

Организм инфузории-туфельки

Инфузории — тип, определенно вызывающий интерес

Размножение

🚀 Доклад на тему «Инфузории»

Структура Paramecium Cell

Анатомия парамеция

Парамеций носит мягкую броню, называемую пленкой.

Кожа парамеция покрыта множеством крошечных волосков, называемых ресничками.

Вид ресничек под микроскопом

Структура пленки и ресничек

Посмотрите, как реснички излучают волну.

Как быстро может двигаться парамеций?

Как питается парамеций?

Oral Groove

Цитостом, цитофаринкс и пищевая вакуоль

Парамеция испускает какашку?

Анальные поры

Специализированная «кожа» тела клеток парамеция

Эктоплазма и эндоплазма

Trichocyst

Что находится внутри тела клетки парамеции?

Цитоплазма и органеллы

Paramecium работает на двухъядерном процессоре — Macronucleus и Micronucleus

Micronucleus

Макронуклеус

Функция микронуклеуса и макронуклеуса

Два вида вакуолей, которые жизненно важны для парамеций.

Сократительные вакуоли действуют как водяные помпы для осморегуляции.

Как работают сократительные вакуоли?

Пищевые вакуоли

Похожие сообщения

Функции ресничек и жгутиков

Что такое реснички и жгутики?

Каковы их отличительные характеристики?

Каковы их функции?

Где можно найти реснички и жгутики?

Другие клеточные структуры

CiliateGEM: открытый проект и инструмент для прогнозирования метаболических вариаций инфузорий и моделирования условий эксперимента | BMC Bioinformatics

Школа биомедицинских наук Wiki

Подвижные реснички

Первичные реснички

Пример, описывающий, как аберрантная структура ресничек может привести к заболеванию человека

Список литературы

Какая органелла образует основу ресничек и жгутиков?

Обзор клетки

Что такое микротрубочки?

Какие клетки содержат реснички и жгутики?

Строение ресничек и жгутиков

Соединения клеточных мембран

Как функционируют реснички?

Как функционируют жгутики?

Реснички, жгутики и центриоли | Celebrate Cytochemistry

Молекулярные выражения Биология клетки: Структура клеток животных

Реснички и жгутики

Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.

Этот веб-сайт обслуживается нашим

Добавить комментарий Отменить ответ