26. Общебиологические закономерности: общие вопросы

Животные, ведущие сидячий или малоподвижный образ жизни, чаще обитают в водной среде, потому что вода сама приносит им необходимые вещества.

В водной среде потоки воды переносят:

1. пищевые частицы — планктон, органические остатки, мелкие организмы;
2. кислород, растворённый в воде;
3. половые клетки или личинки, что облегчает размножение и расселение.

Поэтому таким животным не обязательно активно передвигаться в поисках пищи, кислорода и партнёра для размножения. Они могут прикрепляться к субстрату или медленно перемещаться, а питание часто происходит за счёт фильтрации воды или захвата добычи из водного потока.

На суше сидячий образ жизни для животных гораздо менее выгоден, потому что пища и вода обычно не поступают к организму сами, а газообмен и размножение сложнее обеспечить без активного движения.

Примеры сидячих или малоподвижных водных животных:

1. Губки — прикрепляются к субстрату и фильтруют воду.
2. Коралловые полипы — ведут прикреплённый образ жизни и захватывают пищу из воды.
3. Мидии или устрицы — малоподвижные двустворчатые моллюски, фильтрующие воду.
4. Актинии — прикрепляются к субстрату и ловят добычу щупальцами.

Вывод: сидячий или малоподвижный образ жизни возможен в основном в воде, потому что водные потоки обеспечивают организм пищей, кислородом и помогают расселению потомства.

Белки, созревающие в аппарате Гольджи, после сортировки и упаковки используются клеткой по-разному. Примеры использования белков:

1. Секреция из клетки
   Белки могут выводиться наружу и выполнять функции ферментов, гормонов или других секретируемых веществ. Например, клетки поджелудочной железы выделяют пищеварительные ферменты.
2. Встраивание в клеточную мембрану
   Часть белков направляется к плазматической мембране и становится мембранными белками: рецепторами, каналами, переносчиками.
3. Образование лизосом
   Некоторые белки становятся ферментами лизосом, где участвуют во внутриклеточном расщеплении веществ.

Также белки могут входить в состав внеклеточного матрикса или секреторных гранул.

Аппарат Гольджи сильнее развит в клетках поджелудочной железы, особенно в секреторных клетках. Это связано с тем, что они активно синтезируют, модифицируют, сортируют и выделяют большое количество белков — например, пищеварительных ферментов и гормонов.

В клетках эндотелия сосудов аппарат Гольджи тоже есть, но обычно он развит слабее, так как основная функция эндотелия связана не с массовой секрецией белков, а с выстиланием сосудов, обменом веществ между кровью и тканями, регуляцией проницаемости и сосудистого тонуса.

Вывод: белки аппарата Гольджи используются для секреции, построения мембран и образования лизосом; сильнее аппарат Гольджи развит в клетках поджелудочной железы, потому что они обладают высокой секреторной активностью.

Количество радиоактивного углерода в бактериальных клетках оказалось меньше ожидаемого, потому что аэробные бактерии использовали меченую глюкозу не только для построения своих органических веществ, но и как источник энергии.

При аэробном дыхании глюкоза окислялась: глюкоза → углекислый газ + вода + энергия.

Так как углерод в глюкозе был радиоактивным, образующийся при дыхании бактерий углекислый газ тоже содержал радиоактивный углерод. Чашка Петри была открытой, поэтому радиоактивный CO₂ выходил в воздух.

Зелёное растение, стоявшее рядом, поглощало этот радиоактивный углекислый газ в процессе фотосинтеза. Затем углерод из CO₂ включался в состав органических веществ растения.

Радиоактивный углерод в листьях растения был обнаружен в составе глюкозы, образованной при фотосинтезе. Также он мог входить в состав других углеводов, например крахмала, который образуется из глюкозы и запасается в листьях.

Вывод: часть радиоактивного углерода из глюкозы бактерий была выделена в виде радиоактивного CO₂, а затем поглощена растением и включена в органические вещества при фотосинтезе.

В хвойном лесу под елями накапливается много старой хвои, потому что хвоя разлагается значительно медленнее, чем листья берёзы. Это связано с особенностями хвои:

1. она жёсткая, содержит много смол, восков и других трудноразлагаемых веществ;
2. имеет небольшую поверхность и плотные покровы;
3. опад хвои делает почву более кислой;
4. в кислой среде активность бактерий, грибов и почвенных животных-редуцентов снижается.

Поэтому прошлогодняя хвоя не успевает быстро разлагаться и образует толстую лесную подстилку.

Это явление влияет на ярусность фитоценоза. Толстый слой хвойной подстилки и кислая почва затрудняют прорастание семян и развитие многих травянистых растений и кустарников. Кроме того, еловый лес сильно затенён густыми кронами.

В результате в хвойном лесу обычно слабее развиты нижние ярусы:

• травяно-кустарничковый ярус беднее;
• мохово-лишайниковый ярус может быть хорошо выражен;
• подрост и подлесок развиты слабее, чем в более светлом берёзовом лесу.

Вывод: старая хвоя накапливается из-за медленного разложения и закисления почвы; это обедняет нижние растительные ярусы хвойного леса и изменяет структуру фитоценоза.

Последовательность 1 принадлежит гистону: лиз-арг-вал-ала-гис-арг-лиз-лей.

Это объясняется тем, что в ней много основных аминокислот с положительным зарядом: лизин, аргинин, гистидин. Гистоны связываются с ДНК, а ДНК имеет отрицательный заряд за счёт фосфатных групп. Поэтому между положительно заряженными участками гистонов и отрицательно заряженной ДНК возникает электростатическое взаимодействие.

Последовательность 2 принадлежит белку, расположенному внутри билипидного слоя мембраны: вал-лей-сер-иле-вал-гли-фен-про.

В этой последовательности преобладают гидрофобные аминокислоты: валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, пролин. Внутренняя часть билипидного слоя мембраны также гидрофобна, так как образована хвостами жирных кислот. Поэтому такие участки белка могут располагаться внутри мембраны.

Вывод: первая последовательность относится к гистону, потому что содержит много положительно заряженных аминокислот; вторая — к мембранному белку, потому что содержит много гидрофобных аминокислот.