Ошибки: У амебы: 4,5,6,8.
У эвглены зеленой 2,4,5,6.
4 конкурс «Верны ли утверждения? » (Приложение 4).
При верном суждении вы должны показать зеленый сигнал светофора, если утверждение неверно, то красный.
1. Кислород в цитоплазму амебы и эвглены зеленой поступает через всю поверхность тела. (з)
2. Продукты обмена веществ и избытки воды из тела простейших удаляются через сократительную вакуоль (з)
3. При неблагоприятных условиях большинство простейших переходят в состояние цисты. (з)
4. Эвглена зеленая участвует в образовании известняка. (к)
5. Размножение у амебы половое и бесполое (к)
Верные утверждения: 1,2,3.
С конкурсными с заданиями вы справились, а сейчас мне хочется поиграть с вами.
У меня на столе лежит конверт, а в нем разорванная загадка. Попытайтесь ее восстановить и разгадать (изначально загадка записывается на картоне, затем разрезается)
Загадка:
Здравствуйте, мои друзья.
Вы же знаете меня!
Мне «реснички» очень просто
Заменяют микровесла
За секунду 30 взмахов
Могу ими совершать
И на четверть сантиметра
Вперед тело продвигать
Так кто же я?
(Инфузория - туфелька) (Приложение 5).
׀׀׀) Изучение новой темы:
Откройте тетради и запишите тему урока: «Инфузория - туфелька. Многообразие инфузорий». А какие цели мы поставим перед собой?
^ План урока: (Приложение 6).
1) Систематическое положение инфузории - туфельки;
2) Знакомство со средой обитания, внешнее строение инфузории - туфельки;
3) Внутреннее строение инфузории туфельки;
4) Питание;
5) Дыхание и обмен веществ;
6) Бесполое размножение;
8) Многообразие инфузорий;
9) Происхождение и родственные связи.
Каждое животное имеет свое определенное место в системе органического мира. Вот и наша инфузория - туфелька, которая только что появилась на свет имеет право получить свидетельство о рождении. Ребята, подскажите ее систематическое положение.
^ 1) Систематика инфузории - туфельки .(Приложение 7).
Империя - клеточные
Надцарство - ядерные
Царство - животные
Подцарство - одноклеточные (простейшие)
Тип - инфузории (7,5 тыс.видов)
Класс -Ресничные инфузории, подкласс Равноресничные инфузории
Род - Парамеции
Вид - инфузория - туфелька
Ответьте на вопрос: « Кто впервые открыл простейших?»
(В 1675г. Голландский естествоиспытатель Антуан Ван Левенгук). (Приложение 8). Левенгук выяснил, что инфузорий можно разводить в настоях трав. Инфузория - от латинского слова «инфузум», что значит настой, наливка.
2)^ Знакомство со средой обитания, внешним строением инфузории - туфельки.
Этот организм можно встретить в водоёмах с опавшими листьями, где много органических останков.
Пресноводное простейшее длиной 0,2 - 0,3 мм. За 1 секунду проплывает путь, в 8 - 10 раз превышающий длину ее тела. Рекордсмен среди простейших. В процессе эволюции возникло важное приспособление для передвижения- реснички. Заостренный конец является - задним, а тупой конец - передним. Передвигается задним концом вперед. У неё постоянная форма тела. Поверхность клетки покрыта ресничками их количество около 10 тысяч. Клеточная оболочка из клеточной мембраны и эктоплазмы. Между ресничками находятся веретеновидные тельца трихоцисты-органоиды защиты и нападения. (Приложение 9).
3) Изучим особенности внутреннего строения инфузории-туфельки (Приложение 10). Вы должны заполнить в тетрадях таблицу « Особенности строения инфузории»
Таблица Особенности строения
Проведём проверку вашей памяти и внимания, используя тренажер. Внимательно смотрите на экран. Читая вопрос, заполните пропуски органелл методом подстановки. После выполнения этого задания подготовьте микроскоп к лабораторной работе , рассмотрите микропрепарат «Инфузория-туфелька». Ответьте на вопрос: « Что вы увидели, изучая микропрепарат?» (Приложение 11).
4)Выясним питание инфузории - туфельки (Приложение 12). От переднего конца до середины тела туфельки проходит желобок с более длинными ресничками. На заднем конце желобка имеется рот - ротовое отверстие, ведущее в трубчатую глотку. Реснички желобка непрерывно работают, создавая ток воды. Вода подхватывает и подносит ко рту основную пищу туфельки-бактерии. Через глотку бактерии попадают внутрь тела инфузории. Здесь, в цитоплазме, вокруг них образуется пищеварительная вакуоль, в которую выделяется пищеварительный сок. Цитоплазма у туфельки находится в постоянном движении. Вакуоль открывается от глотки и подхватывается течением цитоплазмы.
Переваривание пищи и усвоение питательных веществ у инфузории происходит так же, как у амёбы. Непереваренные остатки выбрасываются наружу через отверстие-порошицу.
5) Дыхание и обмен веществ (Приложение 13).
Дыхание через всю поверхность тела. Обмен веществ, происходит за счёт двух попеременно сокращающихся сократительных вакуолей. Они сокращаются через 20-25 секунд каждая. Вода и вредные продукты жизнедеятельности собираются у туфельки из всей цитоплазмы по приводящим канальцам, которые подходят к сократительным вакуолям.
Твёрдые продукты обмена удаляются через порошицу.
6)Наша инфузория с наступлением лета, после того как вырастит, готовится к размножению. Она может размножаться бесполым и половым путем. Половой путь наиболее прогрессивный. (Приложение 14).
Этот процесс происходит с периодичностью в одни сутки. Все начинается с деления генеративного ядра. Оно делится на две части и каждая часть отходит к переднему и заднему концу. Затем происходит удвоение клеточного рта, и образование зачатков 2 новых сократительных вакуолей. Потом делится вегетативное ядро, новые сократительные вакуоли образуют систему канальцев, а цитоплазма в центре клетки образуют глубокую перетяжку и материнская клетка делится на 2 молодые инфузории.
7)Посмотрим (Приложение 15). «Половое размножение» (конъюгация)
Две инфузории сходятся поверхностями в области клеточного рта. В области их контакта, между клетками образуются цитоплазматические мостики. Вегетативное ядро исчезает. Генеративное ядро каждой клетки делится дважды, после этого 3 из 4 ядер исчезают. Оставшееся ядро делится еще раз. Одно из образовавшихся ядер остается в клетке неподвижно, а другое перетекает по цитоплазматическому мостику в соседнюю клетку и происходит обмен ядер (генетической информацией) и их слияние.
Инфузории восстанавливают свои оболочки и расходятся. В результате деления нового ядра в клетке образуется вегетативное и генеративное ядро. Усложнение ядерного аппарата - ароморфоз. За один год потомство инфузорий может достичь 75*10¹º³ особей. Но этого не происходит, как вы думаете почему?
4)Закрепление.
Инфузория - туфелька торопилась к нам и едва не обожгла свое тело опасными химическими веществами, но успела применить поведенческую реакцию -……………., благодаря чему осталась жива.
Она рассказала о новообразованиях, которыми наделила ее природа, в отличие от всех простейших:
А) пища в нее попадает через …………………, непереваренные остатки выбрасываются наружу через ……………………
Б) лишняя вода удаляется за счет двух……………………вакуолей
В) два способа размножения- ……………….и………………….
Г) при конъюгации основная роль падает на ………………ядро.
Д) в геноме человека 25 тысяч генов, а у инфузории- туфельки на 15 больше……………….
7. Инфузория - более ……устроена, чем амеба, эвглена зеленая.
Ответы к карточке «Путешествие в мир инфузорий»:
Сложно
5) Итоги урока
а) Оценивание
б) Домашнее задание.
Подготовить сообщения по темам:
Инфузории - классический объект биохимических исследований.
Очистка сточных вод от азота и фосфора микроорганизмами (активный ил).
Аквариумные рыбки и инфузории.
Инфузории, встречающиеся в республике Башкортостан.
Составить кроссворды, шарады
Мюнхгаузен расписал быт инфузорий в таких очаровательных красках,
Что его слушатель пришел в восторг; он нарисовал ему
Целые идиллии, эпопеи и трагедии,
Которые, по его заверению, происходят в каждой капле воды.
К. Иммерман.
Инфузории покрыты ресничками в течение всей жизни. Питаются через цитостом или осмотически. Размножение – преимущественно бесполое, поперечным делением. Имеет место половой процесс – конъюгация и половое размножение.
Представитель – инфузория туфелька. Свободноживущее, пресноводное простейшее. Ее цитоплазма богата сложными органеллами, выполняющими специфические функции. Характеризуется высоким уровнем протоплазматической дифференцировки.
Вся клетка покрыта тонкой и гибкой пелликулой, под которой располагается прозрачный слой плотной эктоплазмы. В ней находятся кинетосомы – базальные тела ресничек, связанные с комплексом фибрилл, регулирующих работу ресничек.
На границе эктоплазмы и зернистой эндоплазмы расположены продольные тяжи микрофибрилл (мионем). Их сокращение меняет форму тела инфузрии.
По краю тела в эктоплазме видны мелкие колбообразные структуры – трихоцисты. Выполняют защитную роль. А также, при действии раздражителя, способны выбрасывать тонкие остроконечные нити, поражающие добычу.
Околоротовая воронка (перистом) является постоянным образованием и находится ближе к переднему концу. Сужаясь, она переходит в клеточную глотку – цитофаринкс, которая заканчивается участком эндоплазмы, не имеющим пелликулу – клеточным ртом – цитостом.
Реснички околоротовой воронки загоняют в глотку вместе с водой бактерии и другие объекты питания. В цитостоме, в эндоплазме вокруг них формируется пищеварительная вакуоль. Питание туфкльки проходит способом фагоцитоза – коетка заглатывает частицы, заключая их в мембранный пузырек. Сливаясю с пищеварительной вакуолью лизосомы вводят в нее пищеварительные фенрменты. Через некоторое время крупные молекулы разбиваются на более мелкие. Эти мелкие молекулы проходят через мембрану вакуоли в цитоплазму. Это – внутриклеточное пищеварение. Непереваренные остатки выходят через порошицу (анальную пору) путем эзкоцитоза.
Осморегуляция осуществляется парными сократительными вакуолями. Вокруг каждой из них располагается несколько радиальных каналов (резервуаров), в которые поступает вода из цитоплазмы. Периодически радиальные каналы опорожняются в сократительные вакуоли, выводящие воду во внешнюю среду.
Для инфузорий характерно наличие двух ядер макронуклеуса (полиплоидное ядро, контролирующее обменные процессы, процессы дифференцировки) и микронуклеус (диплоидное ядро, регулирующее процесс размножения).
Размножение преимущественно поперечным делением пополам. При этом макронуклеус делится амитотически, и микронуклеус – митозом. При недостатке пищи инфузории переходят к конъюгации.
Процесс конъюгации характеризуется тем, что:
1. Две совместимые особи (конъюганты) прикрепляются друг к другу перистомиальными областями.
2. Пелликула разрушается, и между особями образуется цитоплазматический мостик. Происходит дезынтеграция (растворение) макронуклеусов. Микронуклеусы делятся митотически, образуя по четыре дочерних ядра.
3. Три микронуклеуса разрушаются и исчезают.
4. Оставшееся ядро в каждом из конъюгантов делится митозом, образуя два пронуклеуса. Одно из пронуклеусов стационарное (женское), а другое перемещается по цитоплазматическому мостику в клетку партнера (подвижное, мужское ядро).
5. Ядра сливаются с образованием синкариона. В результате происходит обмен генетической информацией.
6. Конъюганты расходятся. Синкарион делится митозом с образованием 8 ядер.
7. Из этих ядер четыре становятся макронуклеусами, а четыре – микронуклеусами. Затем три микронуклеуса разрушаются.
8. Каждый из конъюгатов делится надвое. При этом макронуклеусы расходятся попарно в каждую клетку, а микронуклеус делится митотически.
9. Затем следует второе деление клетки надвое. Макронуклеусы расходятся по одному в каждую клетку, микронуклеус делится митозом. Таким образом каждый родительский конъюгант дает начало четырем дочерним особям.
Однако, при длительном бесполом размножении, когда макронуклеус делится амитозом и хромосомы произвольно распределяются между дочерними особями, жизнедеятельность инфузорий может нарушаться, наступает «депрессия». Процесс, направленный на ликвидацию этих последствий и сходный с половым называется аутогамия. Он приводит к образованию нового макронуклеуса, содержащего полный набор хромосом и повторяется 3 – 4 недели:
1. Микронуклеус делится, образуя восемь гаплоидных ядер. Шесть из них разрушаются. Макронуклеус тоже лизируется.
2. Два оставшихся ядра образуют синкарион.
3. Синкарион дважды делится, и из четырех образовавшихся ядер два становятся макронуклеусами, а два – микронуклеусами.
4. Инфузория делится пополам. Теперь макронуклеусы у дочерних инфузорий имеют нормальный набор хромосом.
В каждой щелочке,
В каждом узоре
Жизнь богата и многогранна.
Всюду – даже среди инфузорий
Лилипуты
И великаны
М.Светлов.
Среди видов туфелек привлекает внимание зеленая Paramecium bursaria. В ее цитоплазме обитают одноклеточные водоросли зоохлореллы. Это симбионты туфельки. В процессе фотосинтеза она образуют сахара, что является кормом для клетки-хозяина. А туфелька не перерваривает зоохлорелл. Они живут в вакуолях, подобных пищеварительным. Размножаются зоохлореллы также внутри туфельки. В пресных водоемах встречаются также инфузории – трубачи, бегающие по дну брюхоресничные инфузории. Напоминающие колокольчик сувойки.
Некоторые сувойки связаны между собой стебельком. Это – колониальные инфузории. Колонии возникают в результате деления клеток. Например, бродяжек у вида зоотамния. Инфузории могут быть хищниками. Например дидиниум – пожиратель туфелек. Вокруг цитостома у него есть мембранные пузырьки я ядом. При столкновении с туфелькой яд парализует жертву. Сильно растягивая клеточный рот дидиниум заглатывает добычу. Хищниками являются сосущие инфузории – суктории. Они ловят добычу при помощь щупалец. Прилипшая добыча парализуется, а затем суктория высасывает ее содержимое. Есть морские инфузории.
Немало инфузорий обитают в макрообранизмах. Например, в рубце у коровы. Участвуют в переваривании клетчатки. В другие организмы попадают через воду при питье коровы.
У споровиков нет ни рта, ни глотки, и они питаются осмотически.
Токсоплазма – возбудитель токсоплазмоза человека, грызунов, других видов млекопитающих, птиц. Жизненный цикл состоит из двух фаз: кишечной и тканевой. Если в цикле развития присутствуют промежуточные хозяева, то у них наблюдается только тканевая фаза.
Кишечная фаза цикла развития проходит у представителей семейства кошачьих, которые являются окончательными хозяевами. Состоит из шизогонии, гаметогонии и спорогонии.
1. Объект исследования больной человек
2. Диагностический материал – мазок фекалий.
3. Способ диагностики – микроскопирование нативного мазка фекалий.
4. Анализ микропрепарата позволяет отнести обнаруженных простейших к классу Саркодовые, вид – дизентерийная амеба.
5. Стадия развития Entamoeba histolytica f. magna.
Тип: Простейшие (Protozoa)
Подтип: Ciliophora
Класс: Инфузории (Infusoria)
Вид: Заболевание:
Balantidium coli Балантидиаз
4.2. Общая характеристика класса инфузории.
КЛАСС ИНФУЗОРИИ (INFUSORIA).
По сравнению с другими группами простейших инфузории имеют наиболее высоко дифференцированное строение. Связано это с разнообразием и сложностью функций. Тело инфузорий покрыто плотной пелликулой, что сохраняет им постоянную форму. Характерными признаками класса инфузорий являются волосовидные выросты цитоплазмы- реснички- органоиды движения. Реснички, покрывающие всю инфузорию или часть ее, морфологически сходны со жгутиками, но относительно короче. Основание каждой реснички заканчивается в эктоплазме базальным тельцем. В физиологическом отношении реснички отличаются от жгутиков тем, что движение их состоит из резкого взмаха в одном направлении и более медленного, плавного возвращения к исходному положению.
Около рта реснички, в связи с функцией захвата пищи, нередко становятся более мощными, длинными и даже склеиваются по нескольку вместе в прозрачные пластинки, мембранеллы. Если таким образом сливается друг с другом длинный ряд ресничек, то на месте его получается хлопающая волнообразная перепонка.
Тело делится на наружный слой - эктоплазму, и внутреннюю часть - эндоплазму. Эктоплазма имеет сложное строение и часто содержит в себе пробегающие в продольном направлении сократительные волоконца, мионемы. Благодаря последним, многие инфузории обладают очень сильной сократимостью и сжимаются при раздражении в маленький комок. Эндоплазма, занимающая всю центральную часть тела, представляет собой зернистую полужидкую массу, которая находится в постоянном круговом движении.
Вторым важным общим признаком инфузорий является присутствие в их теле по меньшей мере двух ядер, и притом различных по своим свойствам. Одно из них (макронуклеус) всегда значительно крупнее другого (микронуклеуса). Крупный макронуклеус состоит из множества тесно сближенных зёрен хроматина. Микронуклеус в виде маленького шарика прилегает вплотную к большому ядру. Макронуклеус контролирует обмен веществ и движение. Микронуклеус играет доминирующую роль в размножении.
Бесполое размножение происходит посредством деления тела надвое в поперечном направлении. Это сопровождается делением обоих ядер, причем макронуклеус делится путем простой перешнуровки (прямое деление, или амитоз). Микронуклеус может делиться с помощью митоза или мейоза.
Время от времени в жизненном цикле инфузорий наблюдается половой процесс, который носит у них характер коньюгации, главное отличие коньюгации инфузорий от раньше описанных нами половых процессов заключается в том, что она состоит во временном, преходящем соединении двух инфузорий; последние обмениваются в это время частями своего ядерного аппарата, после чего расходятся.
Во время коньюгации инфузории сходятся попарно и прикладываются друг к другу брюшной стороной, далее на месте соприкосновения пелликула обеих особей растворяется и между ними получается соединительный мостик из плазмы. Самые сильные изменения испытывает во время конъюгации ядерный аппарат. Макронуклеус конъюгантов постепенно рассасывается в плазме. Микронуклеус делится мейозом в результате получаются 4 дочерних ядра, 3 из них гибнут, а четвертое снова делится митозом. В результате каждый конъюгант обладает двумя маленькими ядрами, стационарным и мигрирующим. Мигрирующее ядро(условно мужское) переходит через цитоплазматичексий мостик в тело другого коньюганта и сливается там со стационарным ядром (условно женским). К концу конъюгации каждый конъюгант имеет по одному ядру двойственного происхождения или синкариону. К этому времени обе инфузории отрываются, друг от друга и снова приобретают полную самостоятельность.
У всех инфузорий происходит усложнение пищеварительной системы. На передней части находится ротовое отверстие- цитостом, которое ведет в глубокий канал - глотку. На дне глотки образуется маленькая пищеварительная вакуоль. Наполнившись пищей, вакуоль отрывается от глотки и увлекается током эндоплазмы, описывая в теле животного определенный путь. Оставшиеся внутри вакуоли непереваренные остатки пищи выталкиваются вместе с ней через особое, находящееся неподалеку от заднего конца тела отверстие - порошицу. Пищеварительные вакуоли образуются на дне глотки через каждые 1,5 – 2 минуты. Интересно, что первые стадии пищеварения протекают при кислой, последующие - при щелочной реакциях. Эта смена реакций аналогична двум фазам пищеварения (пепсинному в желудке и трипсинному в тонком кишечнике) у высших животных. Жидкие продукты выделения, удаляются, через 2 пульсирующие вакуоли. Они имеют довольно сложное строение. Типично этот органоид состоит из собственно вакуоли, окруженной венчиком приводящих каналов. Кроме того, вакуоль при помощи тонкого выводного канальца сообщается с наружной средой. Выделяемая жидкость собирается из протоплазмы сначала в каналы; последние сокращаются и опоражнивают свое содержимое в вакуоль, которая при этом раздувается (стадия диастолы). Далее происходит сокращение самой вакуоли (систола), выталкивающее жидкость наружу, между тем как приводящие каналы вновь наполняются жидкостью и т. д. Вакуоли выполняют не только выделительную, но и осморегулирующую функцию.
4.3. Медицинское значение класса Инфузории . Морфологическая характеристика, жизненный цикл, диагностика и профилактика балантидиаза.
БАЛАНТИДИЙ - Balantidium coli - возбудитель балантидиаза - антропозооноза.
Географическое распространение - повсеместно.
Локализация - толстый кишечник, особенно часто слепая кишка.
Цикл развития.
Источником распространения балантидиаза по современным представлениям чаще всего являются домашние и дикие свиньи, реже - больной человек или цистоноситель. В отличие от человека балантидий у свиней не вызывает болезненных явлений. Наблюдение показывает, что большой процент носителей балантидиаза среди рабочих свиноводческих ферм. Заражение происходит при уходе за животными, уборке помещений и т.д. Заражение балантидиазом возможно в колбасном производстве и при заготовке кишечного сырья.
Заражение происходит алиментарным путем, перорально. Под действием ферментом желудочно-кишечного тракта оболочка цисты растворяется и в кишечнике выходят вегетативные формы. В течении длительного времени балантидий может не вызывать заболевания, то есть развивается носительство. Он обитает в просвете толстого кишечника, питается бактериями и крахмальными зернами. Однако, при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, вирусных инфекциях, приводящих снижению защитных функций организма, при злоупотреблениях жирной пищей, при дефиците углеводов в пище и т.д. балантидий начинает выделять протеолитический фермент, за счет которого внедряется в стенку кишечника.
Патогенное действие. При внедрении в слизистую кишечника образуются гангренозные язвы 3-4 см в диаметре. Развиваются кровавые поносы, приводящие к истощению организма. Общетоксическое действие балантидия в виде тошноты, рвоты, головной боли, повышения температуры.
Диагностика. Обнаружение цист и вегетативных форм в фекалиях, ядра которых имеют характерную бобовидную форму.
Профилактика: а) общественная - обследование, выявление и лечение больных и носителей, которые наиболее часто встречаются среди рабочих свиноводческих ферм и работников колбасного производства; б) личная - соблюдение правил личной гигиены (мытье рук, овощей, фруктов, кипячение воды).
Кугарчинский район
Инфузория-туфелька. Многообразие инфузорий
Учитель биологии
Мраково-2011
Тема: Инфузория туфелька. Многообразие инфузорий.
Цели:
Познавательные: Изучить особенности строения, поведения и процессы жизнедеятельности у инфузории туфельки.
Развивающие: Развивать умения сравнивать и анализировать процессы жизнедеятельности простейших, и переносить знания в новую ситуацию.
Воспитательные: Формирование научного мировоззрения; воспитание эстетического отношения к окружающему миру.
Оборудование: Мультимедийный проектор, экран, учебный диск « Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. Уроки биологии», таблица «Тип Простейшие». Микроскоп, готовый микропрепарат «Инфузория-туфелька», цветной картон.
Тип урока: комбинированный.
Вид урока: смешанный.
Формы работы : индивидуальная, групповая.
Методы и методические приемы: беседа, рассказ, частично - поисковый метод.
Ход урока:
׀) Организационный момент.
Сегодня наш урок мне хотелось бы начать со стихотворения
Человек рождается на свет,
Чтоб творить, дерзать – и не иначе,
Чтоб оставить в жизни добрый след
И решить все трудные задачи.
На предыдущем уроке мы изучили тип Саркожгутиконосцы, и мне хотелось бы выяснить, как вы усвоили этот материал. Для этого проведем интеллект – шоу «Эврика».
׀׀) Актуализация знаний
1 Конкурс "Третий – лишний" (Презентация. Приложение 1).
Вы должны найти смысловое несоответствие и пояснить его.
а) Амеба, радиолярия, фораминифера (Амеба и фораминифера
2 Конкурс "Интересные слова" (Приложение 2).
Объясните значение следующих слов:
а) Циста (плотная защитная оболочка, образуется при наступлении холодов)
б) Пиноцитоз (поглощение воды клеткой)
в) Фагоцитоз (активное захватывание и поглощение живых объектов и твердых частиц)
г) Миксотрофы (смешанный тип питания: автотрофное и гетеротрофное у зеленой эвглены)
д) Стигма (светочувствительный глазок у зеленой эвглены)
е) Таксис (двигательная реакция в ответ на односторонне действующий раздражитель)
ж) Сапрофит (организм, питающийся продуктами распада органических веществ)
з) Псевдоподии (выступы цитоплазмы клетки, выполняющие функцию органелл движения)
3 Конкурс "Найди ошибку" (Приложение 3).
Перед вами таблица: Сравнительная характеристика простейших, в ней есть ошибки. Ваша задача выявить их. Работу ведете индивидуально, а затем проведем самооценку и взаимооценку в парах.
Структура | Эвглена зеленая |
|
1.Оболочка | ||
2.Цитоплазма | ||
4.Ложноножки | ||
5.Жгутики | ||
6.Пищеварительная вакуоль | ||
7.Сократительная вакуоль | ||
8.Хлоропласт | ||
Ошибки: У амебы: 4,5,6,8.
У эвглены зеленой 2,4,5,6.
4 конкурс «Верны ли утверждения? » (Приложение 4).
При верном суждении вы должны показать зеленый сигнал светофора, если утверждение неверно, то красный.
1. Кислород в цитоплазму амебы и эвглены зеленой поступает через всю поверхность тела. (з)
2. Продукты обмена веществ и избытки воды из тела простейших удаляются через сократительную вакуоль (з)
3. При неблагоприятных условиях большинство простейших переходят в состояние цисты. (з)
4. Эвглена зеленая участвует в образовании известняка. (к)
5. Размножение у амебы половое и бесполое (к)
Верные утверждения: 1,2,3.
С конкурсными с заданиями вы справились, а сейчас мне хочется поиграть с вами.
У меня на столе лежит конверт, а в нем разорванная загадка. Попытайтесь ее восстановить и разгадать (изначально загадка записывается на картоне, затем разрезается)
Здравствуйте, мои друзья.
Вы же знаете меня!
Мне «реснички» очень просто
Заменяют микровесла
За секунду 30 взмахов
Могу ими совершать
И на четверть сантиметра
Вперед тело продвигать
Так кто же я?
(Инфузория – туфелька) (Приложение 5).
׀׀׀) Изучение новой темы:
Откройте тетради и запишите тему урока: «Инфузория – туфелька. Многообразие инфузорий». А какие цели мы поставим перед собой?
План урока: (Приложение 6).
1) Систематическое положение инфузории – туфельки;
2) Знакомство со средой обитания, внешнее строение инфузории – туфельки;
3) Внутреннее строение инфузории туфельки;
4) Питание;
5) Дыхание и обмен веществ;
6) Бесполое размножение;
7) Половое размножение;
8) Многообразие инфузорий;
9) Происхождение и родственные связи.
Каждое животное имеет свое определенное место в системе органического мира. Вот и наша инфузория – туфелька, которая только что появилась на свет имеет право получить свидетельство о рождении. Ребята, подскажите ее систематическое положение.
1) Систематика инфузории – туфельки .(Приложение 7).
Империя – клеточные
Надцарство – ядерные
Царство – животные
Подцарство – одноклеточные (простейшие)
Тип – инфузории (7,5 тыс. видов)
Класс –Ресничные инфузории, подкласс Равноресничные инфузории
Род – Парамеции
Вид - инфузория – туфелька
Ответьте на вопрос: « Кто впервые открыл простейших?»
(В 1675г. Голландский естествоиспытатель Антуан Ван Левенгук). (Приложение 8). Левенгук выяснил, что инфузорий можно разводить в настоях трав. Инфузория - от латинского слова «инфузум», что значит настой, наливка.
2)Знакомство со средой обитания, внешним строением инфузории – туфельки.
Этот организм можно встретить в водоёмах с опавшими листьями, где много органических останков.
Пресноводное простейшее длиной 0,2 – 0,3 мм. За 1 секунду проплывает путь, в 8 – 10 раз превышающий длину ее тела. Рекордсмен среди простейших. В процессе эволюции возникло важное приспособление для передвижения - реснички. Заостренный конец является - задним, а тупой конец – передним. Передвигается задним концом вперед. У неё постоянная форма тела. Поверхность клетки покрыта ресничками их количество около 10 тысяч. Клеточная оболочка из клеточной мембраны и эктоплазмы. Между ресничками находятся веретеновидные тельца трихоцисты-органоиды защиты и нападения. (Приложение 9).
3) Изучим особенности внутреннего строения инфузории-туфельки (Приложение 10). Вы должны заполнить в тетрадях таблицу « Особенности строения инфузории»
Таблица Особенности строения
Структура | Инфузория - туфелька |
Оболочка | |
Цитоплазма | |
2+ большое, малое |
|
Реснички | |
Пищев. вакуоль | |
Сократ. вакуоль | |
Рот. отверствие | |
Порошица |
Проведём проверку вашей памяти и внимания, используя тренажер. Внимательно смотрите на экран. Читая вопрос, заполните пропуски органелл методом подстановки. После выполнения этого задания подготовьте микроскоп к лабораторной работе , рассмотрите микропрепарат «Инфузория-туфелька». Ответьте на вопрос: « Что вы увидели, изучая микропрепарат?» (Приложение 11).
4)Выясним питание инфузории - туфельки (Приложение 12). От переднего конца до середины тела туфельки проходит желобок с более длинными ресничками. На заднем конце желобка имеется рот – ротовое отверстие, ведущее в трубчатую глотку. Реснички желобка непрерывно работают, создавая ток воды. Вода подхватывает и подносит ко рту основную пищу туфельки-бактерии. Через глотку бактерии попадают внутрь тела инфузории. Здесь, в цитоплазме, вокруг них образуется пищеварительная вакуоль, в которую выделяется пищеварительный сок. Цитоплазма у туфельки находится в постоянном движении. Вакуоль открывается от глотки и подхватывается течением цитоплазмы.
Переваривание пищи и усвоение питательных веществ у инфузории происходит так же, как у амёбы. Непереваренные остатки выбрасываются наружу через отверстие-порошицу.
5) Дыхание и обмен веществ (Приложение 13).
Дыхание через всю поверхность тела. Обмен веществ, происходит за счёт двух попеременно сокращающихся сократительных вакуолей. Они сокращаются через 20-25 секунд каждая. Вода и вредные продукты жизнедеятельности собираются у туфельки из всей цитоплазмы по приводящим канальцам, которые подходят к сократительным вакуолям.
Твёрдые продукты обмена удаляются через порошицу.
6)Наша инфузория с наступлением лета, после того как вырастит, готовится к размножению. Она может размножаться бесполым и половым путем. Половой путь наиболее прогрессивный. (Приложение 14).
Этот процесс происходит с периодичностью в одни сутки. Все начинается с деления генеративного ядра. Оно делится на две части и каждая часть отходит к переднему и заднему концу. Затем происходит удвоение клеточного рта, и образование зачатков 2 новых сократительных вакуолей. Потом делится вегетативное ядро, новые сократительные вакуоли образуют систему канальцев, а цитоплазма в центре клетки образуют глубокую перетяжку и материнская клетка делится на 2 молодые инфузории.
7)Посмотрим (Приложение 15). «Половое размножение» (конъюгация)
Две инфузории сходятся поверхностями в области клеточного рта. В области их контакта, между клетками образуются цитоплазматические мостики. Вегетативное ядро исчезает. Генеративное ядро каждой клетки делится дважды, после этого 3 из 4 ядер исчезают. Оставшееся ядро делится еще раз. Одно из образовавшихся ядер остается в клетке неподвижно, а другое перетекает по цитоплазматическому мостику в соседнюю клетку и происходит обмен ядер (генетической информацией) и их слияние.
Инфузории восстанавливают свои оболочки и расходятся. В результате деления нового ядра в клетке образуется вегетативное и генеративное ядро. Усложнение ядерного аппарата – ароморфоз. За один год потомство инфузорий может достичь 75*10¹º³ особей. Но этого не происходит, как вы думаете почему?
4)Закрепление.
Посмотрите на экран, здесь показано родословное древо животного мира (Приложение 17), и ответьте на вопрос: « От кого произошли инфузории?»
(От жгутиковых) Для проверки знаний по теме каждый ученик получит карточку-рассказ «Путешествие в мир инфузорий», которую должен заполнить, затем проводится взаимоконтроль.
Карточка – задание (Приложение 18).
«Путешествие в мир инфузорий».
Впишите пропущенные слова в предложениях:
1. На встречу с вами приплыла инфузория - туфелька, она активно работала своими органами передвижения………………
2. От врагов она защищалась веретенообразными тельцами ………….
3. Инфузория – туфелька торопилась к нам и едва не обожгла свое тело опасными химическими веществами, но успела применить поведенческую реакцию -……………., благодаря чему осталась жива.
4. По дороге к нам она успела позавтракать лишь бактериями, то есть тип ее питания…………………..
5. В пути она встретила жвачных животных, которые приглашали ее на взаимовыгодное сожительство…………………….
6. Она рассказала о новообразованиях, которыми наделила ее природа, в отличие от всех простейших:
а) пища в нее попадает через …………………, непереваренные остатки выбрасываются наружу через ……………………
б) лишняя вода удаляется за счет двух……………………вакуолей
в) два способа размножения - ……………….и………………….
г) при конъюгации основная роль падает на ………………ядро.
д) в геноме человека 25 тысяч генов, а у инфузории - туфельки на 15 больше……………….
7. Инфузория – более ……устроена, чем амеба, эвглена зеленая.
Ответы к карточке «Путешествие в мир инфузорий»:
1 ресничками
2 трихоцистами
3 хемотаксис
4 гетеротрофный
5 симбиоз
6 а) рот, порошицу
б) сократительных
в) половое и бесполое
д) 40 тысяч
5) Итоги урока
а) Оценивание
б) Домашнее задание.
Подготовить сообщения по темам:
Инфузории - классический объект биохимических исследований.
Очистка сточных вод от азота и фосфора микроорганизмами (активный ил).
Аквариумные рыбки и инфузории.
Инфузории, встречающиеся в республике Башкортостан.
Составить кроссворды, шарады
Специфика гидробиологического контроля заключается в том что только ему доступно оценка последствий загрязнений, но не их последствия. Важно так же и то, что биологический контроль по сравнению с другими методами дает быстрый ответ, т. е. является экспресс методом.
Как известно, имеется два типа биологического тестирования. При первом прямом или экологическом, пробе воды устанавливается видовой и количественный состав фауны, а затем по таблицам показателем организма дается заключение о состоянии водоема (о принадлежности водоемов к той или иной зоне сапробности). При втором, непрямом, или физиологическом используют оценку жизненной активности организмов. Избираются отдельные виды, или тест организмы, которые культивируются в лабораторных условиях и затем помещаются пробе испытываемой воды (среды). Индексом для оценки качества воды служит та или иная реакция тест организмов. Например, рост, размеры и другие.
С «экологической системой рубца» связано и состояние здоровья сельскохозяйственных животных. Под влиянием изменяется и состояние среды обитания микроорганизмов эндобионтов. Например, вследствие неполноценного кормления животных изменяется, и состав микроорганизмов, что может стать причиной изменения процессов рубцового пищеварения и обмена веществ, возникновению в организме животного хозяина таких болезней как ацидоз и алкалоз.
Цели и задачи. В связи с выше указанной проблемой нами были поставлены следующие цели и задачи работы:
Изучить литературу по теме работы;
Ознакомиться и освоить методы микроскопирования и методики изготовления временных микропрепаратов;
Ознакомиться и освоить методы культивирования простейших;
Изучить строение, жизнедеятельность инфузорий-туфелек;
Провести опыты по изучению движения и таксисов инфузорий-туфелек;
Ознакомиться с методикой культивирования эндобионтных инфузорий сельскохозяйственных животных;
Изучение устойчивости клеток инфузорий на летучие выделения растений;
Изучить строение, жизнедеятельность и значение эндобионтных инфузорий сельскохозяйственных животных.
Первый этап был проведен в 2002-03 учебном году и по результатам работы принимали участие в городской научно-практической конференции школьников «Шаг в будущее». Также работа была удостоена звания лауреата Всероссийского научного открытого конкурса школьников «Первые шаги - 2004» проведенного в г. Москве.
Второй этап работ проведен в октябре-декабре 2003-04 года. На данном этапе работы нами было изучено методика культивирования эндобионтных инфузорий и их изучение. В результате работы было доложено на научном конференции школьников города Якутска.
1. 1. Строение, жизнедеятельность и разнообразие простейших
К инфузориям относят около 6000 видов простейших, органеллами, движения которых служит большое количество ресничек. По сравнению с другими группами простейших инфузории имеют наиболее сложное строение, что связано с разнообразием и сложностью их строения. Для большинства инфузорий характерно присутствие двух ядер: крупного вегетативного – макронуклеуса и более мелкого генеративного – микронуклеуса. Макронуклеус регулирует процессы обмена веществ, микронуклеус участвует в половом процессе.
К органоидам питания относят предротовое отверстие, ведущее в клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Вода с бактериями через клеточный рот попадает в клеточную глотку, далее в эндоплазму (внутренний слой цитоплазмы), где образуются пищеварительные вакуоли. Вакуоли передвигаются вдоль тела инфузории. Непереваренные остатки пищи удаляются наружу через порошицу – отверстие, расположенное в задней части тела.
У инфузории туфельки есть две сократительные вакуоли, расположенные в передней и задней части 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 – конъюгация. 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.
В пресных водах часто встречаются и другие виды инфузорий. Одним из наиболее часто встречающихся из брюхоресничных инфузорий является стилонихия. Это довольно крупная инфузория длиной до 0,3 мм, живущая на дне пресноводных водоемов и на водной растительности. Это всеядное животное, питается бактериями, одноклеточными водорослями, также может нападать на другие мелкие простейшие.
Инфузории – наиболее организованные существа среди простейших. Они являются также процветающей и прогрессивной группой среди одноклеточных животных.
В научных исследованиях инфузорий из пищеварительного тракта млекопитающих обычно используется нейтральный термин «эндобионты».
Впервые о нахождении инфузорий в пищеварительном тракте млекопитающих было сообщено в 1843 году французскими исследователями Грюби и Делафон, которые дали небольшое описание простейших из кишечника лошади, собаки, свиньи и из желудка быка. С этой небольшой статьи начался многолетний период изучения эндобионтных инфузорий. Сегодня известно уже более 500 видов эндобионтных инфузорий млекопитающих, и исследование их продолжается. Наиболее изученной в настоящее время является инфузорная фауна домашнего рогатого скота и лошадей. Изучены эндобионтные инфузории у определенных сельскохозяйственных животных-хозяев, таких как бык домашний, зебу, буйвол, бизон, коза, овца, северный олень, одногорбый и двугорбый верблюды.
Много научных работ посвящено исследованию инфузорий в определенном хозяине в зависимости от географических условий, это в основном работы, связанные с изучением инфузорий крупного рогатого скота и лошадей в Европе, Бразилии, Африки, северных районов Евразии.
Особенно многочисленны и разнообразны инфузории, населяющие пищеварительный тракт копытных животных. У жвачных (крупный рогатый скот, овцы, козы, антилопы, олени, лоси) эти инфузории в огромных количествах населяют передние отделы желудка. В рубце (самый вместительный отдел желудка жвачных) в огромных количествах живут разнообразные бактерии и простейшие (жгутиковые и инфузории). Количество инфузорий в 1 см3 содержимого рубца достигает 1 млн. , а нередко и более. Установлено, что численность инфузорий в рубце значительно варьирует в зависимости от кормления хозяина, как в течение суток, так и по сезонам. Такие факторы как заболевания хозяина и применение лекарственных препаратов оказывает существенное влияние на эндобионтные инфузории.
С «экологической системой рубца» связана также состояние здоровья сельскохозяйственных животных. Под влиянием различных факторов, например вследствие неполноценного кормления животных, изменяется и среда обитания микроорганизмов рубца. Вследствие чего изменяется и состав микроорганизмов, что может стать причиной изменения процессов рубцового пищеварения и обмена веществ в организме животного-хозяина. Так установлено, что в случаях, когда в рационе кормления животных отмечается избыточное количество растворимых углеводов (крахмала, сахаров), в преджелудках формируется среда, способствующая бурному размножению молочнокислых бактерий. Молочнокислое брожение сопровождается образованием больших количеств молочной кислоты, смещением рН рубца в кислую сторону. Развивается ацидоз рубца – тяжелое заболевание, характерной чертой которого является отравление организма-хозяина молочной кислотой.
У непарнокопытных (лошадь, осел, зебра) в пищевом тракте тоже имеется большое количество инфузорий. В толстом отделе и слепой кишке непарнокопытных обитают инфузории семейства офриосколецид.
Предполагают о патогенной роли некоторых эндобионтных инфузорий. В кишечнике млекопитающих обнаружены кишечные балантидии (Balantidium coli), которые вызывают заболевание кишечника. Эти инфузории обнаружены у приматов, индийского носорога, лошади, буйвола, быка, верблюда, грызунов, лисы. Таким образом, вопрос о роли эндобионтных инфузорий в жизни хозяина пока до конца не решен.
2. Использование простейших как тест – объектов при биологических и экологических исследованиях.
Для получения оперативной операции о степени биологической надежности различной экосистем разработаны различные экспресс - биотесты, которые можно применить повсеместно и повседневно. Под биологическим мониторингом экосистемы следует понимать оценку биологической активности объектов физико-химического окружения (биотопа с целью выяснения степени влияния их на взаимодействующие с ними живые организмы (биоценоз), а в целом, с целью прогнозирования надежности жизнеспособности экосистемы.
В данной работе рассматривается экспресс - биотест, где использована принципиальная идентичность реагирования на изменяющиеся условия и неблагоприятные воздействия внешней среды свободнодвижущих организмов независимо от биологического уровня или иерархии. В качестве тест- объекта используется свободнодвижущий, легко культивируемый одноклеточный организм – инфузория- туфелька.
Рекомендуемый экспресс - биотест позволяет быстро, дешево и массово определять токсичность, полноценнорость и неспецифическую активность кормов, воды, почвы, воздуха, пищи, лекарств и неизвестных веществ. Это особенно необходимо санитарно- эпидемиологической, ветеринарной лабораторной, таможенной службам, органам стандартизации, сертификации и контроля, центром мониторинга водных, воздушных бассейнов, лесов, земельных ресурсов.
Экспресс - биотест позволяет создавать банки данных биологического мониторинга экологических систем, определять и выявлять изменение в экосистемах под влиянием загрязнителей. С его помощью можно установить, что экосистема в опасности и необходимо соответствующие срочные меры по восстановлению экосистемы.
1. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2. 1. Методика культивирования простейших
Для культивирования простейших используют различные питательные среды и методики:
1. Можно приготовит смешанную среду. Готовят раствор солей: натрия хлорид – 0,1; калия хлорид – 0,01; магния хлорида – 0,01; натрия гидрокарбоната – 0,02; кальция хлорида – 0,01; воды дистиллированной – до 1 литра. В мерный стакан мелко нарезают качественное разнотравное сено и заливают его приготовленным раствором в соотношении 1:2. Полученную смесь кипятят 20 минут, оставляют остывать при комнатной температуре до 35 - 40°С, процеживают через двойной слой марли и жидкость ставят в термостат при 37°С на 3 суток. За это время она насыщается сенной палочкой. РН среды – 6,8. Приготовленную питательную смесь хранят в холодильнике. Срок годности – 1 месяц.
2. Измельченное сено заливают водой, кипятят 10-15 минут, охлаждают, настаивают 2-3 суток до образования бактериальной пленочки. Добавляют 1-2 мл воды из водоема, аквариума или комочек свежей почвы. Выдерживают 1-2 суток.
Перед использованием питательную среду тщательно перемешивают и отливают в колбу необходимое количество. Колбу оставляют в лаборатории, пока среда в ней не согреется до комнатной температуры. Затем добавляют посевной материал, тщательно перемешивают и определяют фазу роста и плотность культуры. Как для пересева, так и для работы используют культуру, содержащую в экспоненциальной фазе не менее 2500-3000 особей в одном мл среды, а в стационарной не менее 6500-7500. Пересев производят из расчета 10 мл посевного материала на 400 мл питательной среды.
Свежезасеянную колбу с питательной средой обозначают датой посева и помещают в термостат при 25°С. Термостат в течение 6 часов в сутки освещают дневным или искусственным светом. В оптимальных условиях 4-хдневная культура достигает экспоненциальной фазы роста, а 7-ми дневная стационарной.
В размножении простейших существуют циклы. Так, они хорошо размножаются весной и летом, хуже – осенью и зимой (особенно в морозы). Кроме того, даже при хорошем их размножении они прекращают движение в холодном лабораторном помещении (температура ниже +18-20°С), особенно при соприкосновении с холодным предметным стеклом, независимо от токсического эффекта.
Для проведения наших экспериментов во время первого этапа работ, мы использовали методику приготовления культуры простейших №2, так как эта методика более универсальна, доступна и менее трудоемка.
2. Методика приготовления препаратов эндобионтных инфузорий для микроскопирования
Пробы содержимого рубца или пробы содержимого слепой и тонкой кишки берут при забое сельскохозяйственных животных. Материал помещают в физиологический раствор для наблюдения и культивирования и помещают в термоконтейнеры. Часть материала заливают фиксирующими жидкостями – растворами 4% формалина или 96% спирта.
В лаборатории полученные пробы микроскопируют. Для приготовления временного препарата берут сухое и чистое предметное стекло, наносят на него каплю исследуемого материала, затем каплю метиленового красителя. Накрывают покровным стеклом, затем препарат ставят на предметный столик микроскопа и микроскопируют изучаемый объект.
2. 3. Методика приготовление настоев кашицы.
Приготовление настоев растений. Для приготовления настоев растения измельчают до частиц 1-5 мм, заливают кипятком, кипятят на слабом огне 3-5 минут, настаивают 1-2 сутки в термостате. Не следует сильно измельчать растение (кофемолке или мельнице). При заливании водой это приводит к слеживанию материала и плохой экстракции активных веществ.
Приготовление кашиц растений. Мелко нарезанные листья растений быстро растирают в ступке и сразу помещают на часовое стекло. В случае длительного стояния растертого материала фитонцидная активность теряется. Если листья недостаточно влажны и плохо растираются, в ступку добавляют небольшое количество воды. При растирании твердых листьев (эвкалипта, тополя, хвойных) в ступку добавляют дробленное просеянное через сито стекло (1 – 2 мм) или крупный промытый речной кварцевый песок. При дроблении стекла лучше использовать полотняный мешочек и молоток.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. 1. Наблюдение за движениями таксисами инфузории - туфелек.
В ходе исследования нами были проведены опыты по изучению строения и жизнедеятельности инфузорий – туфелек. Инфузория – туфелька плавает благодаря согласованной работе ресничек. Реснички одна за другой совершают ритмичные гребки, и по телу инфузории как бы пробегает волна гребных движений от переднего конца заднему. Каждая волна распространяется в диагональном направлении, поэтому туфелька перемещается по спиральной траектории, вращаясь вокруг своей продольной оси. Если перед инфузорией неожиданно возникает препятствие или она попадает в зону неблагоприятных воздействий, работа ресничек моментально прекращается и возобновляется уже в противоположном направлении. Она продолжает движение в новом направлении до тех пор, пока ей не удастся обойти препятствие или же условия не станут вновь благоприятными. Это пример поведения, направленного на поиск оптимальных условий методом проб и ошибок.
Реснички (находящиеся на заднем конце тела), по-видимому, способны воспринимать внешние раздражения. Инфузория реагирует на прикосновение, высокие концентрации в среде различных химических веществ, содержание кислорода и углекислого газа, изменение интенсивности освещения.
Таксисы – изменение направления движения простейших под влиянием различных раздражителей. Наблюдают: а) положительный таксис (движение к раздражителю); б) отрицательный таксис (движение от раздражителя; в) гальванотаксис – движение, определяемое направлением электрического тока. Если через жидкость, в которой плавают туфельки пропустить слабый электрический ток, то можно наблюдать, что все инфузории ориентируют свою продольную ось параллельно линии тока, а затем, как по команде двинутся в направлении катода, в области которого образуют густое скопление. Далее вели наблюдение по влиянию слабого электрического тока (при изменении силы тока) на выживаемость инфузорий. Измерение напряжения тока проводили с помощью портативного вольтметра. Инфузории погибают через 2 минуты при действии электрического тока под напряжением 12 вольт. Под действием слабого электрического тока (напряжение 3 вольта) наблюдается гибель клеток через 8 минут.
Нами проведены опыты по выявлении действия неблагоприятного фактора на жизнедеятельность инфузорий, в частности химических веществ. В качестве раздражителя взяли раствор хлористого натрия различной концентрации. При повышении концентрации раствора хлорида натрия выше 1% наблюдается угнетение жизнедеятельности клеток, что указывает на вредное действие этих растворов. Значительные изменения продолжительности жизни клеток инфузорий наблюдаются при действии раствора хлорида натрия от 4% до 8%. Почти моментальная гибель клеток наблюдается при действии 8% раствора.
Таким образом, инфузории-туфельки ведут активный образ жизни при благоприятных лабораторных условиях и реагируют на изменения условий окружающей их среды разнообразными таксисами. Под действием сильных раздражителей (электрический ток) неблагоприятных факторов, некоторых химических веществ наблюдается гибель клеток инфузорий. Так, например, при действии раствора 8% хлорида натрия и 2% уксусной кислоты наблюдается моментальная гибель инфузорий-туфелек.
3. 2. Изучение влияния хлористого натрия различной концентрации на выживаемость инфузории – туфелек
Сущность этой работы заключается в выявлении с помощью неблагоприятных факторах биологического изучаемого объекта на устойчивость клетки. В работе использовали культуру инфузории в стационарной фазе роста.
Ход работы. В 5 пробирок по 1 мл культуры инфузории добавляют раствор хлористого натрия (5 мл) различной концентрации, оценивают состояние инфузории и ведут контроль продолжительности жизни клеток до 100% гибели под микроскопом. Результаты наблюдений записаны в ниже приведенной таблице. Как видно из результатов опыта, 1% раствор хлорида натрия на жизнедеятельность клеток влияет незначительно и продолжительность жизни инфузории равен 35 минутам. Значительные изменения продолжительности жизни наблюдается при действии растворов хлорида натрия от 4% до 8% где продолжительность жизни сокращается от 4 до 1 минуты. Почтимоментальная гибель клеток наблюдается при действии 8%-ного раствора хлорида натрия.
Таким образом, при повышении концентрации раствора хлорида натрия выше 1% наблюдается угнетение жизнедеятельности клеток инфузории и сокращается продолжительность жизни клеток, что указывает на токсическое действие растворов хлорида натрия повышенной концентрации.
3. Изучение препаратов эндобионтных инфузорий сельскохозяйственных животных
Для изучения строения и разнообразия эндобионтных инфузорий мы использовали препараты, подготовленные по описанным выше методикам. Пробы были подготовлены в ноябре 2004 года во время забоя сельскохозяйственных животных. Исследовали препараты, подготовленные из содержимого рубца крупного рогатого скота, якутской лошади и северного оленя.
Инфузории рубца крупного рогатого скота. Рубец – первый и самый обширный отдел четырехкамерного желудка жвачных. Он сообщается с сеткой, сетка с книжкой, книжка - с сычугом (собственно железистым желудком). Занимая около 80% вместимости сложного желудка, рубец является основным вместилищем кормовой массы, потребляемой животным. Рубцовое содержимое жвачных создает благоприятную среду для жизнедеятельности микрофлоры и микрофауны. Условия обитания организмов-спутников определяются особенностями анатомии и физиологии животного-хозяина. В рубце поддерживаются на определенном уровне температурные условия, рН и газовый состав среды. Микрофлора и микрофауна получают от хозяина питательные вещества, воду. Без хозяина они жить не могут. Но и без них хозяин не может жить. Без них он погибает вследствие нарушения процессов пищеварения и обменных расстройств.
Жвачные животные питаются растительным кормом, содержащим большое количество растительных волокон и лигнина. У жвачных нет ферментов, способных разлагать этот материал. И микрофлора и микрофауна способны разлагать целлюлозу. Микроорганизмы разных видов обладают определенной специализацией: одни из них расщепляют целлюлозу и ксилозу, другие -–только целлюлозу, третьи – крахмал. Фауна рубца представлена главным образом простейшими и большинство из них – инфузории.
В рубце крупного рогатого скота обнаружено более 30 видов инфузорий. В 1 мл рубцового содержимого насчитывается от 0,2 до 2 млн инфузорий в зависимости от количества и качества принятого корма. Инфузории имеют размер от 20 до 200 мк, общая их масса составляет до 20% массы содержимого рубца.
В переднем отделе желудка жвачных животных (рубце) встречаются в огромном количестве инфузории из подотряда Entodinomorfa, например семейства Офриосколециды и др. Представители этой группы инфузорий отличаются причудливой формой, так как их тело имеет шипы, отростки и т. п. У них наблюдается сильная редукция ресничного аппарата – имеются только околоротовые мембранеллы и пояски или пучки мембранелл на теле.
2. Эндобионтные инфузории из рубца оленя. Олени относятся к травоядным животным, у которых ферментация пищевых масс идет в передних отделах желудка, также как и у крупного рогатого скота. Передача инфузорий новому хозяину происходит в момент облизывания оленями ротовой полости друг друга. Заражение нового хозяина производится целым комплексом видов эндобионтных инфузорий. В составе рубца северных оленей встречаются представители в основном одного семейства Офриосколицид (Ophryoscolecidae) .
В результате функционирования сообщества, обитающего в рубце, образуются продукты, необходимые для питания животного-хозяина: уксусная, пропионовая, масляная и молочная кислоты, витамины и т. д. Летучие жирные кислоты всасываются в кровь животного-хозяина и участвуют в обмене веществ. Так, например, пропионовая кислота превращается в глюкозу и таким образом участвует в углеводном обмене жвачных. Микрофлора и микрофауна, обитающие в преджелудках, синтезируют тиамин, рибофлавин, пантотеновую кислоту, пиридоксин, биотин, фолиевую кислоту, цианкобаламин и другие витамины, жизненно необходимые для организма животного. Микрофлора и микрофауна из рубца, сетки и книжки поступают в сычуг и под влиянием желудочного сока перевариваются. Образуется очень ценный в питательном отношении микробиальный белок, участвующий в белковом обмене организма-хозяина.
С «экологической системой рубца» связана также состояние здоровья сельскохозяйственных животных. Под влиянием различных факторов, например вследствие неполноценного кормления животных изменяется и среда обитания микроорганизмов рубца. Вследствие чего изменяется и состав микроорганизмов, что может стать причиной изменения процессов рубцового пищеварения и обмена веществ в организме животного-хозяина. Так установлено, что в случаях, когда в рационе кормления животных отмечается избыточное количество растворимых углеводов (крахмала, сахаров), в преджелудках формируется среда, способствующая бурному размножению молочнокислых бактерий. Молочнокислое брожение сопровождается образованием больших количеств молочной кислоты, смещением рН рубца в кислую сторону. Развивается ацидоз рубца – тяжелое заболевание, характерной чертой которого является отравление организма-хозяина молочной кислотой.
При избытке в рационе азотсодержащего белкового корма обильно размножаются протеинолитические, гнилостные алкалофильные микроорганизмы. Потребление ими протеина сопровождается образованием промежуточных и конечных продуктов распада белков, в том числе аммиака. В результате рН рубцового содержимого смещается в щелочную сторону, развивается алкалоз рубца – тяжелое заболевание, отравление аммиаком.
Изменение рН рубцового содержимого при ацидозе и алкалозе, других болезнях преджелудков приводит к уменьшению видового состава и численности инфузорий, снижению их двигательной активности и даже гибели. Сейчас разработаны способы «нормализации» микробиоценоза в рубце. Например, вводят в рубец больных животных 1-2 л свежего содержимого рубцового содержимого, полученного от здоровых коров.
Таким образом, симбионты, обитающие в рубце, играют жизненно важную роль в процессах пищеварения и в обмене веществ жвачных животных. Без «экологической системы рубца» существование и размножение жвачных животных оказались бы невозможными.
3. Эндобионтные инфузории из кишечника лошади. Часто в пробах из фекалий лошади обнаруживаются инфузории циклофостиумы, трипалмари, которые имеют особые скелетные пластины и толстый прочный слой кутикулы. В пробах содержимого кишечника лошади встречаются инфузории циклофостиумы, блефарокоры, бундлеи и другие виды. Из них бундлеи, как указывается в литературе () особенно хламидобундлеи являются одними из наиболее распространенных инфузорий кишечника непарнокопытных. Они встречаются всесветно. Их численность в пробах достигает до 150 000 экземпляров в 1 мл содержимого кишечника лошадиных.
Установлено, что эндобионтные инфузории из кишечника якутской лошади показали высокую устойчивость к воздействию экстремальных условий внешней среды У лошадей, которые являются травоядными млекопитающими с ферментацией пищевых масс в слепой и толстой кишке, передача инфузорий от одной особи к другой возможна только после выделения во внешнюю среду в составе фекальных масс и последующего проглатывания новым хозяином. При этом инфузории до 2-3 часов сохраняют жизнеспособность в критических условиях внешней среды (воздействие низкой температуры, воды и воздуха)
4. Определение устойчивости клеток на летучие выделения растений
В данной работе нами исследуется сравнительная фитонцидная активность различных растений на устойчивость клеток инфузории – туфелек (Paramecium caudatum).
Ход работы. Для опытов берут культуру простейших, приготовленную заранее. Каплю культуры простейших помещают на предметное стекло с кашицей исследуемого материала, чтобы они не соприкасались. Наблюдают в микроскоп при увеличении 300 или 600, отмечают время прекращении движения простейших да 100% гибели.
Для опытов использовали известные растения как лук и чеснок (луковицы), а также зеленые листья лука и комнатной герани. Данные результатов исследования приведены в ниже приведенных таблицах.
Все растения обладают фитонцидными свойствами, но эти свойства неодинаково могут действовать на те или иные живые организмы. Фитонциды одних растений обладают бактерецидными и процистоцидными свойствами, других - благоприятно влияют на их жизнедеятельность. В таб. 2 приведены данные наблюдения гибели простейших под воздействием летучих выделений листьев комнатной герани. Под воздействием летучих выделений листьев герани инфузории – туфельки погибают в среднем через 8,8 минут, т. е. фитонциды этого растения действуют отрицательно на простейшие, вызывая их гибель.
Известно, что листья герани и других растений (розмарина, лавра, мяты и т. д.) благотворно действуют на организм человека, успокаивают нервную систем и улучшают функцию сна. Эти свойства растений давно используются врачами в фитотерапии – ароматерапии, т. е. лечение запахами лекарственных растений (4).
В таб. №4 приведены данные опытов о влиянии летучих выделений луковицы чеснока на инфузории – туфельки. Летучие выделения кашицы из луковицы чеснока вызывают гибель простейших через 3 минуты (4).
Летучие фитонциды и сок чеснока обладают исключительной способностью убивать различные (дизентерийную палочку, холерный вибрион, туберкулезную палочку и т. д.) и микроскопические грибки (плесневые). Разнообразие литературных данных и несовпадение данных наших результатов исследований с литературными данными указывают, что здесь очень многое зависит от многих факторов и в первую очередь от условий опытов. Опыты надо ставить с набольшей быстротой, так как выделение летучих фитонцидов у большинства растений очень быстро прекращается после измельчения растений испытывается (больное и здоровое), место и условия произрастания растений и т. д. немаловажное значение имеет и повторность опытов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
2. Инфузории-туфельки ведут активный образ жизни при благоприятных лабораторных условиях и реагируют на изменения условий окружающей их среды разнообразными таксисами. Под действием сильных раздражителей (электрический ток) неблагоприятных факторов, некоторых химических веществ наблюдается гибель клеток инфузорий. Так, например, при действии раствора 8% хлорида натрия и 2% уксусной кислоты наблюдается моментальная гибель инфузорий-туфелек.
3. Жвачные животные питаются растительным кормом, содержащим большое количество растительных волокон и лигнина. У жвачных нет ферментов, способных разлагать этот материал. И микрофлора и микрофауна способны разлагать целлюлозу. Микрофауна рубца представлена главным образом простейшими и большинство из них – инфузории, которые способны разлагать грубый растительный корм. В рубце крупного рогатого скота обнаружено более 30 видов инфузорий.
4. В результате функционирования сообщества, обитающего в рубце, образуются продукты, необходимые для питания животного-хозяина: уксусная, пропионовая, масляная и молочная кислоты, витамины и т. д. Микрофлора и микрофауна из рубца, сетки и книжки поступают в сычуг и под влиянием желудочного сока перевариваются. Образуется очень ценный в питательном отношении микробиальный белок, участвующий в белковом обмене организма-хозяина.
5. Под влиянием различных факторов, например вследствие неполноценного кормления животных изменяется и среда обитания микроорганизмов рубца. Вследствие чего изменяется и состав микроорганизмов, что может стать причиной изменения процессов рубцового пищеварения и обмена веществ, возникновению таких болезней как ацидоз и алкалоз в организме животного-хозяина. Это приводит к уменьшению видового состава и численности инфузорий, снижению их двигательной активности и даже гибели. Таким образом, симбионты, обитающие в рубце, играют жизненно важную роль в процессах пищеварения и в обмене веществ животного-хозяина. Без «экологической системы рубца» существование и размножение жвачных животных оказались бы невозможными.
6. По результатам наших исследований видно, что летучие выделения зеленых листьев лука репчатого вызывают гибель инфузории за более короткий период времени, чем летучие выделения луковицы репчатого лука – за 8,6 и 15 минут. Все использованные в опытах растения (лук репчатый – листья и луковицы, чеснок – луковицы, герань – листья) вызывают гибель инфузорий. При этом наблюдается замедление движения и далее постепенная гибель клеток простейших: под воздействием летучих выделений чеснока через 15,2 минуты, листьев герани – 8,8 минут.