Вывод и сравнение эритроцитов лягушки. Онтогенез красных кровяных клеток

Лабораторная работа «Микроскопическое строение крови человека и лягушки» Цель: Изучить строение крови человека и лягушки. Сравнить строение крови человека и лягушки и определить, чья кровь способна переносить больше кислорода. Оборудование: готовые окрашенные микропрепараты крови человека и лягушки, световой микроскоп.

У человека очень малые размеры эритроцитов – их диаметр составляет 7–8 мкм и приблизительно равен диаметру кровеносных капилляров. Эритроциты же лягушки очень велики – до 22,8 мкм в диаметре, но их количество невелико – 0,38 млн в 1 мм3 крови. (увеличение 150х)

2. Большая концентрация эритроцитов в крови человека и большая суммарная площадь поверхности (в 1 мм3 крови содержится около 5 млн эритроцитов, суммарная площадь их поверхности составляет около 3 тыс. м2).

форму двояковогнутого диска

4. Отсутствие ядер в зрелых эритроцитах человека (молодые эритроциты ядра имеют, но они в дальнейшем исчезают) позволяет разместить больше молекул гемоглобина в эритроците.

Таким образом, строение эритроцитов человека идеально подходит для выполнения ими газовой функции. Благодаря особенностям строения эритроцитов кровь быстро и в больших количествах насыщается кислородом и доставляет его в химически связанном виде в ткани. А это одна из причин (наряду с четырехкамерным сердцем, полным разделением венозного и артериального кровотоков, прогрессивными изменениями в строении легких и т.д.) теплокровности млекопитающих, в том числе и человека.

Функции эритроцитов. Механизм выполнения своих функций эритроцитами.

Hb +O 2

HbO 2 ( оксигемоглобин) ‏

Hb С O 2 ( карбоксигемоглобин) ‏

Hb + С O 2

ХОД ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 1. Изучите микропрепарат крови человека. Найдите эритроциты, обратите внимание на их окраску, форму, размеры. 2. Изучите микропрепарат крови лягушки, обратите внимание на их размеры и форму. 3. Сравните эритроциты лягушки и человека. 4. Сделайте вывод: Каково значение выявленных различий в строении эритроцитов лягушки и человека?

Задание 2 В интерактивном режиме изучите строение эритроцитов крови человека, щёлкнув по всем активным зонам. Обратите внимание на форму, относительную величину и количество эритроцитов в препарате, на отсутствие ядра. Эритроциты клеточная мембрана цитоплазма

Эритроциты (от греч. ρυθρός красный и κύτος вместилище, клетка) - красные кровяные клетки крови. Имеют форму двояковогнутых дисков и напоминают сплющенный шаровидный предмет или круг с уплощенными краями. У млекопитающих эритроциты не имеют ядра. Переносят кислород от органов дыхания к тканям и диоксид углерода от тканей к органам дыхания. Содержимое эритроцитов представлено главным образом дыхательным пигментом – гемоглобином, обуславливающим красный цвет крови. Количество эритроцитов в крови в норме поддерживается на постоянном уровне (у человека в 1 мм³ крови 4,5 – 5 млн. эритроцитов). Продолжительность жизни эритроцитов до 130 дней, после чего они разрушаются в печени и селезенке.

Задание 5 Наличие ядра Форма вогнутого диска Функция – перенос кислорода Форма выпуклого диска Наличие гемоглобина Большое количество Наличие клеточной мембраны Клетки крупные Клетки мелкие Характерные для лягушки Общие для двух организмов Характерные для человека Распределите признаки эритроцитов в три колонки

ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ Эритроциты человека, в отличие от эритроцитов лягушки, не имеют ядра и приобрели двояковогнутую форму. Двояковогнутая форма эритроцита человека увеличивает поверхность клетки, а место ядра в них заполняется гемоглобином, поэтому каждый эритроцит человека может захватывать больше кислорода, чем эритроциты лягушки. Эритроциты человека меньше по размерам, чем эритроциты лягушки, поэтому в крови человека в единице объема количество эритроцитов больше (в 1 мм 3 5 млн.), чем в крови у лягушки. Исходя из особенностей строения эритроцитов и большого их количества в крови человека, следует, что кровь человека содержит больше кислорода, чем кровь лягушки. Дыхательная функция крови человека значительно эффективнее, чем у земноводных животных.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ За верное выполнение каждого из заданий 1, 4 выставляется 1 балл. За верное выполнение каждого из заданий 5, 6 выставляется 2 балла. За выполнение задания 5 выставляется 1 балл, если при выполнении задания допущена одна ошибка. За выполнение задания 6 выставляется 1 балл, если нет полного ответа на вопрос задания. «5» – 6 баллов, «4» – 5 баллов, «3» балла

ИСТОЧНИКИ Микроскоп – st.com%2Fui%2F13%2F25%2F99%2F _ _1----.jpg&ed=1&text=%20%D0%BC%D0%B8%D0%BA%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BA%D 0%BE%D0%BF%D0%BE%D0%BC%20%D1%81%20%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82% D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%B8%20%D0%BA%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B8%20 %D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE&p=15%B8%20 %D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE&p=15 Микроскопическое строение крови человека – D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B8%D1%82%D1%8B%20%D0%BF%D0%BE%D0%B4%20% D0%BC%D0%B8%D0%BA%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%BE %D0%BC&p=288&img_url= Микроскопическое строение крови лягушки – cheloveka-s-krovju-ljagushki.html cheloveka-s-krovju-ljagushki.html Эритроцит – Кровеносный сосуд с клетками крови – %D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D 1%81%D0%BE%D1%81%D1%83%D0%B4%20%D1%81%20%D0%BA%D0%BB%D0%B5% D1%82%D0%BA%D0%B0%D0%BC%D0%B8%20%D0%BA%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0 %B8%20%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%83%D0%BD%D0%BE%D0%BA&p=321&img_ur l=medinfo.ua%2Ffile.php%3F00014e19108d4d2da49ff94b1a25bae7&rpt=simage80%D0%B8%D1%81%D1%83%D0%BD%D0%BE%D0%BA&p=321&img_ur l=medinfo.ua%2Ffile.php%3F00014e19108d4d2da49ff94b1a25bae7&rpt=simage

Кровь – это жидкость, циркулирующая во внутренней среде организмов. Сравнив ее у человека и животных, можно увидеть некоторую разницу. Рассмотрим, к примеру, чем отличается кровь лягушки и человека.

Общие сведения

Кровь необходима для поддержания жизни, и напротив, от ее значительной потери организм гибнет. Основная функция этой субстанции, в чьем бы теле она ни находилась, транспортная. Кровь распределяет в организме поступающий извне кислород. Она же разносит и питательные вещества, которые мы получаем с едой. Кровь выполняет и обратную функцию – она забирает продукты обмена и способствует их выведению.

Микроскопическое исследование столь важной жидкости дает представление о ее составе. Так, в крови условно можно выделить две части: текучую плазму и совокупность взвешенных в ней элементов. В числе последних присутствуют эритроциты. В основном благодаря этим особым клеткам и происходит газообмен. Каждая из них содержит гемоглобин, который активно притягивает к себе кислород, а на обратном пути – выводимые вещества.

Сравнение

Именно в эритроцитах наиболее заметно отличие крови лягушки и человека. Так выглядят эти частицы у животного:

Эритроциты в крови лягушки

А здесь изображены человеческие эритроциты:

Эритроциты в крови человека

Сравним названные кровяные тельца по нескольким критериям:

Форма. Клетки подобного рода у лягушки овальные. У человека они имеют компактную круглую форму.
Ядро. Оно есть только в частицах крови животного. Отсутствие этого компонента в эритроцитах человека способствует освобождению дополнительного места для гемоглобина, переносящего кислород.
Размер. В реальности у животного эти тельца сравнительно крупные. У человека эритроциты характеризуются маленькими размерами. В определенном пространстве мелкие частицы размещаются в большем количестве и плотней, тем самым увеличивается дыхательная емкость крови.
Поверхность. Очертания у эритроцитов лягушки простые. Между тем у человека эти клетки имеют вогнутости. Благодаря данной особенности газ поглощается максимально эффективно.

Выяснив, в чем разница между кровью лягушки и человека, сделаем вывод. Так, наша кровь справляется с поглощением и транспортировкой кислорода гораздо лучше. А это, наряду с другими преимуществами (четырехкамерным сердцем, разделением содержимого артерий и вен и прочим), объясняет теплокровность млекопитающих, к которым с позиции биологии относится и человек.

Оборудование: таблица «Кровь», микроскопы, микропрепараты «Кровь лягушки» и «Кровь человека».

ХОД УРОКА

1. Постановка проблемы

(текст записан на доске )

В 5 л крови человека может раствориться около 10 мл кислорода, а для удовлетворения потребности организма его нужно около 200 мл в 1 мин. Как организм человека получает нужное количество кислорода?

Ожидаемый ответ

Если кровь не обеспечивает потребностей организма человека в кислороде, связывая его физически, т.е. растворяя в себе, значит, в крови должны быть вещества, способные химически связывать кислород и в виде соединений транспортировать его к тканям.

Комментарий учителя

Действительно, такие химические вещества в крови есть, и они называются дыхательными пигментами.

2. Дыхательные пигменты и их значение

Дыхательные пигменты – это вещества крови и гемолимфы, обратимо связывающие молекулярный кислород. При высоких концентрациях кислорода пигмент легко его присоединяет, а при низких – быстро отдает.
По своей природе дыхательные пигменты – сложные белки, в состав которых, помимо собственно белковой части, входит еще и металл. Такие сложные белки называются металлопротеидами. В крови животных разных систематических групп присутствуют разные дыхательные пигменты. Например, у некоторых улиток и ракообразных гемолимфа содержит гемоцианин (медьсодержащий белок, окисленная форма которого имеет синий цвет, восстановленная – бесцветная), y головоногих моллюсков и некоторых кольчатых червей – гемоэритрин, а кровь некоторых червей содержит хлорокруонин (железосодержащий белок, окисленная форма которого имеет красный, а восстановленная – зеленый цвет). Ну а самым распространенным дыхательным пигментом у животных является гемоглобин.

Вопрос

Почему среди всех дыхательных пигментов наибольшее распространение получил гемоглобин?

Ожидаемый ответ

Наверное, по сравнению с другими пигментами гемоглобин может связывать больше кислорода.

Комментарий учителя

Действительно, гемоглобин способен присоединять больше кислорода, чем другие дыхательные пигменты. Гемоглобин относится к железосодержащим пигментам. Он присутствует в крови некоторых моллюсков, кольчатых червей и всех позвоночных животных. Окисленная форма гемоглобина имеет оранжево-красный (алый) цвет (артериальная кровь), а восстановленная форма – пурпурно-красный цвет (венозная кровь).
Связывающая способность некоторых пигментов по отношению к кислороду приведена в таблице.

Таблица. Связывание кислорода пигментами, содержащимися в 100 мл крови

Таким образом гемоглобин по сравнению с другими дыхательными пигментами может обратимо связать больше кислорода, т.е. он обладает большей кислородной емкостью (кислородная емкость крови, или КЕК, – это максимальное количество кислорода, обратимо связываемое дыхательными пигментами). Поэтому в ходе эволюции выбор был сделан в пользу гемоглобина.

3. Кислородная емкость крови у разных животных

Кислородная емкость крови у разных форм животных зависит от условий их обитания и образа жизни. Усложнение организмов в ходе эволюции, выход животных из воды на сушу, появление терморегуляции, возрастание интенсивности окисления были бы невозможны без повышения КЕК.

Вопрос

Каким образом в ходе эволюции животных была повышена кислородная емкость крови?

Ожидаемый ответ

КЕК можно повысить, увеличивая концентрацию гемоглобина в крови.

Комментарий учителя

Действительно, повышая концентрацию гемоглобина в крови, можно увеличить КЕК. У большинства беспозвоночных животных (моллюски, некоторые кольчатые черви) гемоглобин растворен в плазме крови. По мере роста активности животных потребность в кислороде все возрастала, но дальнейшее увеличение концентрации дыхательного пигмента в плазме приводило к повышению вязкости крови и затрудняло ее передвижение по капиллярам, т.е. ухудшало снабжение тканей кислородом.

Вопрос

Как же можно увеличить содержание гемоглобина в крови, не увеличивая ее вязкости?

Ожидаемый ответ

Пигмент может быть изолирован от плазмы путем «упаковки» в особые клетки.

Комментарий учителя

Действительно, локализация пигмента в клетках дает возможность увеличить его содержание в крови без одновременного увеличения числа частиц в растворе, т.е. без увеличения вязкости. У позвоночных животных гемоглобин находится в специальных клетках крови – эритроцитах.

4. Выполнение лабораторной работы

В ходе выполнения лабораторной работы нам предстоит выяснить, что представляют собой эритроциты, как они приспособлены к выполнению газовой (дыхательной) функции.

Инструктивная карточка

Тема: «Изучение постоянных препаратов крови лягушки и человека, выявление особенностей строения эритроцитов человека в связи с выполняемыми функциями».

Оборудование: микроскопы, микропрепараты «Кровь лягушки» и «Кровь человека».

Ход работы

1. Исследуйте микропрепарат «Кровь лягушки» под микроскопом.
2. Опишите форму и строение эритроцитов лягушки, сделайте рисунок.
3. Рассмотрите микропрепарат «Кровь человека» под микроскопом. Найдите эритроциты и зарисуйте их в тетради.
4. Сравните эритроциты лягушки и человека, заполните таблицу.

Таблица. Эритроциты лягушки и человека

5. Сделайте вывод о том, каково значение выявленных различий в организации эритроцитов лягушки и человека.

5. Обсуждение результатов лабораторной работы

В ходе лабораторной работы учащиеся должны выявить следующие особенности эритроцитов человека по сравнению с лягушкой.

1. Очень малые размеры – их диаметр составляет 7–8 мкм и приблизительно равен диаметру кровеносных капилляров. Эритроциты же лягушки очень велики – до 22,8 мкм в диаметре, но их количество невелико – 0,38 млн в 1 мм 3 крови.

2. Большая концентрация эритроцитов в крови человека и большая суммарная площадь поверхности (в 1 мм 3 крови содержится около 5 млн эритроцитов, суммарная площадь их поверхности составляет около 3 тыс. м 2).

3. Эритроциты всех млекопитающих, кроме верблюдов, имеют необычную форму двояковогнутого диска. Это увеличивает площадь поверхности эритроцита.

4. Отсутствие ядер в зрелых эритроцитах человека (молодые эритроциты ядра имеют, но они в дальнейшем исчезают) позволяет разместить больше молекул гемоглобина в эритроците (в зрелом эритроците их около 265ґ106).

Таким образом, строение эритроцитов человека идеально подходит для выполнения ими газовой функции. Благодаря особенностям строения эритроцитов кровь быстро и в больших количествах насыщается кислородом и доставляет его в химически связанном виде в ткани. А это одна из причин (наряду с четырехкамерным сердцем, полным разделением венозного и артериального кровотоков, прогрессивными изменениями в строении легких и т.д.) гомойотермности (теплокровности) млекопитающих, в том числе и человека.

6. Образование и гибель эритроцитов. Малокровие

Процесс образования эритроцитов носит название эритропоэза (а процесс кроветворения называется гемопоэзом), ткань, в которой он происходит, называют кроветворной (гемопоэтической).

Вопрос

Где расположена кроветворная ткань?

Ожидаемый ответ (на основе ранее изученного материала)

У младенцев кроветворная ткань содержится во всех костях, а у взрослых людей в так называемых плоских костях (кости черепа, ребра, грудина, позвонки, ключицы, лопатки).
Продолжительность жизни эритроцитов у взрослых людей составляет около 3 месяцев, после чего они разрушаются в печени или селезенке. Белковые компоненты эритроцита расщепляются на составляющие их аминокислоты, а железо удерживается печенью и хранится в ней в составе белка ферритина. Железо может в дальнейшем использоваться при образовании новых эритроцитов.
Каждую секунду в организме человека разрушается от 2 до 10 млн эритроцитов. Скорость paспада эритроцитов и замещения их новыми зависит от содержания в атмосфере кислорода, доступного для переноса кровью. Низкое содержание кислорода стимулирует эритропоэз. Благодаря этому оказывается возможной адаптация человека, например, к пониженному содержанию кислорода в горах.
Состояние организма, при котором в крови уменьшается либо количество эритроцитов, либо coдержание гемоглобина, в каждом из них называется малокровием, или анемией. Причины малокровия могут быть следующими:

– большие кровопотери;
– перенесение заболевания, например малярии;
– отравление ядами некоторых животных, например змей;
– нарушение образования эритроцитов в кроветворной ткани;
– нарушение процессов всасывания железа в тонком кишечнике;
– недостаток некоторых витаминов, например В12;
– недостаточное питание;
– переутомление, отсутствие полноценного отдыха.

Во всех случаях при анемии в крови уменьшается количество гемоглобина, в результате чего ткани испытывают недостаток кислорода. Малокровие лечат различными лекарственными препаратами, а также переливанием крови. Усиленное питание, свежий воздух также нередко помогают восстановить нормальное содержание гемоглобина в крови.