Эритроциты и лейкоциты лягушки. Эритроциты лягушки: строение и функции

урок № 1.

КРОВЬ ОСТАЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ.

Цели урока:

развивать знания учащихся о внутренней среде организма, показать ее роль в организме, значение постоянства, охарактеризовать состав крови (форменные элементы, плазма)

Оборудование:

таблица «Кровь» , портрет И.И.Мечникова, микропрепарат «Кровь», «Эритроциты человека и лягушки».

Ход урока:

  1. Организационный момент.
  2. Изучение новой темы:

1. Внутренняя среда.

В состав внутренней среды организма входят 3 вида жидкостей, которые все относятся к соединительным тканям.

1- кровь2- тканевая жидкость3- лимфа

(рассказ по рисунку 42, стр.83).

заполнение таблицы:

Компоненты внутренней среды и их местонахождение в организме.

Компоненты внутренней среды

количество

местонахождение в организме.

роль

5-6 литров, 7 % от веса, (у подростков – 3 л)

сердце, кровеносные сосуды

транспорт кислорода, углекислого газа, питательных веществ

2. Тканевая жидкость

95 % воды, 0,9 % солей, 1,5 % белков

между клетками

передает клеткам кислород, пит.вещества, углекислый газ

лимфатические сосуды

поглощают избытки тканевой жидкости

Каким образом взаимосвязаны эти компоненты?

тканевая жидкость

С клетками граничит тканевая жидкость. По составу она сходна с плазмой крови, но содержит меньше белков и больше углекислого газа. тканевая жидкость составляет 26,5 % от массы тела. Через нее осуществляется контакт с цитоплазмой клетки и для них служит средой существования. Из крови выходит тканевая жидкость и она поступает в крошечные лимфатические сосуды. В лимфе увеличивается количество жиров и белков. Лимфа по лимфатическим сосудам переносится в кровеносное русло.

в 1929 году американский физиолог Кеннонввел понятие «гомеостаз» (от греч. постоянство, подобный).

поддерживается постоянство состава солей, воды, белков, жиров и углеводов. Если концентрация этих веществ отклоняется от нормы, то в работу вступают механизмы, регулирующие это постоянство.

Опыт:

возьмите два одинаковых кусочка картофеля. первый поместите в дистиллированную воду, а второй – в концентрированный раствор поваренной соли. Через сутки наблюдайте результаты опыта. Ответьте на вопрос: Чем отличается друг от друга кусочки картофеля по размерам, по плотности?

рисунок для объяснения:

Гипертонический раствор – (10 % раствор натрий хлор) применяют при лечении гнойных ран. Если наложить такой раствор на рану, то жидкость из раны будет выходить наружу на повязку. При этом жидкость будет увлекать за собой гной, микробы, рана очистится быстрее и заживет.

Гипотонический раствор-

Физиологический раствор - это 0,9 % раствор натрия хлор.

2.Состав крови.

рассказ учителя по рис. 43

плазма(60 %)форменные элементы (40 %)

минеральные соли и вода (90 %)-эритроциты

органические вещества 910 %) (белок фибриноген, глобулины, идр.)- лейкоциты

Тромбоциты

Верхний слой- желтоватая полупрозрачная жидкость- плазма крови и тканевая жидкость. Нижний слой- осадок темно- красного цвета, который образован форменными элементами. Эритроциты открыл Антонии Левенгук, назвал их корпускалами. их очень много.

это интересно:

Всего в крови человека эритроцитов 25 триллионов. это огромное число с 12 нулями. если положить все эритроциты друг на друга, то получится столбик высотой 62 тысячи км.На сои такой длины моглибы вращаться несколько таких планет, как наша Земля. Общая поверхность эритроцитовсоставляет 3 800 м в квадрате. Это в 1500 раз всей поверхности человеческого тела.

заполнение таблицы: (изучение рисунков учебника 44 на стр.86, 45 на стр.87).

клетки крови

признаки

эритроциты

лейкоциты

тромбоциты

двояковогнутый диск

бесцветные, округлые клетки, не постоянной формы

кровяные пластинки

наличие ядра

ядро сегментировано

количество в 1 мм

место образования

красный костный мозг

лимфатические узлы

срок жизни

120 дней, (4 месяца)

от не скольких часов до нескольких месяцев (3-5суток)

транспорт кислорода и углекислого газа, аминокислот, антител, лекарственных веществ.

способны к передвижению и фагоцитозу (Мечников, 1883), хемотаксис- движение под влиянием химического раздражителя, участвуют в формировании иммунитета.

участвуют в свертывании крови

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.

Рассматривание микропрепаратов «Кровь человека» и «Кровь лягушки».

заполнение таблицы:

Сравнительная характеристика эритроцитов лягушки и человека.

признаки

эритроциты человека

эритроциты лягушки

двояковогнутая

овальная

наличие ядра

окраска цитоплазмы

ярко- красная из-за гемоглобина

светло- розовая

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.

Шведский химик Берцелиус в 1805 г. выделил глобулин из клеток крови, назвали его гемоглобином.

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.

  1. Свертывание крови- это защитное приспособление от потери крови. Для свертывания крови необходимы условия:

а) соли кальция

б) витамин К

в) тромбоциты

механизм свертывания:

повреждение кровеносного сосуда

тромбоциты лопаются

растворимый белок фибриноген превращается в нерастворимый белок – фибрин

закупорка поврежденного сосуда

тромб- это сгусток крови (через 5-7 минут)

Данная работа выполнена с учетом требований ФГОС. Работа может выполняться как практическая или как лабораторная, в зависимости от поставленной цели. Место работы в учебном процессе: Тема «Внутренняя среда организма. Состав и функции крови» , 8 класс.

Скачать:


Предварительный просмотр:

Малютина Татьяна Геннадьевна,

учитель биологии, географии

ГБОУ СОШ №270,

Красносельский район,

г.Санкт-Петербург

Лабораторная работа «Микроскопическое строение крови человека и лягушки»

1. Цель: Создать условия для изучения особенностей эритроцитов человека в сравнительном плане и выявление связи особенности строения с выполняемой функцией.

2. Планируемые результаты обучения:

Личностные: Формирование познавательных интересов, направленных на изучение природных объектов, развитие интеллектуальных умений.

Метапредметные: овладение составляющими исследовательской деятельности.

Познавательные: Умение вести самостоятельный поиск, анализ, отбор информации, её преобразование, сохранение, передачу в виде текстов, рисунков, таблиц, выводов.

Регулятивные: способность к самостоятельному приобретению новых знаний и практических умений; умение организовывать свою деятельность (самостоятельная работа по инструкции за установленное время); оценивать достигнутые результаты.

Коммуникативные: самостоятельно организовывать учебное взаимодействие в группе (определять общие цели, распределять роли, договариваться друг с другом)

Предметные: Проводить наблюдение и описание клеток крови человека и лягушки на готовых микропрепаратах; выявлять взаимосвязь между особенностями строения клеток крови и их функциями.

3 . Методические рекомендации:

Работа может выполняться как практическая или как лабораторная, в зависимости от поставленной цели. Место работы в учебном процессе: Тема «Внутренняя среда организма. Состав и функции крови» , 8 класс. Лабораторные работы оформляются в рабочих тетрадях по биологии. При выполнении работы учащиеся записывают её номер, тему и цель, затем выполняют задание. Переписывать пункты инструктивной карточки не следует. В данном случае работа проводится как лабораторная.

Подготовка к работе:

1. Точно установить цель и содержание работы, которую должны выполнить учащиеся, и проверить её самому на практике.

2. Составить план урока, в котором необходимо указать место и последовательность выполнения работы, содержание вводной беседы, задание для самостоятельной работы и т.д.

3. Всё необходимое для лабораторных занятий оборудование, должно быть заготовлено заранее.

Правила техники безопасности:

Инструкция по охране труда для учащихся при выполнении лабораторных и практических работ с использованием микроскопа

Общие положения.

Данная инструкция предназначена для учащихся при выполнении в кабинете биологии лабораторных (практических) работ, связанных с использованием микроскопа.

Опасности в работе:

уколы частей тела при небрежном обращении с микропрепаратами.

Требования безопасности перед началом работы.

Перед началом каждой лабораторной работы, учитель биологии проводит инструктаж учащихся, обучает безопасным правилам поведения при проведении лабораторной работы, экспериментов.

  1. Ученик внимательно изучает содержание и порядок выполнения лабораторной работы, и безопасные приёмы её выполнения.
  2. Ученик освобождает рабочее место от посторонних предметов.
  3. Ученик знакомится с правилами работы с микроскопом, убеждается в его исправности.
  4. Ученик соблюдает осторожность при работе с предметными стеклами.
  5. Учащийся не берёт без разрешения учителя биологии микроскоп, препараты и другое оборудование с других рабочих мест, не встаёт с рабочего места и не ходит по кабинету во время эксперимента.
  6. Учащийся не выносит из кабинета микроскоп, микропрепараты.

Требования безопасности после окончания работы.

  1. По окончании работы ученик собирает микропрепараты и сдаёт всё учителю биологии на хранение.
  2. Протирает объектив и окуляр микроскопа салфеткой, выводит микроскоп из рабочего состояния, зачехляет его и сдаёт учителю биологии на хранение.
  3. По окончании работы ученик приводит своё рабочее место в порядок.

Требования безопасности в аварийных ситуациях .

В случае выявления неисправностей в приборах, установках немедленно остановите работу и оповестите учителя.

Варианты проведения работы:

Лабораторная работа может занимать весь урок или только его часть (зависит от содержания и объёма выполняемой работы). Лабораторное занятие может проводиться в двух формах: фронтально, т.е. по непосредственным указаниям учителя, и по предварительному заданию.

При фронтальных лабораторных занятиях работа разбивается на части; по каждой части учителем даются отдельные указания, которые все учащиеся одновременно, «единым фронтом», и выполняют.

При занятиях по предварительному заданию последнее даётся сразу (инструктивная карточка) по всей работе, которую должны выполнить учащиеся.

  1. Инструктивная карточка к выполнению лабораторной работы по теме: «Микроскопическое строение крови человека и лягушки»

Цель работы

  1. Изучить строение крови человека и лягушки.
  2. Сравнить строение крови человека и лягушки и определить, чья кровь способна переносить больше кислорода.

Оборудование: готовые окрашенные микропрепараты крови человека и лягушки, микроскоп (х300).

Ход работы:

  1. Подготовьте микроскоп к работе.
  2. Рассмотрите препарат крови человека, обратите внимание на форму, относительную величину и количество эритроцитов в препарате, на отсутствие ядра в эритроците, зарисуйте 3-4 эритроцита.
  3. При том же увеличении микроскопа рассмотрите препарат крови лягушки, обратите внимание на величину, форму и количество эритроцитов в препарате. Зарисуйте 3-4 эритроцита.

Отчетное задание:

  1. Найдите черты сходства и различия в строении эритроцитов крови человека и лягушки, заполнив таблицу 1.

Признаки

Эритроциты

человека

лягушки

Форма

Размеры

Наличие ядра

Ожидаемые результаты учеников:

Признаки

Эритроциты

человека

лягушки

Форма

Двояковогнутый диск

Двояковыпуклый диск, овальная

Размеры

7-8 мкм, мелкие

10-11 мкм, крупные

Количество (относительно на единицу площади)

много

мало

Наличие ядра

нет

есть

  1. Сделайте вывод из этого сравнения.

Ожидаемые ответы учеников: Эритроциты человека и лягушки похожи тем, что имеют красный цвет, потому что в их состав входит белок гемоглобин, который придает крови красный цвет. Эритроциты крови человека и лягушки участвуют в переносе газов. Различие между красными клетками крови человека и лягушки в том, что эритроциты лягушки значительно крупнее, чем эритроциты человека. Кроме того, у взрослых эритроцитов человека отсутствуют ядра, тогда как в эритроцитах лягушки ядра есть. Эритроциты человека имеют двояковогнутую форму, что увеличивает их общую поверхность, их больше в 1 мм 3 , чем у лягушки.

  1. Подумайте, чья кровь – человека или лягушки – способна перенести больше кислорода за единицу времени? Объясните, почему.

Ожидаемые ответы учеников: Кровь человека переносит больше кислорода в единицу времени потому, что организм человека нуждается в большем количестве кислорода в связи с более активным образом жизни, поэтому эритроциты человека имеют двояковогнутую форму, что увеличивает их общую поверхность и способствует лучшему проникновению в них кислорода. Отсутствие ядра в эритроцитах крови человека также увеличивает их ёмкость.

  1. Сделайте вывод на основании ваших наблюдений и умозаключений: «Эволюция эритроцитов позвоночных животных шла в направлении --------

Ожидаемые ответы учеников: «Эволюция эритроцитов позвоночных животных шла в направлении уменьшения размеров и отсутствия ядра в зрелых клетках.

  1. После завершения работы приведите в порядок оборудование и своё рабочее место.

Возможные критерии оценки:

Рисунки с обозначениями – 3 балла;

Заполненная без ошибок таблица 4 балла;

Ответы на вопросы и вывод – 3 балла;

В сумме 9-10 баллов - оценка «5»

В сумме 7-8 баллов - оценка «4»

В сумме 6- 5 баллов - оценка «3»

Менее 5 баллов – оценка «2»


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:

  1. Форма. Клетки подобного рода у лягушки овальные. У человека они имеют компактную круглую форму.
  2. Ядро. Оно есть только в частицах крови животного. Отсутствие этого компонента в эритроцитах человека способствует освобождению дополнительного места для гемоглобина, переносящего кислород.
  3. 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.
  4. 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.

Рассмотреть под микроскопом постоянный микропрепарат - кровь лягушки при малом и большом увеличении микроскопа. В поле зрения видны отдельные клетки правильной овальной формы с гомогенной цитоплазмой интенсивно розового цвета. В центре клетки заметно сине-фиолетовое, вытянутое в длину ядро. В поле зрения встречаются более крупные шаровидные клетки - лейкоциты со светлой цитоплазмой, с шаровидными или лопастными ядрами.

Рассмотрите готовый окрашенный препарат крови лягушки при малом и большом увеличении. Все поле зрения покрыто клетками. Основную массу клеток составляют эритроциты, имеющие овальную форму, розовую окраску цитоплазмы и продолговатое ядро сине-фиолетового цвета. Среди эритроцитов иногда встречаются лейкоциты. Они отличаются от эритроцитов округлой формой и строением ядра, которое разделено на сегменты (нейтрофилы) или имеет круглую форму (лимфоциты). Обратите внимание, что в животных клетках в отличие от растительных клеток клеточные оболочки почти незаметны.

Для зарисовки выберите участок препарата, где клеточные элементы расположены не так плотно.

Зарисуйте несколько эритроцитов.

Сделайте обозначения:

    Эритроцит.

    Оболочка.

    Ядро.

    Цитоплазма.

4. Клетки крови человека

Мазок крови человека. Рассмотреть постоянный микропрепарат при малом и большом увеличении. На фоне бесцветной плазмы видны розовые, шаровидные эритроциты, имеющие вид круглых двояковогнутых дисков диаметром 6-7, 5-8 микрометров. Ядро в эритроцитах всех млекопитающих отсутствует. Лейкоциты обнаруживаются реже. Они имеют фиолетовые ядра различной формы, крупнее эритроцитов.

Зарисуйте несколько клеток.

Сделайте обозначения:

    Эритроциты.

    Лейкоциты.

    Плазма – неклеточная структура.

Практическое занятие №2

    Тема :

Структура и функции цитоплазматических мембран. Транспорт веществ через мембрану.

2. Учебные цели:

Знать строение универсальной биологической мембраны; закономерности пассивного и активного транспорта веществ через мембраны;

Уметь отличить виды транспорта;

Владеть техникой приготовления временных микропрепаратов.

3. Вопросы для самоподготовки к освоению данной темы:

    Строение эукариотической клетки.

    История развития представлений о строении клеточной мембраны.

    Молекулярная организация цитоплазматической мембраны (модели Даниели и Даусона, Ленарда (мозаичная).

    Современная жидкостно-мозаичная модель строения клеточной мембраны Ленарда-Зингера-Николсона.

    Химический состав клеточной мембраны.

    Функции мембраны.

    Пассивный транспорт веществ через мембрану: осмос, простая диффузия, облегченная диффузия.

    Активный транспорт. Принцип работы натрий-калиевого насоса.

    Эндоцитоз. Этапы фагоцитоза. Пиноцитоз.

    Экзоцитоз.

4. Вид занятия: лабораторно – практическое.

5. Продолжительность занятия – 3 часа (135 минут).

6.Оснащение.

Таблицы: №11 «Модели цитоплазматической мембраны»; №12 «Жидкостно-мозаичная модель мембраны», микроскопы, предметные и покровные стекла, колбочки с 0,9% и 20% растворами NaCl, пипетки, полоски фильтровальной бумаги, дистиллированная вода, веточки элодеи.

7.1. Контроль исходного уровня знаний и умений.

Выполнение тестовых заданий.

7.2. Разбор с преподавателем узловых вопросов, необходимых для освоения темы занятия.

7.3. Демонстрация преподавателем методики практических приемов по данной теме .

Преподаватель знакомит студентов с планом и методикой проведения практической работы.

7.4. Самостоятельная работа студентов под контролем преподавателя

Практическая работа

1. Строение клетки листа элодеи

Материал и оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, дистиллированная вода, пипетки, полоски фильтровальной бумаги, веточки элодеи, таблицы.

Изучаемые объекты: элодея.

Цель практической работы: Изучить строение растительной клетки и найти отличия от животной клетки

Пользуясь пинцетом и ножницами, отрезать от веточки элодеи кусочек листа размером 4-5 мм, положить его на предметное стекло в каплю воды, покрыть покровным стеклом и рассмотреть препарат при малом и большом увеличении микроскопа. Лист элодеи состоит из 2-х слоев клеток, поэтому, изучая его, нужно вращать микрометрический винт, чтобы четко увидеть верхний или нижний слой. Клетки элодеи почти прямоугольной формы, имеют плотные оболочки. Между оболочками отдельных клеток заметны узкие межклеточные ходы. Ядра в клетках не видны, поскольку в неокрашенной клетке показатели преломления ядра и цитоплазмы почти одинаковы. В цитоплазме клеток находятся зеленые округлые пластиды - хлоропласты. Хлоропласты маскируют ядро, и его трудно обнаружить в клетке. Более светлое пространство в цитоплазме – вакуоли, заполненные клеточным соком. При температуре выше 10°C в клетках элодеи можно заметить движение цитоплазмы, прилегающей к оболочке клеток, по движению зеленых пластид вдоль стенок клеток. В случае отсутствия движения пластид, его можно вызвать, разрезая листочек, на мелкие части или прибавляя к воде несколько капель спирта.

Зарисуйте при большом увеличении микроскопа 3-4 клетки листа элодеи.

Сделайте обозначения:

    Оболочку,

    Цитоплазму,

3. Хлоропласты,

4. Вакуоли с клеточным соком.

Эритроцит, строение и функции которого мы рассмотрим в нашей статье, является важнейшей составляющей крови. Именно эти клетки осуществляют газообмен, обеспечивая дыхание на клеточном и тканевом уровне.

Эритроцит: строение и функции

Кровеносная система человека и млекопитающих животных характеризуется наиболее совершенным строением по сравнению с другими организмами. Она состоит из четырехкамерного сердца и замкнутой системы сосудов, по которым непрерывно циркулирует кровь. Эта ткань состоит из жидкой составляющей - плазмы, и ряда клеток: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Каждая клетка играет свою роль. Строение эритроцита человека обусловлено выполняемыми функциями. Это касается размера, формы и количества данных клеток крови.

Особенности строения эритроцитов

Эритроциты имеют форму двояковогнутого диска. Они не способны самостоятельно передвигаться в кровяном русле, подобно лейкоцитам. К тканям и внутренним органам они поступают благодаря работе сердца. Эритроциты - прокариотические клетки. Это означает, что они не содержат оформленного ядра. Иначе они не могли бы переносить кислород и углекислый газ. Эта функция выполняется благодаря наличию внутри клеток особого вещества - гемоглобина, который также определяет красный цвет крови человека.

Строение гемоглобина

Строение и функции эритроцитов во многом обусловлены особенностями именно этого вещества. В гемоглобин входят две составляющие. Это железосодержащий компонент, который называется гем, и белок глобин. Впервые расшифровать пространственную структуру этого химического соединения удалось английскому биохимику Максу Фердинанду Перуцу. За это открытие в 1962 году он был удостоен Нобелевской премии. Гемоглобин является представителем группы хромопротеинов. К ним относятся сложные белки, состоящие из простого биополимера и простетической группы. Для гемоглобина этой группой является гем. К данной группе относится и хлорофилл растений, который обеспечивает протекание процесса фотосинтеза.

Как происходит газообмен

У человека и других хордовых животных гемоглобин находится внутри эритроцитов, а у беспозвоночных растворен прямо в плазме крови. В любом случае химический состав этого сложного белка позволяет образовывать нестойкие соединения с кислородом и углекислым газом. Кровь, насыщенная кислородом, называется артериальной. Она обогащается данным газом в легких.

Из аорты она направляется в артерии, а потом - в капилляры. Эти самые мелкие сосуды подходят к каждой клетке организма. Здесь эритроциты отдают кислород и присоединяют основной продукт дыхания - углекислый газ. С током крови, которая уже является венозной, они поступают снова в легкие. В этих органах газообмен происходит в мельчайших пузырьках - альвеолах. Здесь гемоглобин отсоединяет углекислый газ, который удаляется из организма посредством выдоха, и кровь снова насыщается кислородом.

Такие химические реакции обусловлены наличием двухвалентного железа в геме. В результате соединения и разложения последовательно формируется окси- и карбгемоглобин. Но сложный белок эритроцитов может образовывать и стойкие соединения. К примеру, при неполном сгорании топлива выделяется угарный газ, который формирует с гемоглобином карбоксигемоглобин. Этот процесс ведет к гибели эритроцитов и отравлению организма, которое может привести к летальному исходу.

Что такое малокровие

Одышка, ощутимая слабость, шум в ушах, заметная бледность кожных покровов и слизистых оболочек может свидетельствовать о недостаточном количестве гемоглобина крови. Норма его содержания колеблется в зависимости от пола. У женщин этот показатель составляет 120 - 140 г на 1000 мл крови, а у мужчин достигает 180 г/л. Содержание гемоглобина в крови новорожденных детей самое большое. Оно превышает эту цифру у взрослых людей, достигая 210 г/л.

Недостаток гемоглобина является серьезным заболеванием, которое называется малокровием или анемией. Оно может быть вызвано недостатком в продуктах питания витаминов и солей железа, пристрастием к употреблению алкоголя, влиянием на организм радиационного загрязнения и других негативных экологических факторов.

Снижение количества гемоглобина может быть обусловлено и естественными факторами. К примеру, у женщин причиной анемии могут быть менструальный цикл или беременность. Впоследствии количество гемоглобина нормализируется. Временное снижение данного показателя наблюдается и у активных доноров, которые часто сдают кровь. Но повышенное количество эритроцитов также достаточно опасно и нежелательно для организма. Оно приводит к увеличению густоты крови и образованию тромбов. Часто повышение этого показателя наблюдается у людей, проживающих в высокогорных районах.

Нормализовать уровень гемоглобина возможно употребляя продукты питания, содержащие железо. К ним относятся печень, язык, мясо крупного рогатого скота, кролика, рыба, черная и красная икра. Продукты растительного происхождения также содержат необходимый микроэлемент, однако находящееся в них железо усваивается гораздо сложнее. К ним относятся плоды бобовых, гречневая крупа, яблоки, патока, красный перец и зелень.

Форма и размер

Строение эритроцитов крови характеризуется прежде всего их формой, которая достаточно необычна. Она действительно напоминает диск, вогнутый с двух сторон. Такая форма красных кровяных клеток не случайна. Она увеличивает поверхность эритроцитов и обеспечивает наиболее эффективное проникновение в них кислорода. Такая необычная форма способствует и увеличению количества данных клеток. Так, в норме в 1 кубическом мм крови человека содержится около 5 млн. эритроцитов, что также способствует наилучшему газообмену.

Строение эритроцитов лягушки

Ученые давно установили, что красные кровяные клетки человека обладают чертами строения, которые обеспечивают наиболее эффективный газообмен. Это касается и формы, и количества, и внутреннего содержимого. Это особенно очевидно, когда сравнивают строение эритроцитов крови человека и лягушки. У последних красные кровяные клетки имеют овальную форму и содержат ядро. Это значительно уменьшает содержание дыхательных пигментов. Эритроциты лягушки значительно крупнее человеческих, поэтому и концентрация их не так высока. Для сравнения: если у человека в кубическом мм их более 5 млн., то у земноводных эта цифра достигает 0,38.

Эволюция эритроцитов

Строение эритроцитов человека и лягушки позволяет сделать выводы об эволюционных преобразованиях подобных структур. Дыхательные пигменты встречаются еще у простейших инфузорий. В крови беспозвоночных они содержатся прямо в плазме. Но это значительно увеличивает густоту крови, что может привести к формированию тромбов внутри сосудов. Поэтому с течением времени эволюционные преобразования шли в сторону появления специализированных клеток, формирования их двояковогнутой формы, исчезновения ядра, уменьшения их размера и повышения концентрации.

Онтогенез красных кровяных клеток

Эритроцит, строение которого имеет ряд характерных особенностей, сохраняет жизнеспособность в течение 120 дней. В дальнейшем следует их разрушение в печени и селезенке. Главным кроветворным органом человека является красный костный мозг. В нем непрерывно происходит формирование новых эритроцитов из стволовых клеток. Первоначально они содержат ядро, которое по мере созревания разрушается и заменяется гемоглобином.

Особенности переливания крови

В жизни человека часто возникают ситуации, при которых требуется переливание крови. Долгое время такие операции приводили к смерти больных, а настоящие причины этого оставались загадкой. Только в начале 20 века было установлено, что виной всему - эритроцит. Строение этих клеток обусловливает группы крови человека. Всего их четыре, а различают их по системе АВ0.

Каждая из них отличается особым типом белковых веществ, содержащихся в эритроцитах. Называются они агглютиногены. У людей с первой группой крови они отсутствуют. Со второй - имеют агглютиногены А, с третьей - В, с четвертой - АВ. Одновременно в плазме крови содержатся белки агглютинины: альфа, бетта или одновременно оба. Сочетание этих веществ определяет совместимость групп крови. Это значит, что невозможно одновременное присутствие в крови аггглютиногена А и агглютинина альфа. В этом случае эритроциты склеиваются, что может привести к гибели организма.

Что такое резус-фактор

Строение эритроцита человека обусловливает выполнение еще одной функции - определение резус-фактора. Этот признак также обязательно учитывается во время переливания крови. У резус-положительных людей на мембране эритроцита расположен особый белок. Таких людей в мире большинство - более 80 %. У резус - отрицательных людей такого белка нет.

В чем опасность смешивания крови с эритроцитами разных типов? Во время беременности резус-отрицательной женщины в ее кровь могут проникнуть белки плода. В ответ на это организм матери начнет вырабатывать защитные антитела, которые нейтрализуют их. В ходе этого процесса разрушаются эритроциты резус-положительного плода. Современная медицина создала специальные препараты, предотвращающие данный конфликт.

Эритроциты являются красными клетками крови, основной функцией которой является перенос кислорода от легких к клеткам и тканям и углекислого газа в обратном направлении. Выполнение этой роли возможно благодаря двояковогнутой форме, маленьким размерам, высокой концентрации и наличию гемоглобина в клетке.