Практическая биология для школьников - Ксения Михеева

успешно используют особенность органических растворов долго сохранять жидкое состояние, не давая воде превратиться в кристаллики льда. Например, в цитоплазме (жидкости) клеток водорослей холодных морей концентрация сахаров, аминокислот и других молекул резко выше, чем концентрация подобных веществ у водорослей субтропиков и тропиков, то есть обитающих в более тёплых водах. Причём показатель возрастает ближе к зиме, и органика не используется в течение суровых холодных месяцев. Ведь клетка не может позволить себе замерзания, так как для неё это означает гибель.

Несмотря на огромную важность йода для здоровья, нужно иметь в виду, что чрезмерное употребление этого микроэлемента может оказать негативное влияние на здоровье. Водоросли крайне полезны в качестве продукта, придающего разнообразие рациону и обогащающего его дефицитными нутриентами, но при этом водоросли не следует употреблять длительное время в качестве основной ежедневной пищи. (прим. научного редактора)

Какие клетки можно увидеть невооружённым взглядом

Как ни странно, кухня – место, где можно наглядно увидеть, что живые организмы состоят из клеток. Это структурно-функциональные единицы, с которых начинается жизнь (исключение – вирусы, не имеющие клеточного строения и занимающие промежуточное положение между живой и неживой природой). Обычно клетки очень мелкие, размером всего в несколько микрометров (1 мкм = 1/10 000 сантиметра), поэтому увидеть их возможно только в микроскоп. Однако у некоторых организмов они настолько крупные, что различимы даже невооружённым взглядом.

Обратите внимание на два привычных на кухне экспоната – арбуз и томат. На их срезах видна такая картина: округлые рыхло расположенные образования. В обоих случаях мы видим клетки. Конечно, для более детального изучения понадобится увеличительный прибор, но форма видна и невооружённым взглядом. В таких клетках развиты вакуоли – специальные структуры (органоиды, органеллы), похожие на сосуды, в которых хранится клеточный сок. В зрелых плодах они настолько крупные, что смещают всё остальное содержимое клетки к самой стенке.

Кстати, из вакуолей мы и получаем сок, богатый сахарами, витаминами и другими веществами. Растения запасают молекулы для защиты семян, постепенно расходуя по мере старения плода, а ещё это способ привлечения распространителей у некоторых видов. Получаются очень простые и понятные взаимовыгодные отношения: животные получают питательные вещества для жизнедеятельности, а растения – перемещение на новую территорию.

Тут назревает вопрос: как же растения распространяются, если животное съедает плод? У таких видов формируется плотная оболочка семени, которая не переваривается в желудочно-кишечном тракте. Благодаря этому оно выходит из организма животного неповреждённым (думаю, вы догадываетесь, как именно, но это совсем неподходящая тема для кухни).

Есть ли ещё очень крупные клетки? Да, например, икринки у рыб, волокна хлопчатника, водоросль ацетабулярия, напоминающая затейливый гриб (несъедобна)… К слову, единственная клетка ацетабулярии может достигать 3–5 см или даже 12–18 см (зависит от конкретного вида).

Какие бывают масла

Далее рассмотрим подсолнечное масло. Как думаете, что у него общего с соком-ледышкой из морозилки? Можно предположить, что и там, и там вещества, связанные с растениями. Верно, но дело не только в этом.

Масла – это почти то же самое, что и жиры: оба класса соединений относятся к липидам, близки по химическому строению. Однако масла чаще имеют растительное происхождение и жидкое агрегатное состояние. В их состав входят остатки жирных кислот и глицерина. Мы не будем углубляться в химию, но отметим некоторые важные для биологии моменты.

Жирные кислоты бывают насыщенными и ненасыщенными. Если говорить просто, насыщенные формируют внутри себя максимальное количество химических связей между атомами углерода и водорода, поэтому уже не могут просто так присоединить к себе дополнительные элементы. А у ненасыщенных имеются двойные и тройные связи между атомами и сохраняется возможность вступать в реакции присоединения, благодаря чему они обладают антиоксидантными свойствами и помогают выводить из организма вредные соединения. Концентрация тех или иных жирных кислот влияет на агрегатное состояние вещества: если больше насыщенных, то оно будет твёрдым, если больше ненасыщенных, то жидким.

В подсолнечном масле больше ненасыщенных жирных кислот, даже в холодильнике оно сохраняет своё жидкое состояние. А теперь мы вплотную подходим к ответу на вопрос про общность с соком-ледышкой. Дело в том, что в холодных условиях растениям нужно сохранять жизнеспособность: для этого мембрана клетки должна оставаться пластичной и не замерзать (как и жидкость внутри). Поэтому увеличивается концентрация ненасыщенных жирных кислот, а подсолнечное масло остаётся жидким даже в холодных условиях. То есть общность в том, что это приспособления к жизни в суровом климате.

В условиях жары возникает другая опасность – расплавиться и растечься небольшой лужицей на раскалённой солнцем земле. Чтобы этого не произошло, целесообразно запастись такими веществами, которые смогут выдерживать повышенные температуры без вреда для организма. Поэтому чем выше среднегодовая температура, тем больше в составе клеток насыщенных жирных кислот, тех самых, которые сложнее плавятся и быстрее замерзают. Например, оливковое масло в холодильнике образует застывшие капли, которые плавают на поверхности. А видели кокосовое масло? У него при комнатной температуре кремообразная текстура, что показывает возрастание концентрации насыщенных жирных кислот. То есть это приспособление растения к условиям жизни в жарком климате. По логике вещей, у пустынных растений тоже должен быть похожий механизм. Интересно, мы когда-нибудь увидим в составе печенья или тортика какое-нибудь кактусовое масло?

Необычные напитки: чайный гриб и берёзовый сок

Иногда на кухне можно увидеть трёхлитровый баллон со странной жидкостью, похожей на чай с плавающим нечто. Что это? Кто-то забыл напиток, в котором развилась новая форма жизни? Отчасти так и есть. Только чай не забыли, а поставили специально, а форма жизни совсем не новая, а уже известная. Речь, конечно, про чайный гриб.

Чайный гриб – комплексный организм, в состав которого входят бактерии и разнообразные дрожжи (иногда и другие грибы). Его главная особенность в том, что клетки разных представителей вступают в тесные взаимодействия – симбиоз, становясь как бы единым целым. Долгое время даже считали чайный гриб самостоятельным организмом, и только в начале 20 века выявили, что в его составе множество разных бактерий и дрожжей. С ещё одним подобным организмом мы столкнёмся на улице, когда наша экскурсия перейдёт во двор.

Мы уже знаем про брожение, поэтому можем догадаться, что при приготовлении чайного напитка происходит именно оно. Для его активного протекания добавляют сахар и оставляют банку при комнатной температуре. Полезные свойства такого напитка вызывают вопросы и споры, становятся объектом исследований, но его вкус нравится многим.

Теперь перенесём внимание на берёзовый сок. Если не любите мякоть, то он как раз для вас. Откуда же берётся этот напиток? Берёзовый сок – смесь воды с различными органическими и неорганическими веществами, хранящимися в корне дерева. Весной по растению начинает активно перемещаться