Správa na tému zásobovania buniek energiou. Zásobovanie buniek energiou. Zdroje energie. Existujú aj iné spôsoby získavania energie?

Schopnosť fotosyntézy je hlavnou charakteristikou zelených rastlín Rastliny, ako všetky živé organizmy, musia jesť, dýchať, odstraňovať nepotrebné látky, rásť, rozmnožovať sa, reagovať na zmeny prostredia. To všetko zabezpečuje práca príslušných orgánov tela. Orgány zvyčajne tvoria systémy orgánov, ktoré spolupracujú, aby zabezpečili výkon jednej alebo druhej funkcie živého organizmu. Živý organizmus teda môže byť reprezentovaný ako biosystém. Každý orgán v živej rastline vykonáva špecifickú prácu. Root absorbuje vodu s minerálmi z pôdy a posilňuje rastlinu v pôde. Stonka nesie listy smerom k svetlu. Voda, ako aj minerálne a organické látky sa pohybujú pozdĺž stonky. V listových chloroplastoch na svetle vznikajú organické látky z anorganických látok, ktorými sa živia. bunky všetky orgány rastliny. Listy odparujú vodu.

Ak dôjde k narušeniu fungovania ktoréhokoľvek orgánu tela, môže to spôsobiť narušenie fungovania iných orgánov a celého tela. Ak napríklad prestane pretekať voda cez koreň, môže odumrieť celá rastlina. Ak rastlina vo svojich listoch neprodukuje dostatok chlorofylu, potom nebude schopná syntetizovať dostatočné množstvo organických látok pre svoje životné funkcie.

Životná činnosť tela je teda zabezpečená prepojenou prácou všetkých orgánových systémov. Životná aktivita sú všetky procesy, ktoré sa vyskytujú v tele.

Vďaka výžive telo žije a rastie. Počas výživy sú potrebné látky absorbované z prostredia. Potom sa absorbujú v tele. Rastliny absorbujú vodu a minerály z pôdy. Nadzemné zelené orgány rastlín absorbujú oxid uhličitý zo vzduchu. Vodu a oxid uhličitý využívajú rastliny na syntézu organických látok, ktoré rastlina využíva na obnovu telesných buniek, rast a vývoj.

Pri dýchaní dochádza k výmene plynov. Kyslík sa absorbuje z prostredia a z tela sa uvoľňuje oxid uhličitý a vodná para. Všetky živé bunky potrebujú na výrobu energie kyslík.

Pri metabolickom procese vznikajú látky, ktoré telo nepotrebuje a ktoré sa uvoľňujú do okolia.

Keď rastlina dosiahne určitú veľkosť a vek požadovaný pre svoj druh, ak je v dostatočne priaznivých podmienkach prostredia, začne sa rozmnožovať. V dôsledku rozmnožovania sa zvyšuje počet jedincov.

Na rozdiel od veľkej väčšiny zvierat rastliny rastú počas celého života.

Získavanie nových vlastností organizmami sa nazýva vývoj.

Výživa, dýchanie, metabolizmus, rast a vývoj, ako aj reprodukcia sú ovplyvnené podmienkami prostredia rastliny. Ak nie sú dostatočne priaznivé, rastlina môže rásť a vyvíjať sa zle, jej životne dôležité procesy budú potlačené. Život rastlín teda závisí od prostredia.

Otázka 3_Bunková membrána, jej funkcie, zloženie, štruktúra. Primárny a sekundárny plášť.

Bunka každého organizmu je integrálnym živým systémom. Skladá sa z troch neoddeliteľne spojených častí: membrány, cytoplazmy a jadra. Bunková membrána priamo interaguje s vonkajším prostredím a interaguje so susednými bunkami (u mnohobunkových organizmov). Bunková membrána. Bunková membrána má zložitú štruktúru. Pozostáva z vonkajšej vrstvy a pod ňou umiestnenej plazmatickej membrány.U rastlín, ako aj u baktérií, modrozelených rias a húb sa na povrchu buniek nachádza hustá membrána alebo bunková stena. Vo väčšine rastlín pozostáva z vlákniny. Bunková stena hrá mimoriadne dôležitú úlohu: je vonkajším rámom, ochranným obalom a poskytuje turgor pre rastlinné bunky: cez bunkovú stenu prechádza voda, soli a molekuly mnohých organických látok.

Bunková membrána alebo stena - tuhá bunková membrána umiestnená mimo cytoplazmatickej membrány a vykonávajúca štrukturálne, ochranné a transportné funkcie. Nachádza sa vo väčšine baktérií, archeí, húb a rastlín. Zvieratá a mnohé prvoky nemajú bunkovú stenu.

Funkcie bunkovej membrány:

1. Transportná funkcia zabezpečuje selektívnu reguláciu metabolizmu medzi bunkou a vonkajším prostredím, tok látok do bunky (vďaka semipermeabilite membrány), ako aj reguláciu vodnej bilancie bunky.

1.1. Transmembránový transport (t.j. cez membránu):
- Difúzia
- Pasívny transport = uľahčená difúzia
- Aktívny = selektívny transport (zahŕňajúci ATP a enzýmy).

1.2. Preprava v membránovom obale:
- Exocytóza - uvoľnenie látok z bunky
- Endocytóza (fago- a pinocytóza) - absorpcia látok bunkou

2) Funkcia receptora.
3) Podpora („kostra“)- udržuje tvar bunky, dodáva silu. Je to hlavne funkcia bunkovej steny.
4) Izolácia buniek(jeho živé obsahy) z prostredia.
5) Ochranná funkcia.
6) Kontakt so susednými bunkami. Spojenie buniek do tkanív.

Energia je nevyhnutná pre všetky živé bunky – využíva sa na rôzne biologické a chemické reakcie, ktoré v bunke prebiehajú. Niektoré organizmy využívajú energiu slnečného žiarenia na biochemické procesy – ide o rastliny (obr. 1), iné využívajú energiu chemických väzieb v látkach získaných pri výžive – ide o živočíšne organizmy. Energia sa získava rozkladom a oxidáciou týchto látok v procese dýchania, toto dýchanie sa nazýva biologická oxidácia, alebo bunkové dýchanie.

Ryža. 1. Energia zo slnečného žiarenia

Bunkové dýchanie je biochemický proces v bunke, ktorý prebieha za účasti enzýmov, v dôsledku čoho sa uvoľňuje voda a oxid uhličitý, energia sa ukladá vo forme vysokoenergetických väzieb molekúl ATP. Ak sa tento proces vyskytuje v prítomnosti kyslíka, potom sa nazýva aeróbne, ak sa vyskytuje bez kyslíka, potom sa nazýva anaeróbne.

Biologická oxidácia zahŕňa tri hlavné fázy:

1. Prípravné.

2. Bez obsahu kyslíka (glykolýza).

3. Úplný rozklad organických látok (v prítomnosti kyslíka).

Látky prijímané z potravy sa rozkladajú na monoméry. Toto štádium začína v gastrointestinálnom trakte alebo v lyzozómoch bunky. Polysacharidy sa rozkladajú na monosacharidy, bielkoviny na aminokyseliny, tuky na glycerol a mastné kyseliny. Energia uvoľnená v tomto štádiu sa rozptýli vo forme tepla. Treba si uvedomiť, že na energetické procesy bunky využívajú sacharidy, v lepšom prípade monosacharidy a mozog môže na svoju prácu využívať iba monosacharid – glukózu (obr. 2).

Ryža. 2. Prípravná fáza

Glukóza sa počas glykolýzy rozkladá na dve trojuhlíkové molekuly kyseliny pyrohroznovej. Ďalší osud kyseliny pyrohroznovej závisí od prítomnosti kyslíka v bunke. Ak je v bunke prítomný kyslík, potom kyselina pyrohroznová prechádza do mitochondrií na úplnú oxidáciu na oxid uhličitý a vodu (aeróbne dýchanie). Ak nie je prítomný kyslík, potom sa v živočíšnych tkanivách kyselina pyrohroznová premieňa na kyselinu mliečnu. Toto štádium prebieha v cytoplazme bunky.

Glykolýza je sled reakcií, v dôsledku ktorých sa jedna molekula glukózy rozdelí na dve molekuly kyseliny pyrohroznovej, pričom sa uvoľní energia, ktorá je dostatočná na premenu dvoch molekúl ADP na dve molekuly ATP (obr. 3).

Ryža. 3. Bezkyslíkové štádium

Na úplnú oxidáciu glukózy je potrebný kyslík. V treťom štádiu nastáva v mitochondriách úplná oxidácia kyseliny pyrohroznovej na oxid uhličitý a vodu, výsledkom čoho je vznik ďalších 36 molekúl ATP, keďže tento stupeň prebieha za účasti kyslíka, nazýva sa kyslík, alebo aeróbne (obr. 4 ).

Ryža. 4. Úplný rozklad organických látok

Celkovo tieto tri kroky produkujú 38 molekúl ATP z jednej molekuly glukózy, pričom sa berú do úvahy dve ATP produkované počas glykolýzy.

Skúmali sme teda energetické procesy vyskytujúce sa v bunkách a charakterizovali štádiá biologickej oxidácie.

Dýchanie, ku ktorému dochádza v bunke s uvoľňovaním energie, sa často prirovnáva k procesu spaľovania. Oba procesy prebiehajú za prítomnosti kyslíka, uvoľňovania energie a produktov oxidácie – oxidu uhličitého a vody. Ale na rozdiel od spaľovania je dýchanie usporiadaný proces biochemických reakcií, ku ktorým dochádza v prítomnosti enzýmov. Pri dýchaní vzniká oxid uhličitý ako konečný produkt biologickej oxidácie a pri spaľovaní vzniká oxid uhličitý priamou kombináciou vodíka s uhlíkom. Taktiež pri dýchaní vzniká okrem vody a oxidu uhličitého určitý počet molekúl ATP, čiže dýchanie a spaľovanie sú zásadne odlišné procesy (obr. 5).

Ryža. 5. Rozdiely medzi dýchaním a spaľovaním

Glykolýza nie je len hlavnou cestou metabolizmu glukózy, ale aj hlavnou cestou metabolizmu fruktózy a galaktózy dodávanej potravou. V medicíne je obzvlášť dôležitá schopnosť glykolýzy produkovať ATP v neprítomnosti kyslíka. To umožňuje udržiavať intenzívnu prácu kostrového svalstva v podmienkach nedostatočnej účinnosti aeróbnej oxidácie. Tkanivá so zvýšenou glykolytickou aktivitou sú schopné zostať aktívne počas období nedostatku kyslíka. V srdcovom svale sú možnosti glykolýzy obmedzené. Ťažko trpí prerušením zásobovania krvou, čo môže viesť k ischémii. Je známych niekoľko ochorení spôsobených nedostatočnou aktivitou glykolytických enzýmov, jedným z nich je hemolytická anémia (v rýchlo rastúcich rakovinových bunkách prebieha glykolýza rýchlosťou presahujúcou možnosti cyklu kyseliny citrónovej), ktorá prispieva k zvýšenej syntéze kyseliny mliečnej v orgánoch a tkanivách (obr. 6).

Ryža. 6. Hemolytická anémia

Vysoká hladina kyseliny mliečnej v tele môže byť príznakom rakoviny. Táto metabolická vlastnosť sa niekedy používa na liečbu určitých foriem nádorov.

Mikróby sú schopné získavať energiu počas fermentácie. Kvasenie ľudia poznali od nepamäti napríklad pri výrobe vína, mliečne kvasenie bolo známe ešte skôr (obr. 7).

Ryža. 7. Výroba vína a syra

Ľudia konzumovali mliečne výrobky bez toho, aby si uvedomovali, že tieto procesy sú spojené s činnosťou mikroorganizmov. Termín „fermentácia“ zaviedol Holanďan Van Helmont pre procesy, ktoré zahŕňajú uvoľňovanie plynu. Prvýkrát to dokázal Louis Pasteur. Okrem toho rôzne mikroorganizmy vylučujú rôzne produkty fermentácie. Budeme sa rozprávať o alkoholovom a mliečnom kvasení. Alkoholové kvasenie je proces oxidácie sacharidov, ktorého výsledkom je vznik etylalkoholu, oxidu uhličitého a uvoľnenie energie. Pivovarníci a vinári využili schopnosť určitých druhov kvasiniek stimulovať kvasenie, ktoré premieňa cukry na alkohol. Fermentáciu vykonávajú najmä kvasinky, ale aj niektoré baktérie a huby (obr. 8).

Ryža. 8. Droždie, slizové huby, fermentačné produkty - kvas a ocot

U nás sa tradične používajú kvasinky Saccharomyces, v Amerike - baktérie z rodu Pseudomonas, v Mexiku baktérie "moving tyč", v Ázii mucor huby. Naše kvasinky typicky fermentujú hexózy (šesťuhlíkové monosacharidy), ako je glukóza alebo fruktóza. Proces tvorby alkoholu možno znázorniť nasledovne: z jednej molekuly glukózy sa vytvoria dve molekuly alkoholu, dve molekuly oxidu uhličitého a uvoľnia sa dve molekuly ATP.

C6H12O6 → 2C2H5OH +2CO2 + 2ATP

V porovnaní s dýchaním je tento proces energeticky menej prospešný ako aeróbne procesy, ale umožňuje zachovanie života v neprítomnosti kyslíka. O mliečna fermentácia jedna molekula glukózy tvorí dve molekuly kyseliny mliečnej a súčasne sa uvoľňujú dve molekuly ATP, dá sa to opísať rovnicou:

C6H1206 -> 2C3H603 + 2ATP

Proces tvorby kyseliny mliečnej je veľmi blízky procesu alkoholovej fermentácie, glukóza sa rovnako ako pri alkoholovej fermentácii rozkladá na kyselinu pyrohroznovú, potom sa nepremieňa na alkohol, ale na kyselinu mliečnu. Mliečna fermentácia je široko používaná na výrobu mliečnych výrobkov: syry, tvaroh, kyslé mlieko, jogurty (obr. 9).

Ryža. 9. Baktérie mliečneho kvasenia a produkty mliečneho kvasenia

Na procese tvorby syra sa najskôr zúčastňujú baktérie mliečneho kvasenia, ktoré produkujú kyselinu mliečnu, potom baktérie kyseliny propiónovej premieňajú kyselinu mliečnu na kyselinu propiónovú, vďaka čomu majú syry dosť špecifickú štipľavú chuť. Baktérie mliečneho kvasenia sa využívajú pri konzervovaní ovocia a zeleniny, kyselina mliečna sa využíva v cukrárskom priemysle a výrobe nealkoholických nápojov.

Bibliografia

1. Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. Biológia. Všeobecné vzory. - Drop, 2009.

2. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Chernova N.M. Základy všeobecnej biológie. 9. ročník: Učebnica pre žiakov 9. ročníka všeobecnovzdelávacích inštitúcií / Ed. Prednášal prof. I.N. Ponomareva. - 2. vyd., prepracované. - M.: Ventana-Graf, 2005.

3. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Biológia. Úvod do všeobecnej biológie a ekológie: Učebnica pre 9. ročník, 3. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2002.

1. Webová stránka „Biológia a medicína“ ()

3. Webová stránka „Lekárska encyklopédia“ ()

Domáca úloha

1. Čo je biologická oxidácia a jej štádiá?

2. Čo je glykolýza?

3. Aké sú podobnosti a rozdiely medzi alkoholovým a mliečnym kvasením?

Životný cyklus bunky jasne ukazuje, že život bunky je rozdelený na obdobie interkinézy a mitózy. V období interkinézy sa aktívne uskutočňujú všetky životné procesy okrem delenia. Zamerajme sa najskôr na ne. Hlavným životným procesom bunky je metabolizmus.

Na jej základe dochádza k tvorbe špecifických látok, rastu, diferenciácii buniek, ako aj k dráždivosti, pohybu a samoreprodukcii buniek. V mnohobunkovom organizme je bunka súčasťou celku. Preto sa morfologické znaky a povaha všetkých životných procesov bunky formujú pod vplyvom organizmu a okolitého vonkajšieho prostredia. Telo pôsobí na bunky najmä prostredníctvom nervového systému, ako aj vplyvom hormónov žliaz s vnútornou sekréciou.

Metabolizmus je určitý poriadok premeny látok, vedúci k zachovaniu a sebaobnove bunky. V procese látkovej premeny sa do bunky na jednej strane dostávajú látky, ktoré sa spracovávajú a stávajú sa súčasťou bunkového tela a na druhej strane sa z bunky odstraňujú látky, ktoré sú produktmi rozpadu, čiže bunka a tzv. látky na výmenu životného prostredia. Chemicky sa metabolizmus prejavuje v chemických reakciách, ktoré nasledujú za sebou v určitom poradí. Prísny poriadok pri premene látok zabezpečujú bielkovinové látky – enzýmy, ktoré plnia úlohu katalyzátorov. Enzýmy sú špecifické, to znamená, že určitým spôsobom pôsobia len na určité látky. Vplyvom enzýmov zo všetkých možných premien sa táto látka mení mnohonásobne rýchlejšie len jedným smerom. Nové látky vzniknuté v dôsledku tohto procesu sa ďalej menia pod vplyvom iných, rovnako špecifických enzýmov atď.

Hnacím princípom metabolizmu je zákon jednoty a boja protikladov. Metabolizmus totiž určujú dva protichodné a zároveň jednotné procesy – asimilácia a disimilácia. Látky prijaté z vonkajšieho prostredia bunka spracováva a premieňa na látky charakteristické pre bunku (asimilácia). Obnovuje sa tak zloženie jeho cytoplazmy a jadrových organel, vytvárajú sa trofické inklúzie, produkujú sekréty a hormóny. Asimilačné procesy sú syntetické, vyskytujú sa pri absorpcii energie. Zdrojom tejto energie sú procesy disimilácie. V dôsledku toho sa ich predtým vytvorené organické látky ničia, uvoľňuje sa energia a vznikajú produkty, z ktorých niektoré sa syntetizujú na nové bunkové látky, iné sa z bunky odstraňujú (exkréty). Energia uvoľnená v dôsledku disimilácie sa využíva pri asimilácii. Takže asimilácia a disimilácia sú dva, hoci odlišné, ale navzájom úzko súvisiace aspekty metabolizmu.

Povaha metabolizmu sa líši nielen medzi rôznymi zvieratami, ale dokonca aj v rámci toho istého organizmu v rôznych orgánoch a tkanivách. Táto špecifickosť sa prejavuje v tom, že bunky každého orgánu sú schopné asimilovať len určité látky, budovať z nich špecifické látky svojho tela a uvoľňovať do vonkajšieho prostredia celkom špecifické látky. Spolu s metabolizmom dochádza aj k výmene energie, to znamená, že bunka absorbuje energiu z vonkajšieho prostredia vo forme tepla, svetla a naopak uvoľňuje sálavé a iné druhy energie.

Metabolizmus pozostáva z množstva súkromných procesov. Tie hlavné:

1) prienik látok do bunky;

2) ich „spracovanie“ pomocou procesov výživy a dýchania (aeróbne a anaeróbne);

3) použitie „spracovaných“ produktov na rôzne syntetické procesy, ktorých príkladom môže byť syntéza bielkovín a tvorba sekrétov;

4) odstránenie odpadových produktov z bunky.

Plazmalema hrá dôležitú úlohu pri penetrácii látok, ako aj pri odstraňovaní látok z bunky. Oba tieto procesy možno posudzovať z fyzikálno-chemického a morfologického hľadiska. Priepustnosť nastáva pasívnym a aktívnym transportom. Prvý sa vyskytuje v dôsledku javov difúzie a osmózy. Látky však môžu vstúpiť do bunky v rozpore s týmito zákonmi, čo naznačuje aktivitu samotnej bunky a jej selektivitu. Je napríklad známe, že sodné ióny sa z bunky odčerpávajú, aj keď ich koncentrácia vo vonkajšom prostredí je vyššia ako v bunke, a naopak draselné ióny sa pumpujú do bunky. Tento jav sa označuje ako „sodíkovo-draslíková pumpa“ a je sprevádzaný výdajom energie. Schopnosť preniknúť do bunky sa znižuje so zvyšujúcim sa počtom hydroxylových skupín (OH) v molekule, keď sa do molekuly zavedie aminoskupina (NH2). Organické kyseliny prenikajú ľahšie ako anorganické kyseliny. Amoniak preniká obzvlášť rýchlo z alkálií. Veľkosť molekuly je dôležitá aj pre priepustnosť. Priepustnosť bunky sa mení v závislosti od reakcie, teploty, osvetlenia, veku a fyziologického stavu samotnej bunky a tieto dôvody môžu zvýšiť priepustnosť niektorých látok a zároveň oslabiť priepustnosť iných.

Morfologický obraz priepustnosti látok z prostredia je dobre vysledovateľný a uskutočňuje sa prostredníctvom fagocytózy (phagein - devour) a pinocytózy (pynein - drink). Mechanizmy oboch sú zjavne podobné a líšia sa iba kvantitatívne. Pomocou fagocytózy sa zachytávajú väčšie častice a pomocou pinocytózy menšie a menej husté častice. Najprv sú látky adsorbované povrchom plazmalemy obaleným mukopolysacharidmi, následne spolu s ním klesajú hlbšie a vzniká bublina, ktorá sa následne oddelí od plazmalemy (obr. 19). Spracovanie infiltrovaných látok sa uskutočňuje počas procesov pripomínajúcich trávenie a vrcholiacich tvorbou relatívne jednoduchých látok. Vnútrobunkové trávenie začína tým, že fagocytotické alebo pinocytotické vezikuly sa spájajú s primárnymi lyzozómami, ktoré obsahujú tráviace enzýmy, a vzniká sekundárny lyzozóm, čiže tráviaca vakuola. V nich sa pomocou enzýmov látky rozkladajú na jednoduchšie. Na tomto procese sa zúčastňujú nielen lyzozómy, ale aj ďalšie zložky buniek. Mitochondrie teda poskytujú energetickú stránku procesu; kanály cytoplazmatického retikula môžu byť použité na transport spracovaných látok.

Vnútrobunkové trávenie končí jednak tvorbou relatívne jednoduchých produktov, z ktorých sa novosyntetizované komplexné látky (bielkoviny, tuky, uhľohydráty) využívajú na obnovu bunkových štruktúr alebo tvorbu sekrétov, a na druhej strane produkty, ktoré majú byť vylučuje z bunky ako exkrementy. Príklady použitia spracovaných produktov zahŕňajú syntézu proteínov a tvorbu sekrétov.

Ryža. 19. Schéma pinocytózy:

L - tvorba pinocytózneho kanála (1) a pinocytózových vezikúl (2). Šípky označujú smer invaginácie plazmalemy. B-G - postupné štádiá pinocytózy; 3 - adsorbované častice; 4 - častice zachytené bunkovými výrastkami; 5 - bunky plazmatickej membrány; D, E, B - postupné štádiá tvorby pinocytotickej vakuoly; F - častice potravy sa uvoľňujú z obalu vakuoly.

Syntéza bielkovín prebieha na ribozómoch a bežne prebieha v štyroch fázach.

Prvá fáza zahŕňa aktiváciu aminokyselín. K ich aktivácii dochádza v cytoplazmatickej matrici za účasti enzýmov (aminoacyl - RNA syntetázy). Je známych asi 20 enzýmov, z ktorých každý je špecifický len pre jednu aminokyselinu. K aktivácii aminokyseliny dochádza, keď sa spojí s enzýmom a ATP.

V dôsledku interakcie sa pyrofosfát odštiepi od ATP a energia nachádzajúca sa vo väzbe medzi prvou a druhou fosfátovou skupinou sa úplne prenesie na aminokyselinu. Takto aktivovaná aminokyselina (aminoacyladenylát) sa stáva reaktívnou a získava schopnosť spájať sa s inými aminokyselinami.

Druhým stupňom je väzba aktivovanej aminokyseliny na prenosovú RNA (tRNA). V tomto prípade jedna molekula tRNA pripojí iba jednu molekulu aktivovanej aminokyseliny. Tieto reakcie zahŕňajú rovnaký enzým ako v prvom stupni a reakcia končí vytvorením komplexu t-RNA a aktivovanej aminokyseliny. Molekula tRNA pozostáva z dvojitej krátkej špirály uzavretej na jednom konci. Uzavretý (hlavný) koniec tejto špirály predstavujú tri nukleotidy (antikodón), ktoré určujú pripojenie tejto t-RNA ku konkrétnej časti (kodónu) molekuly dlhej messengerovej RNA (i-RNA). Na druhý koniec tRNA je pripojená aktivovaná aminokyselina (obr. 20). Napríklad, ak má molekula tRNA triplet UAA na konci, potom sa na jeho opačný koniec môže pripojiť iba aminokyselina lyzín. Každá aminokyselina má teda svoju špeciálnu tRNA. Ak sú tri koncové nukleotidy v rôznych tRNA rovnaké, potom je jej špecifickosť určená sekvenciou nukleotidov v inej oblasti tRNA. Energia z aktivovanej aminokyseliny naviazanej na tRNA sa používa na vytvorenie peptidových väzieb v molekule polypeptidu. Aktivovaná aminokyselina je transportovaná tRNA cez hyaloplazmu do ribozómov.

Treťou etapou je syntéza polypeptidových reťazcov. Messengerová RNA, ktorá opúšťa jadro, je ťahaná cez malé podjednotky niekoľkých ribozómov konkrétneho polyribozómu a v každom z nich sa opakujú rovnaké procesy syntézy. Pri preťahovaní sa molekul

Ryža. 20. Schéma syntézy polypeptidov na ribozómoch pomocou mRNA a t-RNA: /, 2-ribozóm; 3 - tRNA nesúca antikodóny na jednom konci: ACC, AUA. Ayv AGC a na druhom konci aminokyseliny: tryptofán, roller, lyzín, serín (5); 4-nRNA, v ktorej sa nachádzajú kódy: UGG (tryptofán)” URU (valín). UAA (lyzín), UCG (serín); 5 - syntetizovaný polypeptid.

Kód t-RNA, ktorého triplet zodpovedá kódovému slovu i-RNA. Kódové slovo sa potom presunie doľava a spolu s ním sa k nemu pripojí aj tRNA. Aminokyselina, ktorú prináša, je spojená peptidovou väzbou s predtým prinesenou aminokyselinou syntetizujúceho polypeptidu; t-RNA sa oddelí od i-RNA, dochádza k translácii (skopírovaniu) i-RNA informácie, teda k syntéze bielkovín. Je zrejmé, že dve molekuly tRNA sú súčasne pripojené k ribozómom: jedna v mieste, ktoré nesie syntetizovaný polypeptidový reťazec, a druhá v mieste, ku ktorému je pripojená ďalšia aminokyselina predtým, ako zaujme svoje miesto v reťazci.

Štvrtou fázou je odstránenie polypeptidového reťazca z ribozómu a vytvorenie priestorovej konfigurácie charakteristickej pre syntetizovaný proteín. Nakoniec sa molekula proteínu, ktorá dokončila svoju tvorbu, stáva nezávislou. t-RNA sa môže použiť na opakovanú syntézu a mRNA je zničená. Trvanie tvorby proteínovej molekuly závisí od počtu aminokyselín v nej. Predpokladá sa, že pridanie jednej aminokyseliny trvá 0,5 sekundy.

Proces syntézy vyžaduje energiu, ktorej zdrojom je ATP, ktorý sa tvorí najmä v mitochondriách a v malom množstve v jadre a pri zvýšenej aktivite buniek aj v hyaloplazme. V jadre v hyaloplazme sa ATP tvorí nie na základe oxidačného procesu ako v mitochondriách, ale na základe glykolýzy, teda anaeróbneho procesu. Syntéza sa teda uskutočňuje vďaka koordinovanej práci jadra, hyaloplazmy, ribozómov, mitochondrií a granulárneho cytoplazmatického retikula bunky.

Sekrečná aktivita bunky je tiež príkladom koordinovanej práce množstva bunkových štruktúr. Sekrécia je produkcia špeciálnych produktov bunkou, ktoré sa v mnohobunkovom organizme najčastejšie využívajú v záujme celého organizmu. Na spracovanie potravy teda slúžia sliny, žlč, žalúdočná šťava a iné sekréty

Ryža. 21. Schéma jedného z možných spôsobov syntézy sekrécie v bunke a jej odstránenia:

1 - vylučovaný v jadre; 2 - pro-tajný výstup z jadra; 3 - akumulácia prosekrétu v nádrži cytoplazmatického retikula; 4 - oddelenie sekrečnej nádrže od cytoplazmatického retikula; 5 - lamelárny komplex; 6 - kvapka sekrécie v oblasti lamelárneho komplexu; 7- zrelá sekrečná granula; 8-9 - postupné štádiá sekrécie; 10 - sekrécia mimo bunky; 11 - plazmalema bunky.

Tráviace orgány. Sekréty môžu byť tvorené buď len bielkovinami (rada hormónov, enzýmov), alebo pozostávajú z glykoproteínov (hlien), ligu-proteínov, glykolipoproteínov, menej často sú zastúpené lipidmi (mliečny tuk a mazové žľazy) alebo anorganickými látkami (sol. kyselina fundických žliaz).

V sekrečných bunkách možno zvyčajne rozlíšiť dva konce: bazálny (obrátený k perikapilárnemu priestoru) a apikálny (smerovaný k priestoru, kde sa uvoľňuje sekrét). V usporiadaní komponentov sekrečnej bunky sa pozoruje zónovanie a od bazálnych po apikálne konce (póly) tvoria nasledujúci rad: granulárne cytoplazmatické retikulum, jadro, lamelárny komplex, sekrečné granuly (obr. 21). Plazmalema bazálneho a apikálneho pólu často nesie mikroklky, v dôsledku čoho sa zväčšuje plocha pre vstup látok z krvi a lymfy cez bazálny pól a výstup hotového sekrétu cez apikálny pól.

Keď sa tvorí sekrét proteínovej povahy (pankreas), proces začína syntézou proteínov špecifických pre sekréciu. Preto je jadro sekrečných buniek bohaté na chromatín a má dobre definované jadro, vďaka ktorému sa tvoria všetky tri typy RNA, ktoré vstupujú do cytoplazmy a podieľajú sa na syntéze proteínov. Niekedy sa zdá, že syntéza sekrétu začína v jadre a končí v cytoplazme, ale najčastejšie v hyaloplazme a pokračuje v granulovanom cytoplazmatickom retikule. Tubuly cytoplazmatického retikula hrajú dôležitú úlohu pri akumulácii primárnych produktov a ich transporte. V tomto ohľade majú sekrečné bunky veľa ribozómov a dobre vyvinuté cytoplazmatické retikulum. Úseky cytoplazmatického retikula s primárnou sekréciou sú odtrhnuté a smerované do lamelárneho komplexu, ktorý prechádza do jeho vakuol. Tu dochádza k tvorbe sekrečných granúl.

Zároveň sa okolo sekrétu vytvorí lipoproteínová membrána a samotný sekrét dozrieva (stráca vodu), stáva sa koncentrovanejším. Hotový sekrét vo forme granúl alebo vakuol opúšťa lamelárny komplex a uvoľňuje sa von cez apikálny pól buniek. Mitochondrie poskytujú energiu pre celý tento proces. Tajomstvá neproteínovej povahy sú zjavne syntetizované v cytoplazmatickom retikule a v niektorých prípadoch dokonca aj v mitochondriách (lipidové sekréty). Proces sekrécie je regulovaný nervovým systémom. Okrem konštruktívnych bielkovín a sekrétov sa v dôsledku látkovej premeny v bunke môžu vytvárať látky trofického charakteru (glykogén, tuk, pigmenty a pod.) a produkovať energia (žiarivé, tepelné a elektrické bioprúdy).

Metabolizmus je ukončený uvoľňovaním množstva látok do vonkajšieho prostredia, ktoré bunka spravidla nevyužíva a často

Dokonca pre ňu škodlivé. Odstraňovanie látok z bunky sa uskutočňuje rovnako ako vstup na základe pasívnych fyzikálno-chemických procesov (difúzia, osmóza) a aktívnym prenosom. Morfologický obraz vylučovania má často opačný charakter ako fagocytóza. Vylúčené látky sú obklopené membránou.

Výsledná bublina sa priblíži k bunkovej membráne, dostane sa s ňou do kontaktu, potom prerazí a obsah bubliny sa objaví mimo bunky.

Metabolizmus, ako sme už povedali, určuje ďalšie životne dôležité prejavy bunky, ako je rast a diferenciácia buniek, dráždivosť a schopnosť buniek reprodukovať sa.

Rast buniek je vonkajším prejavom metabolizmu, ktorý sa prejavuje zväčšením veľkosti buniek. Rast je možný len vtedy, ak v procese metabolizmu prevláda asimilácia nad disimiláciou a každá bunka rastie len do určitej hranice.

Bunková diferenciácia je séria kvalitatívnych zmien, ktoré sa vyskytujú rôzne v rôznych bunkách a sú determinované prostredím a aktivitou úsekov DNA nazývaných gény. V dôsledku toho vznikajú rôzne kvalitné bunky rôznych tkanív, následne bunky podliehajú zmenám súvisiacim s vekom, ktoré sú málo preskúmané. Je však známe, že bunky sú ochudobnené o vodu, proteínové častice sa zväčšujú, čo má za následok zmenšenie celkového povrchu dispergovanej fázy koloidu a v dôsledku toho zníženie rýchlosti metabolizmu. Preto klesá vitálny potenciál bunky, spomaľujú sa oxidačné, redukčné a iné reakcie, mení sa smer niektorých procesov, preto sa v bunke hromadia rôzne látky.

Dráždivosť bunky je jej reakciou na zmeny vonkajšieho prostredia, vďaka čomu sa odstraňujú dočasné rozpory vznikajúce medzi bunkou a prostredím a živá štruktúra sa prispôsobuje už zmenenému vonkajšiemu prostrediu.

Vo fenoméne podráždenosti možno rozlíšiť tieto body:

1) vystavenie vplyvu prostredia (napríklad mechanickému, chemickému, žiareniu atď.)

2) prechod bunky do aktívneho, to znamená excitovateľného stavu, ktorý sa prejavuje zmenami v biochemických a biofyzikálnych procesoch vo vnútri bunky a môže sa zvýšiť priepustnosť bunky a absorpcia kyslíka, môže sa zmeniť koloidný stav jej cytoplazmy, môžu sa objaviť elektrické prúdy atď.;

3) odpoveď bunky na vplyv prostredia a v rôznych bunkách sa odpoveď prejavuje odlišne. V spojivovom tkanive teda dochádza k lokálnej zmene metabolizmu, v svalovom tkanive nastáva kontrakcia, v žľazových tkanivách sa uvoľňujú sekréty (sliny, žlč atď.), V nervových bunkách vzniká nervový impulz a v žľazovom epiteli , svalové a nervové tkanivá, vzruch vzniká v jednej oblasti, šíri sa po celom tkanive. V nervovej bunke sa excitácia môže šíriť nielen do iných prvkov toho istého tkaniva (čo vedie k vytvoreniu zložitých excitabilných systémov - reflexných oblúkov), ale aj k presunu do iných tkanív. Vďaka tomu sa vykonáva regulačná úloha nervového systému. Stupeň zložitosti týchto reakcií závisí od úrovne organizácie zvieraťa.V závislosti od sily a povahy dráždidla sa rozlišujú tieto tri typy dráždivosti: normálna, stav paranekrózy a nekrotická. Ak sila stimulu nepresiahne normálne limity vlastné prostrediu, v ktorom bunka alebo organizmus ako celok žije, potom procesy prebiehajúce v bunke v konečnom dôsledku eliminujú rozpor s vonkajším prostredím a bunka sa vráti do normálny stav. V tomto prípade nedochádza k narušeniu bunkovej štruktúry viditeľnému pod mikroskopom. Ak je sila podnetu veľká alebo pôsobí na bunku dlhodobo, tak zmena vnútrobunkových procesov vedie k výraznému narušeniu funkcie, štruktúry a chémie bunky. Objavujú sa v ňom inklúzie, vytvárajú sa štruktúry vo forme nití, hrudiek, sietí atď. Reakcia cytoplazmy sa posúva smerom k kyslosti, zmena štruktúry a fyzikálno-chemických vlastností bunky narúša normálne fungovanie bunky, čím sa stáva na hranici života a smrti. Nasonov a Aleksandrov nazvali tento stav paranekrotický* Je reverzibilný a môže viesť k obnove bunky, ale môže viesť aj k jej smrti. Nakoniec, ak činidlo pôsobí veľmi veľkou silou, procesy vo vnútri bunky sú tak vážne narušené, že obnovenie nie je možné a bunka odumiera. Potom dôjde k sérii štrukturálnych zmien, to znamená, že bunka vstúpi do stavu nekrózy alebo nekrózy.

Pohyb. Povaha pohybu vlastná bunke je veľmi rôznorodá. V prvom rade bunka prechádza neustálym pohybom cytoplazmy, čo je samozrejme spojené s realizáciou metabolických procesov. Ďalej sa v bunke môžu veľmi aktívne pohybovať rôzne cytoplazmatické formácie, napríklad riasinky v riasinkovom epiteli, mitochondrie; robí pohyb a jadro. V iných prípadoch je pohyb vyjadrený zmenou dĺžky alebo objemu bunky s jej následným návratom do pôvodnej polohy. Tento pohyb pozorujeme vo svalových bunkách, svalových vláknach a pigmentových bunkách. Rozšírený je aj pohyb vo vesmíre. Môže sa to uskutočniť pomocou pseudopodov, ako v amébe. Takto sa pohybujú leukocyty a niektoré bunky spojivových a iných tkanív. Spermie majú špeciálnu formu pohybu v priestore. K ich pohybu dopredu dochádza v dôsledku kombinácie hadovitých ohybov chvosta a rotácie spermií okolo pozdĺžnej osi. V relatívne jednoducho organizovaných tvoroch a v niektorých bunkách vysoko organizovaných mnohobunkových živočíchov pohyb v priestore spôsobujú a riadia rôzni činitelia vonkajšieho prostredia a nazývajú sa taxíky.

Existujú: chemotaxia, thigmotaxia a reotaxia. Chemotaxia je pohyb smerom k chemikáliám alebo od nich. Takéto taxíky sú detekované krvnými leukocytmi, ktoré sa amébicky pohybujú smerom k baktériám, ktoré vstúpili do tela a vylučujú určité látky.Tigmotaxia je pohyb smerom k alebo od dotknutého pevného tela. Napríklad ľahký dotyk s časticami jedla améby spôsobí, že ich obalí a potom prehltne. Silné mechanické podráždenie môže spôsobiť pohyb v opačnom smere ako dráždivý pôvod. Reotaxia je pohyb proti prúdu tekutiny. Spermie, ktorá sa pohybuje v maternici proti toku hlienu smerom k vaječnej bunke, má schopnosť reotaxy.

Schopnosť vlastnej reprodukcie je najdôležitejšou vlastnosťou živej hmoty, bez ktorej je život nemožný. Každý živý systém je charakterizovaný reťazou nezvratných zmien, ktoré vyvrcholia smrťou. Ak by tieto systémy nedali vzniknúť novým systémom schopným spustiť cyklus odznova, život by sa zastavil.

Samoreprodukčná funkcia bunky sa uskutočňuje delením, ktoré je dôsledkom bunkového vývoja. Počas svojho života sa v dôsledku prevahy asimilácie nad disimiláciou zväčšuje hmota buniek, ale objem bunky sa zväčšuje rýchlejšie ako jej povrch. Za týchto podmienok sa znižuje intenzita metabolizmu, dochádza k hlbokým fyzikálno-chemickým a morfologickým zmenám v bunke a k postupnej inhibícii asimilačných procesov, čo bolo presvedčivo dokázané pomocou značených atómov. V dôsledku toho sa rast bunky najskôr zastaví a potom sa jej ďalšia existencia stane nemožným a dôjde k rozdeleniu.

Prechod k deleniu je kvalitatívnym skokom, alebo dôsledkom kvantitatívnych zmien v asimilácii a disimilácii, mechanizmom riešenia rozporov medzi týmito procesmi. Po rozdelení bunky akoby omladli, zvýšil sa ich vitálny potenciál, keďže v dôsledku zmenšenia veľkosti sa zväčší podiel aktívneho povrchu, celkovo sa zintenzívni metabolizmus a najmä jeho asimilačná fáza.

Individuálny život bunky teda pozostáva z obdobia medzifázy, charakterizovanej zvýšeným metabolizmom, a z obdobia delenia.

Interfáza je rozdelená s určitým stupňom konvencie:

1) na presyntetické obdobie (Gj), kedy sa intenzita asimilačných procesov postupne zvyšuje, ale ešte nezačala reduplikácia DNA;

2) syntetický (S), charakterizovaný výškou syntézy, počas ktorej dochádza k zdvojeniu DNA a

3) postsyntetické (G2), keď sa zastavia procesy syntézy DNA.

Rozlišujú sa tieto hlavné typy delenia:

1) nepriame delenie (mitóza alebo karyokinéza);

2) meióza alebo redukčné delenie a

3) amitóza alebo priame delenie.

Podrobné riešenie odstavec Zhrňte 2. kapitolu biológie pre žiakov 11. ročníka, autori I.N. Ponomareva, O.K. Kornilová, T.E. Loshchilina, P.V. Základná úroveň Iževsk 2012

• GD z biológie pre ročník 11 nájdete
• Pracovný zošit Gdz o biológii pre 11. ročník nájdete

1. Formulujte definíciu „bunkového“ biosystému..

Bunka je elementárny živý systém, základná stavebná jednotka živých organizmov, schopná sebaobnovy, sebaregulácie a sebareprodukcie.

2. Prečo sa bunka nazýva základná forma života a elementárna jednotka života?

Bunka je základnou formou života a elementárnou jednotkou života, pretože každý organizmus pozostáva z buniek a najmenší organizmus je bunka (prvok). Jednotlivé organely nemôžu žiť mimo bunky.

Na bunkovej úrovni prebiehajú tieto procesy: metabolizmus (metabolizmus); absorpcia a teda začlenenie rôznych chemických prvkov Zeme do obsahu živých vecí; prenos dedičných informácií z bunky do bunky; akumulácia zmien v genetickom aparáte v dôsledku interakcie s prostredím; reakcia na podráždenie pri interakcii s vonkajším prostredím. Štrukturálnymi prvkami systému bunkovej úrovne sú rôzne komplexy molekúl chemických zlúčenín a všetkých štruktúrnych častí bunky - povrchový aparát, jadro a cytoplazma s ich organelami. Interakcia medzi nimi zaisťuje jednotu a celistvosť bunky pri prejavovaní jej vlastností ako živého systému vo vzťahoch s vonkajším prostredím.

3. Vysvetlite mechanizmy stability bunky ako biosystému.

Bunka je elementárny biologický systém a každý systém je komplexom vzájomne prepojených a interagujúcich komponentov, ktoré tvoria jeden celok. V bunke sú tieto zložky organely. Bunka je schopná metabolizmu, samoregulácie a sebaobnovy, vďaka čomu je zachovaná jej stabilita. Celý genetický program bunky sa nachádza v jadre a rôzne odchýlky od neho sú vnímané enzymatickým systémom bunky.

4. Porovnajte eukaryotické a prokaryotické bunky.

Všetky živé organizmy na Zemi sú rozdelené do dvoch skupín: prokaryoty a eukaryoty.

Eukaryoty sú rastliny, živočíchy a huby.

Prokaryoty sú baktérie (vrátane cyanobaktérií (modrozelené riasy).

Hlavný rozdiel. Prokaryoty nemajú jadro, kruhová DNA (kruhový chromozóm) sa nachádza priamo v cytoplazme (táto časť cytoplazmy sa nazýva nukleoid). Eukaryoty majú vytvorené jadro (dedičná informácia [DNA] je oddelená od cytoplazmy jadrovým obalom).

Iné rozdiely.

Pretože prokaryoty nemajú jadro, nemajú mitózu/meiózu. Baktérie sa rozmnožujú štiepením na dve časti, pučaním

Eukaryoty majú rôzny počet chromozómov v závislosti od druhu. Prokaryoty majú jeden chromozóm (kruhový).

Eukaryoty majú organely obklopené membránami. Prokaryoty nemajú organely obklopené membránami, t.j. neexistuje endoplazmatické retikulum (jeho úlohu zohrávajú početné výbežky bunkovej membrány), žiadne mitochondrie, plastidy, bunkové centrum.

Prokaryotická bunka je oveľa menšia ako eukaryotická bunka: 10-krát väčší priemer, 1000-krát väčší objem.

Podobnosť. Bunky všetkých živých organizmov (všetky kráľovstvá živej prírody) obsahujú plazmatickú membránu, cytoplazmu a ribozómy.

5. Opíšte vnútrobunkovú štruktúru eukaryotov.

Bunky, ktoré tvoria tkanivá zvierat a rastlín, sa výrazne líšia tvarom, veľkosťou a vnútornou štruktúrou. Všetky však vykazujú podobnosti v hlavných črtách životných procesov, metabolizmu, podráždenosti, rastu, vývoja a schopnosti meniť sa.

Bunky všetkých typov obsahujú dve hlavné zložky, ktoré spolu úzko súvisia – cytoplazmu a jadro. Jadro je oddelené od cytoplazmy poréznou membránou a obsahuje jadrovú šťavu, chromatín a jadierko. Polotekutá cytoplazma vypĺňa celú bunku a je preniknutá početnými tubulmi. Na vonkajšej strane je pokrytá cytoplazmatickou membránou. Obsahuje špecializované organelové štruktúry, ktoré sú neustále prítomné v bunke, a dočasné útvary - inklúzie. Membránové organely: cytoplazmatická membrána (CM), endoplazmatické retikulum (ER), Golgiho aparát, lyzozómy, mitochondrie a plastidy. Štruktúra všetkých membránových organel je založená na biologickej membráne. Všetky membrány majú v zásade jednotný štruktúrny plán a pozostávajú z dvojitej vrstvy fosfolipidov, do ktorých sú molekuly proteínov ponorené z rôznych strán do rôznych hĺbok. Membrány organel sa navzájom líšia iba súbormi bielkovín, ktoré obsahujú.

6. Ako sa implementuje princíp „bunka – z bunky“?

K reprodukcii prokaryotických a eukaryotických buniek dochádza len delením pôvodnej bunky, ktorému predchádza rozmnoženie jej genetického materiálu (reduplikácia DNA).

V eukaryotických bunkách je jedinou úplnou metódou delenia mitóza (alebo meióza pri tvorbe zárodočných buniek). V tomto prípade sa vytvorí špeciálny prístroj na delenie buniek - bunkové vreteno, pomocou ktorého sa chromozómy, ktorých počet sa predtým zdvojnásobil, rovnomerne a presne rozložia medzi dve dcérske bunky. Tento typ delenia sa pozoruje vo všetkých eukaryotických bunkách, rastlinných aj živočíšnych.

Prokaryotické bunky, ktoré sa delia takzvaným binárnym spôsobom, využívajú aj špeciálny bunkový deliaci aparát, ktorý výrazne pripomína mitotický spôsob delenia eukaryotov. Tiež rozdelenie materskej bunky na dve časti.

7. Popíšte fázy a význam mitózy.

Proces mitózy je zvyčajne rozdelený do štyroch hlavných fáz: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Keďže je kontinuálny, zmena fáz prebieha hladko - jedna nepozorovane prechádza do druhej.

V profáze sa objem jadra zväčšuje a v dôsledku spiralizácie chromatínu vznikajú chromozómy. Na konci profázy je jasné, že každý chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov. Jadierka a jadrová membrána sa postupne rozpúšťajú a chromozómy sa objavujú náhodne umiestnené v cytoplazme bunky. Centrioly sa rozchádzajú smerom k pólom bunky. Vytvára sa štiepne vreteno achromatínu, ktorého niektoré vlákna idú od pólu k pólu a niektoré sú pripojené k centromérom chromozómov. Obsah genetického materiálu v bunke zostáva nezmenený (2n4c).

V metafáze dosahujú chromozómy maximálnu spiralizáciu a sú usporiadané usporiadane na rovníku bunky, takže sa počas tohto obdobia počítajú a študujú. Obsah genetického materiálu sa nemení (2n4c).

V anafáze sa každý chromozóm „rozdelí“ na dve chromatidy, ktoré sa potom nazývajú dcérske chromozómy. Vretienkové vlákna pripojené k centromérom sa sťahujú a ťahajú chromatidy (dcérske chromozómy) k opačným pólom bunky. Obsah genetického materiálu v bunke na každom póle predstavuje diploidná sada chromozómov, ale každý chromozóm obsahuje jednu chromatídu (4n4c).

V telofáze sa chromozómy umiestnené na póloch dešpirujú a stávajú sa zle viditeľnými. Okolo chromozómov na každom póle sa z membránových štruktúr cytoplazmy vytvorí jadrová membrána a v jadrách sa tvoria jadierka. Štiepne vreteno je zničené. Súčasne dochádza k deleniu cytoplazmy. Dcérske bunky majú diploidnú sadu chromozómov, z ktorých každý pozostáva z jednej chromatidy (2n2c).

Biologický význam mitózy spočíva v tom, že zabezpečuje dedičný prenos charakteristík a vlastností v sérii bunkových generácií počas vývoja mnohobunkového organizmu. Vďaka presnej a rovnomernej distribúcii chromozómov počas mitózy sú všetky bunky jedného organizmu geneticky identické.

Mitotické bunkové delenie je základom všetkých foriem asexuálnej reprodukcie v jednobunkových aj mnohobunkových organizmoch. Mitóza určuje najdôležitejšie javy života: rast, vývoj a obnovu tkanív a orgánov a nepohlavné rozmnožovanie organizmov.

8. Čo je bunkový cyklus?

Bunkový cyklus (mitotický cyklus) je celé obdobie existencie bunky od okamihu, keď sa materská bunka objaví počas delenia, až po jej vlastné delenie (vrátane samotného delenia) alebo smrť. Pozostáva z medzifázového a bunkového delenia.

9. Akú úlohu zohrala bunka vo vývoji organizmov?

Bunka dala podnet k ďalšiemu rozvoju organického sveta. Počas tohto vývoja sa dosiahla úžasná rozmanitosť bunkových foriem, vznikla mnohobunkovosť, vznikla špecializácia buniek a objavili sa bunkové tkanivá.

10. Vymenujte hlavné procesy bunkového života.

Metabolizmus – živiny vstupujú do bunky a nepotrebné sa odstraňujú. Pohyb cytoplazmy – transport látok v bunke. Dýchanie - kyslík vstupuje do bunky a odstraňuje sa oxid uhličitý. Výživa – živiny vstupujú do bunky. Rast - bunka sa zväčšuje. Vývoj – štruktúra bunky sa stáva zložitejšou.

11. Označte význam mitózy a meiózy v evolúcii buniek.

Vďaka mitotickému deleniu buniek dochádza k individuálnemu vývoju organizmu - zvyšuje sa jeho rast, obnovujú sa tkanivá, nahrádzajú sa zostarnuté a odumreté bunky, dochádza k nepohlavnému rozmnožovaniu organizmov. Je tiež zabezpečená stálosť karyotypov jedincov druhu.

Vďaka meióze dochádza k prekríženiu (výmena úsekov homológnych chromozómov). To podporuje rekombináciu genetickej informácie a vytvárajú sa bunky s úplne novou sadou génov (diverzita organizmov).

12. Aké sú najdôležitejšie udalosti vo vývoji živej hmoty, ktoré sa odohrali na bunkovej úrovni počas procesu evolúcie?

Hlavné aromorfózy (mitóza, meióza, gaméty, pohlavný proces, zygota, vegetatívna a pohlavná reprodukcia).

Vzhľad jadier v bunkách (eukaryoty).

Symbiotické procesy v jednobunkových organizmoch - vznik organel.

Autotrofia a heterotrofia.

Pohyblivosť a nehybnosť.

Vznik mnohobunkových organizmov.

Diferenciácia bunkových funkcií v mnohobunkových organizmoch.

13. Popíšte všeobecný význam bunkovej úrovne živej hmoty v prírode a pre človeka.

Bunka, ktorá sa raz objavila vo forme elementárneho biosystému, sa stala základom pre celý ďalší vývoj organického sveta. K evolúcii baktérií, siníc, rôznych rias a prvokov došlo výlučne v dôsledku štrukturálnych, funkčných a biochemických premien primárnej živej bunky. Počas tohto vývoja sa dosiahla úžasná rozmanitosť bunkových foriem, ale všeobecný plán bunkovej štruktúry neprešiel zásadnými zmenami. V procese evolúcie, založenom na jednobunkových formách života, vznikla mnohobunkovosť, vznikla špecializácia buniek a objavili sa bunkové tkanivá.

Vyjadrite svoj názor

1. Prečo práve na bunkovej úrovni organizácie života vznikli také vlastnosti živých bytostí ako autotrofia a heterotrofia, pohyblivosť a nehybnosť, mnohobunkovosť a špecializácia v štruktúre a funkcii? Čo prispelo k takýmto udalostiam v živote bunky?

Bunka je základnou stavebnou a funkčnou jednotkou živých vecí. Je to druh živého systému, ktorý sa vyznačuje dýchaním, výživou, metabolizmom, podráždenosťou, diskrétnosťou, otvorenosťou a dedičnosťou. Na bunkovej úrovni vznikli prvé živé organizmy. V bunke každá organela plní špecifickú funkciu a má špecifickú štruktúru, zjednotené a fungujúce spoločne predstavujú jeden biosystém, ktorý má všetky vlastnosti živej veci.

Bunka ako mnohobunkový organizmus sa tiež vyvíjala mnoho storočí. Rôzne podmienky prostredia, prírodné katastrofy a biotické faktory viedli ku komplikáciám bunkovej organizácie.

Preto autotrofia a heterotrofia, pohyblivosť a imobilita, mnohobunkovosť a špecializácia na štruktúru a funkciu vznikla práve na bunkovej úrovni, kde všetky organely a bunka ako celok existujú harmonicky a cieľavedome.

2. Na základe čoho všetci vedci veľmi dlho a až na konci 20. storočia klasifikovali sinice ako rastliny, najmä riasy. boli umiestnení do kráľovstva baktérií?

Pomerne veľká veľkosť buniek (nostok napríklad tvorí dosť veľké kolónie, ktoré môžete aj pozbierať), uskutočňujú fotosyntézu s uvoľňovaním kyslíka podobným spôsobom ako vyššie rastliny a tiež vonkajšia podobnosť s riasami bola dôvod na ich skoršie zohľadnenie ako súčasť rastlín („modrozelené riasy“).

A na konci dvadsiateho storočia sa dokázalo, že bunky nemajú modrozelené jadrá a chlorofyl v ich bunkách nie je rovnaký ako v rastlinách, ale je charakteristický pre baktérie. Sinice dnes patria medzi najzložitejšie organizované a morfologicky diferencované prokaryotické mikroorganizmy.

3. Z akých rastlinných a živočíšnych bunkových tkanív sú vyrobené šaty a topánky, ktoré ste dnes nosili do školy?

Vyberte si tie, ktoré vám vyhovujú. Môžete uviesť veľa príkladov. Napríklad ľan (lykové vlákna - vodivá tkanina) sa používa na výrobu látok s odolnou štruktúrou (pánske košele, dámske obleky, spodná bielizeň, ponožky, nohavice, letné šaty). Z bavlny sa vyrába spodná bielizeň, tričká, košele, nohavice, letné šaty). Topánky (topánky, sandále, čižmy) a opasky sú vyrobené zo zvieracej kože (epiteliálneho tkaniva). Teplé oblečenie je vyrobené z vlny kožušinových zvierat. Svetre, ponožky, čiapky a palčiaky sú vyrobené z vlny. Vyrobené z hodvábu (tajomstvo žliaz priadky morušovej je spojivové tkanivo) - košele, šatky, spodná bielizeň.

Problém na diskusiu

Starý otec Charlesa Darwina Erasmus Darwin, lekár, prírodovedec a básnik, písal na konci 18. storočia. báseň „Chrám prírody“, publikovaná v roku 1803, po jeho smrti. Prečítajte si krátky úryvok z tejto básne a zamyslite sa nad tým, aké predstavy o úlohe bunkovej úrovne života možno nájsť v tomto diele (úryvok je uvedený v knihe).

Vznik pozemského života nastal z najmenších bunkových foriem. Na bunkovej úrovni vznikli prvé živé organizmy. Bunka ako organizmus tiež rástla a vyvíjala sa, čím dávala impulz k vytvoreniu mnohých bunkových foriem. Boli schopní osídliť „bahno“ aj „vodnú masu“. Najpravdepodobnejšie rôzne podmienky prostredia, prírodné katastrofy a biotické faktory viedli k zložitejšej organizácii buniek, čo viedlo k „získaniu členov“ (čo znamená mnohobunkovosť).

Základné pojmy

Prokaryoty alebo prenukleárne organizmy sú organizmy, ktorých bunky nemajú vytvorené jadro ohraničené membránou.

Eukaryoty alebo jadrové sú organizmy, ktorých bunky majú dobre vytvorené jadro, oddelené jadrovým obalom od cytoplazmy.

Organoid je bunková štruktúra, ktorá poskytuje špecifické funkcie.

Jadro je najdôležitejšou časťou eukaryotickej bunky, ktorá reguluje všetky jej aktivity; nesie dedičnú informáciu v makromolekulách DNA.

Chromozóm je vláknitá štruktúra v bunkovom jadre obsahujúca DNA, ktorá nesie gény, jednotky dedičnosti, usporiadané v lineárnom poradí.

Biologická membrána je elastická molekulárna štruktúra pozostávajúca z proteínov a lipidov. Oddeľuje obsah akejkoľvek bunky od vonkajšieho prostredia a zabezpečuje jej integritu.

Mitóza (nepriame delenie buniek) je univerzálna metóda delenia eukaryotických buniek, pri ktorej dcérske bunky dostávajú genetický materiál identický s pôvodnou bunkou.

Meióza je metóda delenia eukaryotických buniek, sprevádzaná znížením počtu chromozómov na polovicu; Z jednej diploidnej bunky vznikajú štyri haploidné bunky.

Bunkový cyklus je reprodukčný cyklus bunky pozostávajúci z niekoľkých po sebe idúcich dejov (napríklad interfáza a mitóza u eukaryotov), ​​počas ktorých sa obsah bunky zdvojnásobí a bunka sa rozdelí na dve dcérske bunky.

Bunková štrukturálna úroveň organizácie živej hmoty je jednou zo štrukturálnych úrovní života, ktorej štruktúrnou a funkčnou jednotkou je organizmus a jednotkou je bunka. Na úrovni organizmu sa vyskytujú tieto javy: rozmnožovanie, fungovanie organizmu ako celku, ontogenéza atď.

Aká je funkcia DNA pri syntéze bielkovín: a) samoduplikácia; b) transkripcia; c) syntéza
tRNA a rRNA.
Prečo?
Informácii jedného génu molekuly DNA zodpovedá: a) proteín; b) aminokyselina;
c) gén.
Koľko
aminokyseliny sa podieľajú na biosyntéze bielkovín: a) 100; b) 30; v 20.
Čo
vznikajúce na ribozóme pri biosyntéze bielkovín: a) terciárny proteín
štruktúry; b) proteín sekundárnej štruktúry; c) polypeptidový reťazec.
Role
matrice v biosyntéze proteínov sú vykonávané: a) mRNA; b) tRNA; c) DNA; d) proteín.
Štrukturálne
Funkčnou jednotkou genetickej informácie je: a) reťazec DNA; b)
úsek molekuly DNA; c) molekula DNA; d) gén.
mRNA v
v procese biosyntézy bielkovín: a) urýchľuje biosyntetické reakcie; b) predajne
genetická informácia; c) prenáša genetickú informáciu; d) je
miesto syntézy bielkovín.
Genetické
kód je sekvencia: a) nukleotidov v rRNA; b) nukleotidy v
mRNA; c) aminokyseliny v proteíne; d) nukleotidy v DNA.
Aminokyselina
viaže sa na tRNA: a) na akýkoľvek kodón; b) k antikodónu; c) ku kodónu b
základ molekuly.
Syntéza
proteín sa vyskytuje v: a) jadre; b) cytoplazma; c) na ribozómoch; G)
mitochondrie.
Vysielanie
- ide o proces: a) transportu mRNA do ribozómov; b) transport ATP do
ribozómy; c) transport aminokyselín do ribozómov; d) spojenie
aminokyseliny do reťazca.
TO
reakcie plastickej výmeny v bunke zahŕňajú: a) replikáciu DNA a
biosyntéza proteínov; b) fotosyntéza, chemosyntéza, glykolýza; c) fotosyntéza a
biosyntéza; d) biosyntéza, replikácia DNA, glykolýza.
IN
funkčné centrum ribozómu počas translácie je vždy číslo
nukleotidy rovné: a) 2; b) 3; pri 6; d) 9.
Prepis
a translácia v eukaryotickej bunke nastáva: a) len v jadre; b) c
jadro a cytoplazma; c) v cytoplazme.
V reakciách
biosyntéza bielkovín v bunke, energia ATP: a) sa uvoľňuje; b) sa vynaloží; V)
nespotrebováva sa ani neuvoľňuje; d) v niektorých fázach sa spotrebuje, v iných
vyčnieva.
Množstvo
kombinácie tripletov genetického kódu, ktoré nekódujú žiadne
aminokyseliny sú: a) 1; b) 3; o 4.
Následná sekvencia
nukleotidy v molekule mRNA sú striktne komplementárne k: a) sekvencii
génové triplety; b) triplet kódujúci aminokyselinu; c) kodóny,
obsahujúce informácie o štruktúre génu; d) kodóny obsahujúce informácie
o štruktúre bielkovín.
Kde
komplexné štruktúry molekúl bielkovín vznikajú: a) na ribozóme; b) c
cytoplazma; c) v endoplazmatickom retikule.
Aké zložky tvoria telo ribozómu: a) membrány; b)
proteíny; c) sacharidy; d) RNA.

„Energetické stanice“, ktoré bunke dodávajú energiu, sú: 1 vakuola 2 cytoplazma 3 mitochondrie. Organely sú umiestnené voľne alebo na

hrubé endoplazmatické retikulum, podieľa sa na biosyntéze bielkovín: 1 ribozómy 2 lyzozómy 3 mitochondrie 4 centrioly

Z navrhovaných odpovedí vyberte jedno z ustanovení bunkovej teórie:

A) organizmy všetkých kráľovstiev živej prírody pozostávajú z buniek
B) bunková stena húb pozostáva z chitínu, podobne ako exoskelet článkonožcov
C) bunky živočíšnych organizmov neobsahujú plastidy
D) bakteriálna spóra je jedna špecializovaná bunka
Voda v bunke plní funkciu: A) transportná, rozpúšťadlová
B) energia C) katalytická D) informácia
RNA je:
A) polynukleotidový reťazec vo forme dvojitej špirály, ktorého reťazce sú spojené vodíkovými väzbami B) nukleotid obsahujúci dve energeticky bohaté väzby
B) polynukleotidové vlákno vo forme jednovláknovej špirály
D) polynukleotidový reťazec pozostávajúci z rôznych aminokyselín
K syntéze molekúl ATP dochádza v:
A) ribozómy B) mitochondrie C) Golgiho aparát D) ER
Prokaryotické bunky sa líšia od eukaryotických buniek:
A) väčšie veľkosti B) absencia jadra
C) prítomnosť obalu D) prítomnosť nukleových kyselín
Mitochondrie sú považované za elektráreň bunky, pretože:
A) rozkladajú organické látky, aby uvoľnili energiu
B) ukladajú sa v nich živiny
C) vznikajú v nich organické látky D) premieňajú svetelnú energiu
Dôležitosť metabolizmu v bunke je:
A) poskytovanie bunke stavebnými materiálmi a energiou
B) prenos dedičnej informácie z materského organizmu na dcéru
B) rovnomerná distribúcia chromozómov medzi dcérskymi bunkami
D) zabezpečenie vzájomného prepojenia buniek v tele
Úloha mRNA pri syntéze proteínov je:
A) zabezpečenie uloženia dedičnej informácie B) poskytnutie energie bunke
C) zabezpečenie prenosu genetickej informácie z jadra do cytoplazmy
Obnova diploidnej sady chromozómov v zygote - prvej bunke nového organizmu - nastáva v dôsledku:
A) meióza B) mitóza C) oplodnenie D) metabolizmus
„Gény umiestnené na tom istom chromozóme sa dedia spoločne“ je formulácia:
A) Pravidlá dominancie G. Mendela B) Zákon spojeného dedičstva T. Morgana
C) G. Mendelov zákon o segregácii D) G. Mendelov zákon o nezávislom dedení vlastností
Genetický kód je:
A) segment molekuly DNA obsahujúci informácie o primárnej štruktúre jedného proteínu
B) sekvencia aminokyselinových zvyškov v molekule proteínu
C) sekvencia nukleotidov v molekule DNA, ktorá určuje primárnu štruktúru všetkých molekúl proteínu
D) informácie o primárnej štruktúre proteínu zašifrovaného v tRNA
Súbor génov populácie, druhu alebo inej systematickej skupiny sa nazýva:
A) genotyp B) fenotyp C) genetický kód D) genofond
Variabilita, ktorá sa vyskytuje pod vplyvom faktorov prostredia a neovplyvňuje chromozómy a gény, sa nazýva: A) dedičná B) kombinatívna
C) modifikácia D) mutácia
K tvorbe nových druhov v prírode dochádza v dôsledku:
A) túžba jednotlivcov po sebazdokonaľovaní
B) prednostné zachovanie ako výsledok boja o existenciu a prirodzený výber jedincov s užitočnými dedičnými zmenami:
C) výber a zachovanie jedincov s užitočnými dedičnými zmenami ľuďmi
D) prežívanie jedincov s rôznymi dedičnými zmenami
Proces zachovania jedincov z generácie na generáciu s dedičnými zmenami prospešnými pre človeka sa nazýva: A) prirodzený výber
B) dedičná variabilita C) boj o existenciu D) umelý výber
Medzi menovanými evolučnými zmenami identifikujte aromorfózy:
A) tvorba končatín typu kopania u krtka
B) objavenie sa ochranného sfarbenia v húsenici
C) objavenie sa pľúcneho dýchania u obojživelníkov D) strata končatín u veľrýb
Z uvedených faktorov ľudskej evolúcie medzi biologické patria:
A) prirodzený výber B) reč C) spoločenský životný štýl D) práca
Zapíšte si písmená v poradí, ktoré odráža etapy ľudského vývoja: A) kromaňonci B) pitekanthropus C) neandertálci D) Australopithecus
Všetky zložky neživej prírody (svetlo, teplota, vlhkosť, chemické a fyzikálne zloženie prostredia) ovplyvňujúce organizmy, populácie, spoločenstvá sa nazývajú faktory:
A) antropogénne B) abiotické C) obmedzujúce D) biotické
Zvieratá a huby patria do skupiny heterotrofov, pretože:
A) sami vytvárajú organické látky z anorganických B) využívajú energiu slnečného žiarenia C) živia sa hotovými organickými látkami D) živia sa minerálnymi látkami
Biogeocenóza je:
A) umelá komunita vytvorená ako výsledok ľudskej ekonomickej činnosti
B) komplex vzájomne prepojených druhov žijúcich na určitom území s homogénnymi prírodnými podmienkami
C) súhrn všetkých živých organizmov na planéte
D) geologický obal obývaný živými organizmami
Forma existencie druhu, ktorá zabezpečuje jeho adaptabilitu na život v určitých podmienkach, predstavuje:
A) jedinec B) stádo C) kolónia D) populácia

1. Ktoré z nasledujúcich tvrdení sa považuje za správne?

a) pôvod od špecializovaných predkov;
b) nesmerový vývoj;
c) obmedzený vývoj;
d) progresívna špecializácia.
2. Boj o existenciu je dôsledkom:
a) vrodená túžba po dokonalosti;
b) potreba vysporiadať sa s prírodnými katastrofami;
c) genetická diverzita;
d) skutočnosť, že počet potomkov prevyšuje potenciálne možnosti prostredia.
3. Správna taxonómia v botanike:
a) druh – rod – čeľaď – trieda – rad;
b) rod – rodina – oddelenie – trieda – oddelenie;
c) druh – rod – čeľaď – rad – trieda;
d) druh – rod – čeľaď – rad – typ.
4. Mediátor v pregangliových neurónoch sympatického nervového systému je:
a) adrenalín;
b) acetylcholín;
c) serotonín;
d) glycín.
5. Inzulín v ľudskom tele sa nezúčastňuje:
a) aktivácia rozpadu proteínov v bunkách;
b) syntéza bielkovín z aminokyselín;
c) skladovanie energie;
d) ukladanie sacharidov vo forme glykogénu.
6. Jedna z hlavných látok navodzujúcich spánok je produkovaná neurónmi v centrálnej časti stredného mozgu:
a) norepinefrín;
b) acetylcholín;
c) serotonín;
d) dopamín.
7. Medzi vitamíny rozpustné vo vode patria koenzýmy:
a) kyselina pantoténová;
b) vitamín A;
c) biotín;
d) vitamín K.
8. Schopnosť fagocytózy majú:
a) B-lymfocyty;
b) T-killery;
c) neutrofily;
d) plazmatické bunky.
9. Na výskyte pocitov šteklenia a svrbenia sa podieľajú:
a) voľné nervové zakončenia;
b) Ruffiniho telieska;
c) nervové plexusy okolo vlasových folikulov;
d) Paciniánske telieska.
10.Aké vlastnosti sú typické pre všetky kĺby?
a) prítomnosť kĺbovej tekutiny;
b) prítomnosť kĺbového puzdra;
c) tlak v kĺbovej dutine je nižší ako atmosférický;
d) existujú vnútrokĺbové väzy.
11. Aké procesy prebiehajúce v kostrových svaloch vyžadujú výdaj energie ATP?
a) transport iónov K+ z bunky;
b) transport iónov Na+ do bunky;
c) pohyb Ca2+ iónov z nádrží EPS do cytoplazmy;
d) prasknutie krížových mostíkov medzi aktínom a myozínom.

12. Keď človek zostane dlhší čas v beztiažovom stave, nestane sa nasledovné:
a) zníženie objemu cirkulujúcej krvi;
b) zvýšenie počtu červených krviniek;
c) znížená svalová sila;
d) zníženie maximálneho srdcového výdaja.
24. Aké biologické vlastnosti kapusty treba brať do úvahy pri jej pestovaní?
a) nízka potreba vody, živín, svetla;
b) väčšia potreba vody, živín, svetla, miernej teploty;
c) teplomilný, tieň tolerujúci, nízka potreba živín;
d) rýchly rast, krátke vegetačné obdobie.
13. Vymenujte skupinu organizmov, ktorých počet zástupcov prevažuje nad zástupcami iných skupín, ktoré sú súčasťou pastevných potravných reťazcov (pastva).
a) výrobcovia;
b) spotrebitelia prvého poriadku;
c) spotrebitelia druhého rádu;
d) spotrebitelia tretieho rádu.
14. Uveďte najkomplexnejšiu terestrickú biogeocenózu.
a) brezový háj;
b) borovicový les;
c) dubový les;
d) riečna niva.
15. Vymenujte faktor prostredia, ktorý je pre potočníka limitujúci.
a) aktuálna rýchlosť;
b) teplota;
c) koncentrácia kyslíka;
d) osvetlenie.
16. V polovici leta sa rast viacročných rastlín spomalí alebo úplne zastaví a počet kvitnúcich rastlín sa zníži. Aký faktor a aká zmena v ňom spôsobuje takéto javy?
a) zníženie teploty;
b) zníženie;
c) skrátenie dĺžky dňa;
d) pokles intenzity slnečného žiarenia.
17. Archebaktérie nezahŕňajú:
a) halobaktérie;
b) metanogény;
c) spirochéty;
d) termoplazma.

18. Hlavnými znakmi hominizácie nie sú:
a) vzpriamené držanie tela;
b) prispôsobenie sa pracovnej činnosti ruky;
c) sociálne správanie;
d) štruktúra zubného systému.
19 Bacilly sú:
a) grampozitívne tyčinky tvoriace spóry;
b) gramnegatívne tyčinky tvoriace spóry;
c) gramnegatívne tyčinky netvoriace spóry;
d) grampozitívne tyčinky netvoriace spóry.
20. Keď sa vyskytla teplokrvnosť, rozhodujúcim sa stal morfologický znak:
a) vlasy a perie;
b) štvorkomorové srdce;
c) alveolárna štruktúra pľúc, zvýšenie intenzity výmeny plynov;
d) zvýšený obsah myoglobínu vo svaloch.