Ciało ludzkie, podobnie jak ciało wszystkich organizmów wielokomórkowych, składa się z komórek. W organizmie człowieka znajduje się wiele miliardów komórek – jest to jego główny element strukturalny i funkcjonalny.
Kości, mięśnie, skóra – wszystkie zbudowane są z komórek. Komórki aktywnie reagują na podrażnienia, uczestniczą w metabolizmie, rosną, rozmnażają się, mają zdolność regeneracji i przekazywania informacji dziedzicznej.
Komórki naszego ciała są bardzo zróżnicowane. Mogą być płaskie, okrągłe, wrzecionowate lub mieć gałęzie. Kształt zależy od położenia komórek w ciele i pełnionych funkcji. Rozmiary komórek są również różne: od kilku mikrometrów (małe leukocyty) do 200 mikrometrów (komórka jajowa). Co więcej, pomimo takiej różnorodności, większość komórek ma jeden plan strukturalny: składają się z jądra i cytoplazmy, które są zewnętrznie pokryte błoną komórkową (skorupą).
Każda komórka z wyjątkiem czerwonych krwinek ma jądro. Przenosi informacje dziedziczne i reguluje tworzenie białek. Dziedziczna informacja o wszystkich cechach organizmu jest przechowywana w cząsteczkach kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA).
DNA jest głównym składnikiem chromosomów. U ludzi w każdej komórce niereprodukcyjnej (somatycznej) znajduje się 46 chromosomów, a w komórce zarodkowej 23 chromosomy. Chromosomy są wyraźnie widoczne tylko podczas podziału komórki. Kiedy komórka się dzieli, informacja dziedziczna jest przekazywana w równych ilościach komórkom potomnym.
Na zewnątrz jądro otoczone jest otoczką jądrową, a wewnątrz niego znajduje się jedno lub więcej jąderek, w których powstają rybosomy - organelle zapewniające montaż białek komórkowych.
Jądro jest zanurzone w cytoplazmie, składającej się z hialoplazmy (od greckiego „hyalinos” - przezroczyste) oraz zawartych w niej organelli i wtrętów. Hialoplazma tworzy wewnętrzne środowisko komórki, łączy ze sobą wszystkie części komórki i zapewnia ich interakcję.
Organelle komórkowe to trwałe struktury komórkowe, które pełnią określone funkcje. Poznajmy niektóre z nich.
Siateczka endoplazmatyczna przypomina złożony labirynt utworzony przez wiele maleńkich kanalików, pęcherzyków i worków (cystern). W niektórych obszarach na jego błonach znajdują się rybosomy, taka sieć nazywa się ziarnista (granulowana). Siateczka śródplazmatyczna bierze udział w transporcie substancji w komórce. Białka powstają w ziarnistej siateczce śródplazmatycznej, a skrobia zwierzęca (glikogen) i tłuszcze powstają w gładkiej siateczce śródplazmatycznej (bez rybosomów).
Kompleks Golgiego to układ płaskich worków (cysternae) i licznych pęcherzyków. Bierze udział w gromadzeniu i transporcie substancji powstających w innych organellach. Syntezowane są tu także węglowodany złożone.
Mitochondria to organelle, których główną funkcją jest utlenianie związki organiczne towarzyszy uwolnienie energii. Energia ta jest wykorzystywana do syntezy cząsteczek kwasu adenozynotrójfosforowego (ATP), który pełni rolę swoistej uniwersalnej baterii komórkowej. Energia zawarta w LTF jest następnie wykorzystywana przez komórki do różnych procesów życiowych: wytwarzania ciepła, przekazywania impulsów nerwowych, skurczów mięśni i wielu innych.
Lizosomy, małe kuliste struktury, zawierają substancje, które niszczą niepotrzebne, przestarzałe lub uszkodzone części komórki, a także biorą udział w trawieniu wewnątrzkomórkowym.
Na zewnątrz komórka pokryta jest cienką (około 0,002 µm) błoną komórkową, która oddziela zawartość komórki od środowisko. Główną funkcją błony jest ochrona, ale dostrzega ona także wpływy środowiska zewnętrznego komórki. Błona nie jest stała, jest półprzepuszczalna, niektóre substancje przechodzą przez nią swobodnie, czyli pełnią także funkcję transportową. Komunikacja z sąsiednimi komórkami odbywa się również przez membranę.
Widzisz, że funkcje organelli są złożone i różnorodne. Odgrywają dla komórki tę samą rolę, co narządy dla całego organizmu.
Długość życia komórek w naszym organizmie jest różna. Tak więc niektóre komórki skóry żyją 7 dni, czerwone krwinki - do 4 miesięcy, ale komórki kości - od 10 do 30 lat.
Komórka jest jednostką strukturalną i funkcjonalną organizmu człowieka, organelle są trwałymi strukturami komórkowymi pełniącymi określone funkcje.
Struktura komórkowa
Czy wiesz, że taka mikroskopijna komórka zawiera kilka tysięcy substancji, które na dodatek biorą także udział w różnorodnych procesach chemicznych.
Jeśli weźmiemy wszystkie 109 pierwiastków znajdujących się w układzie okresowym Mendelejewa, większość z nich znajduje się w komórkach.
Istotne właściwości komórek:
Metabolizm - Drażliwość - Ruch
Cytologia to nauka zajmująca się badaniem struktury i funkcji komórek. Komórka jest podstawową jednostką strukturalną i funkcjonalną organizmów żywych. Komórki organizmów jednokomórkowych mają wszystkie właściwości i funkcje żywych systemów.
Komórki organizmów wielokomórkowych różnią się budową i funkcją. Przykłady: ameba, orzęski, euglena, plazmodia malarii- są to niezależne organizmy, które mają wszystkie powyższe właściwości życia
Skład chemiczny komórki
SUBSTANCJE NIEORGANICZNE KOMÓREK
Skład atomowy: komórka zawiera około 70 pierwiastków układ okresowy Elementy Mendelejewa. 24 z nich są obecne we wszystkich typach komórek. Elementy takie jak O, C, >ї, H, β, P nazywane są organogenami, ponieważ są częścią wszelkich organizmów. Skład pierwiastkowy komórki dzieli się na trzy główne grupy:
makroelementy: O, C, K, N, v, K, Ca, Sh, R; mikroelementy: Ee, C1, vts A1, Mn; ultramikroelementy
ty: gp, Si, Vg, E, I.
Skład molekularny: komórka zawiera cząsteczki związków nieorganicznych i organicznych.
Woda jest jedną z substancji nieorganicznych występujących w komórkach. Cząsteczka wody ma nieliniową strukturę przestrzenną i polarność. Pomiędzy poszczególnymi cząsteczkami wody powstają wiązania wodorowe, które determinują właściwości fizyczne i Właściwości chemiczne woda.
To właśnie obecność wiązań wodorowych zapewnia procesy termoregulacji w organizmach, transport roztworów wzdłuż łodyg roślin oraz budowę wielu związków organicznych.
Właściwości fizyczne wody
i Wysoka przewodność cieplna wody zapewnia równomierny rozkład ciepło w całej objętości płynu znajdującego się w komórkach, co chroni organizm przed przegrzaniem.
▪ Wysoka pojemność cieplna właściwa. Zerwanie wiązań wodorowych spajających cząsteczki wody wymaga absorpcji dużej ilości energii. Ta właściwość wody zapewnia utrzymanie równowagi cieplnej w organizmie.
▪ Wysokie ciepło parowania. Aby odparować wodę, potrzeba sporo energii. Temperatura wrzenia wody jest wyższa niż wielu innych substancji. Ta właściwość wody chroni organizm przed przegrzaniem.
▪ Cząsteczki wody są w ciągłym ruchu, zderzając się ze sobą w fazie ciekłej.
▪ Woda może występować w trzech stanach skupienia – ciekłym, stałym i gazowym.
▪ Spójność i napięcie powierzchniowe. Wiązania wodorowe decydują o lepkości wody i adhezji jej cząsteczek do cząsteczek innych substancji (kohezja). Dzięki siłom adhezji cząsteczek na powierzchni wody tworzy się film, który ma taką charakterystykę, jak napięcie powierzchniowe.
i Gęstość. Po ochłodzeniu ruch cząsteczek wody zwalnia. Liczba wiązań wodorowych między cząsteczkami staje się maksymalna. Woda osiąga największą gęstość w temperaturze 4°C. Kiedy woda zamarza, rozszerza się (potrzebując miejsca na utworzenie się wiązań wodorowych), a jej gęstość maleje. Dlatego lód pływa.
▪ Zdolność do tworzenia struktur koloidalnych. Cząsteczki wody tworzą otoczkę wokół nierozpuszczalnych cząsteczek niektórych substancji, zapobiegając tworzeniu się dużych cząstek. Ten stan tych cząsteczek nazywa się rozproszonymi (rozproszonymi). Najmniejsze cząsteczki substancji otoczone cząsteczkami wody tworzą roztwory koloidalne (cytoplazma, płyny międzykomórkowe).
Funkcje biologiczne wody
Funkcja transportowa
Woda zapewnia przepływ substancji w komórce i organizmie, wchłanianie substancji i usuwanie produktów przemiany materii. W naturze woda przenosi produkty przemiany materii do gleby i zbiorników wodnych.
Funkcja metaboliczna
▪ Woda jest środowiskiem wszystkich reakcji biochemicznych.
▪ Woda jest donorem elektronów podczas fotosyntezy.
▪ Woda jest niezbędna do hydrolizy makrocząsteczek do ich monomerów.
Woda bierze udział w tworzeniu płynów smarujących oraz śluzu, wydzielin i soków w organizmie.
W zmniejszeniu tarcia pomagają następujące płyny ustrojowe: maziowy (występujący w stawach kręgowców), opłucnowy (w jamie opłucnej), osierdziowy (w worku osierdziowym).
Śluz ułatwia przepływ substancji przez jelita i tworzy wilgotne środowisko na błonach śluzowych drogi oddechowe itd.
Wydzieliny to ślina, łzy, żółć, plemniki itp. Jony nieorganiczne
Do nieorganicznych jonów komórki zaliczamy: kationy K+, Ka+, Ca 2+, M£ 2+, N1^ i aniony SG,
N0", n 2 ro;, nso;, nro 2"
Różnica pomiędzy liczbą kationów i anionów na powierzchni i wewnątrz komórki zapewnia wystąpienie potencjału czynnościowego, który leży u podstaw pobudzenia nerwów i mięśni
Aniony kwasu fosforowego tworzą fosforany System buforowy, utrzymując pH środowiska wewnątrzkomórkowego organizmu na poziomie 6-9.
Kwas węglowy i jego aniony tworzą wodorowęglanowy układ buforowy i utrzymują pH środowiska zewnątrzkomórkowego (osocza krwi) na poziomie 7-4.
Związki azotu służą jako źródło pożywienia mineralnego, syntezy białek i kwasów nukleinowych. Atomy fosforu są częścią kwasów nukleinowych, fosfolipidów, a także kości kręgowców i chitynowej osłony stawonogów. Jony wapnia - wchodzą w skład substancji kości; są również niezbędne do skurczu mięśni i krzepnięcia krwi.
PRZYKŁADOWE ZADANIA nr 3
1. Nazwij makro- i mikroelementy komórki.
2. Co właściwości fizyczne woda decyduje o jej znaczeniu biologicznym?
3. Jaka jest różnica pomiędzy rozpuszczalnikami polarnymi i niepolarnymi?
4. Jaka jest rola kationów i anionów soli w organizmie? Co to jest system buforowy?
5. Która z właściwości wody wynika z jej polarności?
a) przewodność cieplna; b) pojemność cieplna; c) zdolność rozpuszczania związków niepolarnych; d) zdolność do rozpuszczania związków polarnych.
6. Dzieci rozwijają krzywicę przy niedoborze:
a) mangan i żelazo; b) wapń i fosfor; c) miedź i cynk; d) siarka i azot.
7. Wyjaśniono przekazywanie wzbudzenia wzdłuż nerwu:
a) różnica w stężeniu jonów sodu i potasu wewnątrz i na zewnątrz komórki; b) zerwanie wiązań wodorowych pomiędzy cząsteczkami wody; c) polarność wody d) różnica w stężeniu wapnia i fosforu wewnątrz komórki.
SUBSTANCJE ORGANICZNE KOMÓREK
Węglowodany, lipidy
Ogólny wzór węglowodanów to C p (H 2 0) p.
Węglowodany rozpuszczalne w wodzie
Węglowodany rozpuszczalne w wodzie pełnią w organizmie następujące funkcje: transportową, ochronną, sygnalizacyjną, energetyczną.
Monosacharydy. Glukoza jest głównym źródłem energii potrzebnej do oddychania komórkowego. Fruktoza jest składnikiem nektarów kwiatowych i soków owocowych. Ryboza i deoksyryboza są elementami strukturalnymi nukleotydów, które są monomerami RNA i DNA.
Disacharydy. Sacharoza (glukoza + fruktoza) jest głównym produktem fotosyntezy transportowanym przez rośliny. Laktoza (glukoza + galaktoza) jest składnikiem mleka ssaków. Maltoza (glukoza + glukoza) jest źródłem energii w kiełkujących nasionach.
Węglowodany nierozpuszczalne w wodzie
Węglowodany polimerowe, skrobia, glikogen, celuloza, chityna są nierozpuszczalne w wodzie.
Funkcje węglowodanów polimerowych: strukturalne, magazynujące, energetyczne, ochronne.
Skrobia - składa się z rozgałęzionych spiralnych cząsteczek, które tworzą substancje magazynujące w tkankach roślinnych.
Celuloza to polimer utworzony z reszt glukozy składających się z kilku prostych równoległych łańcuchów połączonych wiązaniami wodorowymi. Taka struktura zapobiega wnikaniu wody i zapewnia stabilność błon celulozowych komórek roślinnych.
Chityna jest głównym elementem strukturalnym powłok stawonogów i ścian komórkowych grzybów.
Glikogen jest substancją magazynującą komórka zwierzęca.
Lipidy są estrami Kwasy tłuszczowe i gliceryna. Nierozpuszczalny w wodzie, ale rozpuszczalny w rozpuszczalnikach niepolarnych. Obecny we wszystkich komórkach. Lipidy składają się z atomów wodoru, tlenu i węgla.
Rodzaje lipidów: tłuszcze, woski, fosfolipidy, sterole (steroidy).
Funkcje lipidów
Magazynowanie – tłuszcze magazynowane są w tkankach kręgowców.
Energia - połowa energii zużywanej przez komórki kręgowców w spoczynku powstaje w wyniku utleniania tłuszczów. Tłuszcze są również wykorzystywane jako źródło wody.
Ochronna – podskórna warstwa tłuszczu chroni organizm przed uszkodzeniami mechanicznymi
Strukturalny - fosfolipidy są częścią błon komórkowych.
Izolacja termiczna – tłuszcz podskórny pomaga zatrzymać ciepło.
Izolacja elektryczna – mielina wydzielana przez komórki Schwanna izoluje część neuronów, co znacznie przyspiesza przekazywanie impulsów nerwowych.
Pożywne - kwasy żółciowe i witamina B powstają ze steroidów.
Natłuszczanie – woski pokrywają skórę, sierść, pióra i chronią je przed wodą.
Liście wielu roślin pokryte są woskową powłoką, wosk służy do budowy plastrów miodu.
Hormonalne – hormony nadnerczy – kortyzon i hormony płciowe mają charakter lipidowy. Ich cząsteczki nie zawierają kwasów tłuszczowych.
PRZYKŁADOWE ZADANIA nr 4
1. Które z poniższych związki chemiczne nie jest biopolimerem?
a) białko; b) glukoza; c) kwas dezoksyrybonukleinowy; d) celuloza.
2. Węglowodany podczas fotosyntezy syntetyzowane są z:
a) 0 2 i H 2 0; b) C02 i H2; c) C02 i H20; d) C0 2 i H 2 C0 3.
3. W komórkach zwierzęcych węglowodanem magazynującym jest:
a) celuloza; b) skrobia; c) mureina; d) glikogen.
4. Który z poniższych związków ma charakter lipidowy?
a) hemoglobina; b) insulina; c) testosteron; d) penicylina.
5. Wymień funkcje lipidów w organizmie.
6. W jakich narządach roślin i zwierząt gromadzą się tłuszcze?
Białka są biologicznymi heteropolimerami, których monomerami są aminokwasy. Polimery zbudowane z aminokwasów nazywane są polipeptydami. Białka są syntetyzowane w organizmach żywych i pełnią w nich pewne przydatne funkcje.
Ryż. Struktura białka:
1 - struktura pierwotna, 2 - struktura wtórna, 3 - struktura trzeciorzędowa, 4 - struktura czwartorzędowa
Wszystkie białka są polipeptydami, ale nie wszystkie polipeptydy są białkami. Białka mogą zawierać 20 różnych aminokwasów. Naprzemienność różnych aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym pozwala uzyskać wielka ilość różne białka.
Sekwencja aminokwasów w cząsteczce białka tworzy jego pierwotną strukturę (ryc. 1). Ona, w niej
z kolei zależy od sekwencji nukleotydów w odcinku cząsteczki DNA (genu) kodującego dane białko.
W strukturze drugorzędowej cząsteczka białka ma kształt spirali (ryc. 2). Pomiędzy grupami CO i IN reszt aminokwasowych sąsiednich zwojów helisy powstają wiązania wodorowe, które utrzymują łańcuch razem. Cząsteczka białka, która ma złożoną konfigurację w postaci globuli, nabiera struktury trzeciorzędowej (ryc. 3). Wytrzymałość tej struktury zapewniają wiązania hydrofobowe, wodorowe, jonowe i dwusiarczkowe.
Niektóre białka mają strukturę czwartorzędową, utworzoną przez kilka łańcuchów polipeptydowych - struktury trzeciorzędowe (ryc. 4). Strukturę czwartorzędową utrzymują także słabe wiązania niekowalencyjne – jonowe, wodorowe, hydrofobowe. Jednak siła tych wiązań jest niska, a konstrukcję można łatwo uszkodzić. Rozerwanie (denaturacja) struktur czwartorzędowych, trzeciorzędowych i wtórnych jest odwracalne. Zniszczenie pierwotnej struktury jest nieodwracalne.
Funkcje białek
i katalityczny (enzymatyczny) - białka przyspieszają rozkład składniki odżywcze w przewodzie pokarmowym, wiązanie węgla podczas fotosyntezy, biorą udział w reakcjach synteza matrycy. Enzymy to specyficzne białka posiadające centrum aktywne – część cząsteczki odpowiadająca w konfiguracji geometrycznej cząsteczkom substratu. Każdy enzym przyspiesza jedną i tylko jedną reakcję (zarówno do przodu, jak i do tyłu). Szybkość reakcji enzymatycznych zależy od temperatury ośrodka, jego pH, a także od stężenia reagujących substancji i stężenia enzymu.
Enzym Enzym
Aktywny
 |
Produkty podłoża
▪ Transport – białka zapewniają aktywny transport jonów przez błony komórkowe, transport tlenu i dwutlenku węgla (hemoglobina), transport kwasów tłuszczowych (albumina surowicy).
▪ Ochronne – zapewniają przeciwciała ochrona immunologiczna ciało; fibrynogen i fibryna chronią organizm przed utratą krwi.
▪ Strukturalne – białka wchodzą w skład błon komórkowych; białko keratyna tworzy włosy i paznokcie; białka kolagen i elastyna - chrząstka i ścięgna.
▪ Skurczowy – zapewniany przez białka kurczliwe – aktynę i miozynę.
■ Sygnał - cząsteczki białka mogą odbierać sygnały i służyć jako ich nośniki w organizmie (hormony). Należy pamiętać, że nie wszystkie hormony są białkami.
PRZYKŁADOWE ZADANIA nr 5
1. Zdefiniuj pojęcie „białko”.
2. Wymień główne funkcje białek i wyjaśnij, w jaki sposób budowa białka determinuje pełnienie tych funkcji.
3. Podaj przykłady różnych białek.
4. Jak powstaje wiązanie peptydowe?
5. Wyjaśnij cechy organizacji strukturalnej cząsteczki białka.
6. Co to jest denaturacja?
Kwasy nukleinowe. Reakcje syntezy szablonów
Struktura cząsteczki DNA została ustalona w 1953 roku przez Amerykanina Jamesa Watsona i Anglika Francisa Cricka.
DNA jest liniowym polimerem w postaci podwójnej helisy utworzonej przez parę przeciwrównoległych, komplementarnych łańcuchów. Monomerami DNA są nukleotydy.
Każdy nukleotyd DNA składa się z zasady azotowej purynowej (A - adenina lub G - guanina) lub pirymidynowej (T - tymina lub C - cytozyna), pięciowęglowego cukru - dezoksyrybozy i grupy fosforanowej.
Cząsteczka DNA ma następujące parametry: szerokość helisy wynosi około 2 nm, skok, czyli całkowity obrót helisy, wynosi 3,4 nm. Jeden stopień zawiera 10 komplementarnych par zasad. Nukleotydy w cząsteczce DNA są zwrócone ku sobie z zasadami azotowymi i łączą się w pary zgodnie z zasadami komplementarności: tymina znajduje się naprzeciw adeniny, a cytozyna naprzeciw guaniny. Para A - T jest połączona dwoma wiązaniami wodorowymi, a para G - C jest połączona trzema.
Szkielet łańcuchów DNA jest utworzony przez reszty fosforanu cukru.
Replikacja DNA to proces samoduplikacji cząsteczki DNA, przeprowadzany pod kontrolą enzymów.
Na każdym z łańcuchów powstałych po zerwaniu wiązań wodorowych syntetyzowany jest łańcuch potomny DNA przy udziale enzymu polimerazy DNA. Materiałem do syntezy są wolne nukleotydy obecne w cytoplazmie komórek.
Synteza cząsteczek potomnych na sąsiednich łańcuchach zachodzi z różną szybkością. Na jednym łańcuchu nowa cząsteczka składa się w sposób ciągły, na drugim - z pewnym opóźnieniem i fragmentami. Po zakończeniu procesu fragmenty nowych cząsteczek DNA są łączone ze sobą za pomocą enzymu ligazy DNA. Zatem z jednej cząsteczki DNA powstają dwie cząsteczki DNA, które są dokładnymi kopiami siebie nawzajem i cząsteczki macierzystej. Ta metoda replikacji nazywa się półkonserwatywna.
Biologiczne znaczenie replikacji polega na dokładnym przekazaniu informacji dziedzicznej z cząsteczki macierzystej do cząsteczki potomnej, co następuje podczas podziału komórek somatycznych.
RNA jest polimerem liniowym, zwykle składającym się z pojedynczego łańcucha nukleotydów. W RNA nukleotyd tyminy zastępuje się uracylem (U). Każdy nukleotyd RNA zawiera pięciowęglowy cukier – rybozę, jedną z czterech zasad azotowych i resztę kwasu fosforowego.
Matryca, czyli informacja, RNA. Syntetyzowany w jądrze przy udziale enzymu polimerazy RNA. Komplementarny do regionu DNA, w którym zachodzi synteza. Stanowi 5% RNA komórki. Rybosomalny RNA jest syntetyzowany w jąderku i jest częścią rybosomów. Stanowi 85% RNA komórki. Transport
RNA (ponad 40 typów). Transportuje aminokwasy do miejsca syntezy białek. Ma kształt liścia koniczyny i składa się z 70-90 nukleotydów.
Reakcje syntezy szablonów
Reakcje syntezy matrycy obejmują replikację DNA, syntezę RNA z DNA (transkrypcja) i syntezę białek z mRNA (translacja), a także syntezę RNA lub DNA z wirusów RNA.
Cząsteczka mRNA przedostaje się do cytoplazmy na rybosomy, gdzie syntetyzowane są łańcuchy polipeptydowe. Proces tłumaczenia informacji zawartej w sekwencji nukleotydowej mRNA na sekwencję aminokwasów polipeptydu nazywany jest translacją.
Określony aminokwas jest dostarczany do rybosomów przez pewien rodzaj tRNA z cytoplazmy. tRNA (antykodon) znajduje triplet komplementarny do mRNA (kodon) i rozszczepia dostarczony aminokwas na łańcuch białkowy. Proces biosyntezy białek zostanie omówiony bardziej szczegółowo poniżej.
PRZYKŁADOWE ZADANIA Mb
1. Opowiedz nam o budowie kwasów nukleinowych, porównując ich skład i funkcje pełnione w organizmie.
2. Jaka jest kolejność reakcji syntezy matrixu?
3. Trwa transmisja
a) przenoszenie informacji z DNA do RNA; b) replikacja DNA; c) translacja informacji RNA na sekwencję aminokwasów w białku; d) Naprawa DNA.
4. W jakim przypadku prawidłowo wskazany jest skład nukleotydu DNA?
a) ryboza, reszta kwasu fosforowego, tymina;
b) kwas fosforowy, uracyl, deoksyryboza; c) reszta kwasu fosforowego, dezoksyryboza, adenina;
d) reszta kwasu fosforowego, ryboza, guanina.
Struktura organizmów żywych od dawna interesuje naukowców, ale wielu nie można zobaczyć gołym okiem. Dlatego biolodzy mogli szczegółowo badać budowę organizmów żywych dopiero po wynalezieniu urządzeń powiększających.
Historia badań struktury komórkowej organizmów
Kilka drobnych funkcji struktura zewnętrzna rośliny i zwierzęta można oglądać za pomocą ręcznego szkła powiększającego. Jednak przestudiuj szczegółowo Struktura wewnętrzna organizmy żywe jest możliwe tylko przy pomocy mikroskopu (gr. mikro – mały i zakresowy – rozważający).
Pierwszy mikroskop powstał pod koniec XVI wieku. A w 1665 roku angielski przyrodnik Robert Hooke użył bardziej zaawansowanego mikroskopu. Przy jego pomocy zbadał cienki fragment czopka roślinnego. Naukowiec odkrył, że korek składa się z maleńkich komórek, które ściśle do siebie przylegają. Nazwał je cellula po łacinie – komórka. Były to pierwsze komórki, które zobaczył człowiek. W ten sposób nowa koncepcja komórki weszła do nauki.
Mikroskop pozwolił nie tylko dowiedzieć się więcej o roślinach i zwierzętach, ale także zobaczyć świat mikroskopijnych organizmów. Holenderski przyrodnik Antonie van Leeuwenhoek (1675) jako pierwszy zaobserwował stworzenia niewidoczne dla ludzkiego oka. Wynalazł mikroskop o powiększeniu 270x.
20 lat później teorię komórkową uzupełniono o ważne postanowienie: „każda komórka pochodzi z komórki”, czyli nowe komórki powstają w wyniku podziału komórki macierzystej.
Obecnie ustalono, że komórka jest najmniejszą jednostką strukturalną żywego organizmu. Komórka ma bardzo złożoną strukturę. Wszystkie jego części są ze sobą ściśle powiązane i harmonijnie współpracują. Dołączony organizm wielokomórkowy Komórki o podobnej strukturze łączą się, tworząc tkanki.
TEORIA
Budowa i funkcje organelli komórkowych
| Nazwa organoidu | Cechy konstrukcyjne, funkcje |
| 1. Zewnętrzna błona cytoplazmatyczna | Oddziela zawartość cytoplazmy od otoczenie zewnętrzne; przez pory jony i małe cząsteczki mogą przedostać się do komórki za pomocą enzymów; zapewnia komunikację między komórkami w tkankach; Oprócz komórki cytoplazmatycznej komórka roślinna ma grubą błonę składającą się z celulozy - ścianę komórkową, której nie mają komórki zwierzęce |
| 2. Cytoplazma | Płynne środowisko, w którym zawieszone są organelle i inkluzje, składa się z cieczy układ koloidalny, w którym obecne są cząsteczki różnych substancji |
| 3. Plastydy (leukoplasty, chromoplasty, chloroplasty) | Charakterystyczne tylko dla komórek roślinnych, organelle dwubłonowe. Zielone plastydy - chloroplasty zawierające chlorofil w specjalnych formacjach - tylakoidy (granas), w których zachodzi fotosynteza, są zdolne do samoodnawiania (posiadają własne DNA) |
| 4. Siateczka śródplazmatyczna | Znajdujące się wokół rdzenia, utworzone przez membrany, rozgałęzioną sieć wnęk i kanałów: gładkie EPS bierze udział w metabolizmie węgla i tłuszczów; szorstki zapewnia syntezę białek przy użyciu rybosomów |
| 5. Mitochondria | Struktura dwumembranowa, błona wewnętrzna posiada wypustki – cristae, na których znajduje się wiele enzymów, zapewniając tlenowy etap metabolizmu energetycznego(mają własne DNA) |
| 6. Wakuole | Organelle obowiązkowe komórka roślinna ; zawierają wiele substancji organicznych i soli mineralnych w postaci rozpuszczonej; występujący w komórkach zwierzęcych |
| 7. Rybosomy | Kuliste cząstki składające się z dwóch podjednostek są swobodnie umiejscowione w cytoplazmie lub przyczepione do błon EPS; przeprowadzić syntezę białek |
| 8. Cytoszkielet | Układ mikrotubul i wiązek włókien białkowych ściśle związanych z błoną zewnętrzną i otoczką jądrową |
| 9. Wici i rzęski | Organelle ruchu mają plan ogólny Budynki. Ruch wici i rzęsek jest spowodowany przesuwaniem się mikrotubul każdej pary względem siebie |
PYTANIA I ZADANIA
- Jaka jest funkcja węglowodanów w komórce?
1) katalityczny 2) energetyczny 3) przechowywanie informacji dziedzicznej
4) udział w biosyntezie białek
- Jaką funkcję pełnią cząsteczki DNA w komórce?
1) konstrukcja 2) ochronna 3) nośnik informacji dziedzicznej
4) absorpcja energii światło słoneczne
- W procesie biosyntezy w komórce
1) utlenianie materia organiczna 2) dostarczanie tlenu i usuwanie dwutlenku węgla
3) tworzenie bardziej złożonych składniki organiczne 4) rozkład skrobi do glukozy
- Jeden z przepisów teoria komórki Chodzi o to
1) komórki organizmów mają identyczną strukturę i funkcję
2) organizmy roślinne składają się z komórek
3) organizmy zwierzęce składają się z komórek
4) wszystkie dolne i organizmy wyższe składają się z komórek
- Między koncepcją synteza rybosomów i białek istnieje pewne powiązanie. Ten sam związek istnieje pomiędzy pojęciami Błona komórkowa i jeden z poniższych. Znajdź tę koncepcję.
1) transport substancji 2) synteza ATP 3) podział komórek 4) synteza tłuszczu
- Środowisko wewnętrzne nazywają się komórki
1) jądro 2) wakuola 3) cytoplazma 4) siateczka endoplazmatyczna
- W jądrze komórkowym znajdują się
1) lizosomy 2) chromosomy 3) plastydy 4) mitochondria
- Jaką rolę pełni jądro w komórce?
1) zawiera zapasy składników odżywczych 2) komunikuje się między organellami
3) ułatwia wnikanie substancji do komórki 4) zapewnia podobieństwo komórki macierzystej do jej komórek potomnych
- Trawienie cząstek jedzenia i usuwanie martwych komórek następuje w organizmie za pomocą
1) aparat Golgiego 2) lizosomy 3) rybosomy 4) siateczka śródplazmatyczna
- Jaką funkcję pełnią rybosomy w komórce?
1) syntetyzować węglowodany 2) przeprowadzać syntezę białek
3) rozkładają białka na aminokwasy 4) biorą udział w akumulacji substancji nieorganicznych
- W mitochondriach, w przeciwieństwie do chloroplastów, jest
1) synteza węglowodanów 2) synteza enzymów 3) utlenianie minerałów
4) utlenianie substancji organicznych
- W komórkach nie ma mitochondriów
1) mech lniany kukułkowy 2) jaskółka miejska 3) papuga ryba 4) bakteria gronkowca
- Chloroplasty znajdują się w komórkach
1) hydra słodkowodna 2) grzybnia białego grzyba 3) drewno pnia olchy 4) liście buraka
- Komórki organizmów autotroficznych różnią się od komórek heterotrofów obecnością w nich
1) plastydy 2) błony 3) wakuole 4) chromosomy
- gęsta błona, cytoplazma, substancja jądrowa, rybosomy, błona plazmatyczna mieć komórki
1) glony 2) bakterie 3) grzyby 4) zwierzęta
- Siateczka śródplazmatyczna w komórce
1) transportuje substancje organiczne
2) ogranicza komórkę od otoczenia lub innych komórek
3) uczestniczy w tworzeniu energii
4) zachowuje dziedziczną informację o cechach i właściwościach komórki
- Fotosynteza nie zachodzi w komórkach grzybów, ponieważ brakuje im
1) chromosomy 2) rybosomy 3) mitochondria 4) plastydy
- Nie mają struktury komórkowej, są aktywne tylko w komórkach innych organizmów
1) bakterie 2) wirusy 3) glony 4) pierwotniaki
- W komórkach ludzkich i zwierzęcych wykorzystywane są jako źródło energii.
1) hormony i witaminy 2) woda i dwutlenek węgla
3) substancje nieorganiczne 4) białka, tłuszcze i węglowodany
- Który z ciągów pojęć odzwierciedla organizm jako pojedynczy system
1) Cząsteczki – komórki – tkanki – narządy – układy narządów – organizm
2) Układy narządów – narządy – tkanki – cząsteczki – komórki – organizm
3) Narząd – tkanka – organizm – komórka – cząsteczki – układy narządów
4) Cząsteczki – tkanki – komórki – narządy – układy narządów – organizm
Znany angielski przyrodnik i podróżnik Karola Robina Darwina w swojej książce „O powstawaniu gatunków” przekonująco udowodnił, że całe życie na Ziemi zmienia się, a nawet więcej proste kształtyżycie rodzi bardziej złożone. Najprostsze organizmy żywe, które pojawiły się 2-3 miliardy lat temu, łączy długi łańcuch przemian z wyższymi roślinami i zwierzętami żyjącymi obecnie na Ziemi. W długą drogę rozwój historyczny Nastąpiły liczne przekształcenia i komplikacje, wyłoniły się nowe, coraz bardziej zaawansowane formy.
Ale wszystkie żywe organizmy noszą ślad pochodzenia od najdalszego przodka. Ten ślad jest struktura komórkowa.
Pierwszy mikroskop Roberta Hooke’a
Badanie struktury komórkowej stało się możliwe dopiero później wynalazki mikroskopu w XVII w. Jednym z pierwszych wynalazców mikroskopu był angielski przyrodnik i wynalazca Robert hooke. Kiedy skonstruował oryginalny model mikroskopu, przed zdumionym spojrzeniem naukowca otworzył się nowy, niewidziany dotąd świat. Za pomocą mikroskopu Hooke zbadał wszystko, co wpadło mu w ręce.
Mikroskop Hooke’a był instrumentem bardzo niedoskonałym. Dało to zamazany, niewyraźny obraz. Przyrządy powiększające z XVIII wieku również były niedoskonałe. Dlatego aż do połowy XIX wieku struktura najmniejszych cząstek odkrytych przez Hooke'a pozostawała dla naukowców niejasna.
Struktura i życie komórki
Jeśli spojrzysz na dojrzały, soczysty miąższ arbuza, w momencie pęknięcia miąższu możesz zobaczyć maleńkie różowe ziarenka igrające w słońcu niczym krople rosy. Są to komórki miąższu arbuza. Zgromadziły tak dużo soku, że osiągnęły rozmiar, przy którym komórka staje się widoczna bez mikroskopu. Bliżej skorupy komórki stają się mniejsze. Pod mikroskopem w cienkim kawałku skorupy widoczne są prostokątne pudełka zwane komórkami. Ich ściany – błony komórkowe – składają się z bardzo mocnej substancji – błonnik. Pod ochroną skorupy znajdują się główne części komórki: substancja półpłynna - protoplazma i ciało kuliste - rdzeń. Komórka miąższu arbuza jest jednym z przykładów struktury komórki roślinnej. Wszystkie narządy roślin - korzenie, łodygi, liście, kwiaty, owoce - składają się z niezliczonych komórek.
Struktura komórki zwierzęcej różni się od komórki roślinnej jedynie brakiem oddzielnej błony komórkowej i soku komórkowego. Główne części - protoplazma i jądro - znajdują się zarówno w komórkach roślinnych, jak i zwierzęcych. Dzięki temu możemy rozmawiać struktura komórkowa zarówno rośliny, jak i zwierzęta.
Jak rozmnażają się komórki?
Zdolność komórek do reprodukcji ma Świetna cena dla ciała. Miliony komórek nieustannie umierają, kończąc swoje istotne zadanie. Czerwone krwinki żyją tylko około trzech tygodni. Komórki powłokowe naszego ciała istnieją nie dłużej niż miesiąc, a następnie zamieniają się w martwe napalone łuski. A jeśli zapasy tych komórek nie byłyby uzupełniane poprzez ciągłe rozmnażanie, ciału groziłaby bardzo szybka śmierć. Ale w głębokich warstwach tkanki łącznej skóry, rozmnażanie młodych pokrywają komórki . Czerwone krwinki powstają w wyniku proliferacji młodych komórek krwiotwórczych szpik kostny , gdzie następuje rozwój elementów krwi.
Następuje proliferacja komórek dzieląc na dwa. Ujawnia to niezwykłe zjawisko niezwykle dokładnej separacji Jądro komórkowe na dwie równe części. Komórki potomne są do siebie podobne i nie można ich odróżnić od komórki macierzystej. Kiedy komórka dowolnego typu rozmnaża się, tworzy tylko komórki podobne do siebie.
