Materiały dydaktyczne do kursów wyrównawczych z przedmiotu biologia

Człowiek najlepsza inwestycja Materiały dydaktyczne do kursów wyrównawczych z przedmiotu biologia Autor: dr inż. Anna Kostka

Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

KOMÓRKA pobiera składniki odŝywcze oddycha metabolizuje przekształca energię moŝe się poruszać rozmnaŝa się umiera odrębny organizm zdolny do samodzielnego Ŝycia część składowa tkanek, narządów Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

KOMÓRKA prokari(y)otyczna (nie posiada jądra i organelli komórkowych otoczonych błonami cytoplazmatycznymi) eukari(y)otyczna ogromna róŝnorodność kształtów, wielkości, funkcji Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

ELEMENTY KOMÓRKI błony plazmatyczne (w tym błona komórkowa) cytoplazma ściana komórkowa (charakterystyczna tylko dla komórek roślin, grzybów i bakterii) jądro komórkowe (komórki prokariotyczne posiadają zamiast typowego jądra nukleoid, czyli materiał genetyczny zamknięty w pętlę zlokalizowany w specjalnym obszarze cytoplazmy zwanym genoforem) Aparat Golgiego, siateczka śródplazmatyczna (brak u prakariotów) mitochondria (prokarioty zamiast mitochondriów posiadają mezosomy) plastydy (charakterystyczne tylko dla komórek roślinnych, u prokariotów - tylakoidy) wodniczki (charakterystyczne głównie dla komórek roślinnych) rybosomy lizosomy mikrociała wici i rzęski (prokarioty posiadają je w znacznych ilościach, dla eukariotów są mniej charakterystyczne) szkielet komórkowy plazmidy (charakterystyczne tylko dla prokariotów) Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

ŚCIANA KOMÓRKOWA występuje u bakterii, grzybów i roślin u wszystkich ma odmienną budowę Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

ŚCIANA KOMÓRKOWA BAKTERIE bardzo sztywne i grube rusztowanie zewnętrzne komórek bakteryjnych zbudowana z peptydoglikanu (2 rodzaje cukrów + białka) moŝe występować dodatkowa otoczka lub warstwa śluzu Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

GRAM + GRAM -

ŚCIANA KOMÓRKOWA GRZYBY zbudowana z chityny chityna to polimer cukru - glukozaminy Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

ŚCIANA KOMÓRKOWA ROŚLINY zbudowana z wielu warstw włókien celulozowych celuloza to polimer cukru glukozy rosnąca komórka wytwarza cienką i elastyczną ścianę pierwotną dojrzałą komórkę otacza ściana wtórna Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

CYTOPLAZMA cytoplazma = cytozol = protoplazma konsystencja Ŝelu skład: białka i woda miejsce wielu reakcji chemicznych w komórce Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

MACIERZ ZEWNĄTRZKOMÓRKOWA białka: kolagenowe (włókienkowe glikoproteiny, nierozpuszczalne i bardzo wytrzymałe) i niekolagenowe glikoproteiny (np. elastyna, fibronektyna, laminina) Ŝel polisacharydowy: glikozaiminoglikany i proteoglikany rola: spajanie komórek ( klej ), wpływa na kształt, rozwój i funkcje komórek, uczestniczy w procesach róŝnicowania, proliferacji i morfogenezy Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

BŁONY CYTOPLAZMATYCZNE otaczają komórkę lub jej organelle kompartmentacja komórki podwójna błona białkowo-lipidowa: fosfolipidy + białka (integralne i peryferyjne) hydrofilowa głowa hydrofobowy ogon Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

POŁĄCZENIA MIĘDZY KOMÓRKAMI DESMOSOMY: zatrzaski międzykomórkowe STREFY ZAMYKAJĄCE: ścisłe połączenia międzykomórkowe na znacznych obszarach ZŁĄCZA SZCZELINOWE: spinają komórki podobnie jak desmosomy,stanowiąc jednocześnie kanał łączący 2 komórki (u zwierząt) PLASMODESMY: cienkie pasma cytoplazmy łączące 2 komórki roślinne przechodzące przez wąskie kanały w ścianach komórkowych Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

BŁONY CYTOPLAZMATYCZNE błona jest półprzepuszczalna: przepuszczalna dla prostych substancji (glukoza, niektóre jony, woda), dla innych nieprzepuszczalna OSMOZA Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

roztwór hi(y)potoniczny roztwór izotoniczny roztwór hi(y)pertoniczny Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

BŁONA KOMÓRKOWA cechy ASYMETRYCZNOŚĆ: nierównomierne rozmieszczenie lipidów, białek i sacharydów; (glikokaliks) DYNAMICZNOŚĆ: białka i lipidy są ruchliwe PŁYNNOŚĆ: odwrotność lepkości; decyduje o niej skład lipidów i zawartość cholesterolu Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

BŁONY PLAZMATYCZNE funkcja regulują przemieszczanie róŝnego rodzaju cząsteczek odbierają informacje o zmianach warunków środowiska zewnętrznego i na nie reagują są miejscem występowania wyspecjalizowanych struktur, które umoŝliwiają kontakt i komunikację z innymi komórkami słuŝą jako powierzchnia ułatwiająca przebieg wielu reakcji biochemicznych z ich udziałem zachodzi endocytoza oraz egzocytoza Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

BŁONY PLAZMATYCZNE transport przez błonę dyfuzja- swobodne przenikanie przez błonę zgodnie z gradientem stęŝeń (od stęŝenia większego do mniejszego) dyfuzja ułatwiona- zachodzi równieŝ zgodnie z gradientem stęŝeń, ale przy udziale białkowych przenośników ułatwiających transport transport aktywny- wbrew gradientowi stęŝeń z wykorzystaniem energii pochodzącej z rozpadu ATP endocytoza i egzocytoza transport pojedynczych substancji lub transport sprzęŝony (symport, antyport) Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

DYFUZJA TRANSPORT BIERNY BEZ UDZIAŁU NOŚNIKÓW Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

DYFUZJA UŁATWIONA TRANSPORT BIERNY Z UDZIAŁEM NOŚNIKÓW

TRANSPORT AKTYWNY WYMAGA DOSTARCZENIA ENERGII ATP (adenozynotrifosforan) ADP (adenozynodifosforan) + -PO 4 3- + energia

TRANSPORT SPRZĘśONY- SYMPORT

ENDOCYTOZA TRANSPORT DO WNĘTRZA Z UDZIAŁEM RECEPTORÓW

EGZOCYTOZA TRANSPORT NA ZEWNĄTRZ Z UDZIAŁEM RECEPTORÓW Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

SZKIELET KOMÓRKOWY szkielet komórkowy cytoszkielet zbudowany z 3 typów włókien: mikrotubul, mikrofilamentów oraz filamentów pośrednich mikrotubule: puste cylindry zbudowane z tubuliny (białko globularne, α i β), d=25 nm, biorą udział w podziale komórki, w jej poruszaniu się, przemieszczaniu organelli, są zaczepione w centrosomie mikrofilamenty: cieńsze, zbudowane z aktyny (białko globularne), d=7 nm, tworzą mikrokosmki, powodują rozdzielenie dzielącej się komórki na 2 potomne filamenty pośrednie: zbudowane z róŝnych typów białek fibrylarnych, d=8-10 nm, utrzymują trwały kształt komórki centriole: tworzą centrosom, 2 prostopadłe do siebie puste cylindry o budowie (9*3), znajdujące się w okolicach centrum komórki zwierzęcej; rola w przebudowie cytoszkieletu i podziałach komórki Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

WICI I RZĘSKI identyczna budowa wici: długie w porównaniu z wielkością komórki; jedna lub kilka rzęski: krótkie, w duŝych ilościach bardzo powszechne u organizmów jednokomórkowych, rzadsze u zwierząt Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

WICI I RZĘSKI budowa zbudowane z mikrotubul RDZEŃ (9+2) CIAŁKO PODSTAWOWE (9*3) Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

siateczka śródplazmatyczna retikulum endoplazmatyczne ER labirynt błon plazmatycznych rozciągniętych w całej cytoplazmie (najwięcej wokół jądra komórkowego) wnętrze to światło ER SIATECZKA ŚRÓDPLAZMATYCZNA błony i światło bogate są w enzymy uczestniczące w przeróbce białek Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

SIATECZKA ŚRÓDPLAZMATYCZNA dzielimy je na: szorstkie (granularne, ERg) oraz gładkie (agranularne, ERa) ERg posiada rybosomy (synteza białek) ERa nie posiada rybosomów ERa- metabolizm fosfolipidów, sterydów i kwasów tłuszczowych, detoksykacja Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

APARAT GOLGIEGO postać stosu spłaszczonych woreczków (woreczki nie są ze sobą bezpośrednio połączone) wnętrze kaŝdego woreczka to światło dalsza obróbka (zwykle dołączenie fragmentu cukrowego) i sortowanie białek transport przetworzonych białek do miejsc docelowych (w pęcherzykach) Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

JĄDRO KOMÓRKOWE charakterystyczne dla eukariotów zwykle jedno otoczone podwójną błoną cytoplazmatyczną, w której znajdują się pory jądrowe wypełnione nukleoplazmą od strony wewnętrznej błonę jądrową wzmacniają białkowe laminy zawiera DNA w postaci chromatyny lub chromosomów zawiera jąderka miejsce tworzenia rrna Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

błona jądrowa jąderko DNA (chromatyna)

CHROMOSOMY chromatydy centromer - miejsce złączenia dwóch chromatyd Ze względu na połoŝenie centromeru wyróŝnia się chromosomy: metacentryczne submetacentryczne akrocentryczne telocentryczne Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

UORGANIZOWANIE WŁÓKNA CHROMATYNOWEGO 1) HELIKS DNA (skracanie 2x długości DNA) 2) WŁÓKNO NUKLEOSOMOWE ELEMENTARNE LUB NUKLEOFILAMENT (skrócenie 7x) 3) WŁÓKNO SOLENOIDOWE (spręŝynka, rurka) 4) CHROMATYNA INTERFAZOWA 5) CHROMOSON METAFAZOWY (10 000-krotne skrócenie DNA) Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

CHROMOSOM

MITOCHONDRIA w nich zachodzi oddychanie komórkowe i produkcja ATP liczne w komórkach energochłonnych otoczone podwójną błoną: zewnętrzną i wewnętrzną (pofałdowana grzebienie mitochondrialne) zewnętrzna dość przepuszczalna wewnętrzna bardziej selektywna przestrzeń międzybłonowa, matrix mitochondrialna DNA, rybosomy częściowa autonomia Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

CHLOROPLASTY PROPLASTYDY PLASTYDY chromoplasty chloroplasty leukoplasty Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

CHLOROPLASTY zachodzi w nich fotosynteza (chlorofil a, chlorofil b, karotenoidy) otoczone podwójną błoną cytoplazmatyczną tylakoidy grana przestrzeń międzybłonowa, stroma chloroplastu, przestrzeń tylakoidu DNA, rybosomy częściowa autonomia Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

CHLOROPLASTY fotosynteza MITOCHONDRIA oddychanie komórkowe energia świetlna + CO 2 glukoza + O 2 fosforylacja oksydacyjna Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

WODNICZKI wodniczki wakuole obecne w komórkach pierwotniaków, grzybów i roślin a nawet zwierząt zawierają wodę, zapasowe substancje odŝywcze, sole mineralne, barwniki i produkty odpadowe zapewniają turgor Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

RYBOSOMY słuŝą do syntezy białek występują luźno w cytoplazmie lub związane z ERg; takŝe wewnątrz mitochondriów i chloroplastów prokarioty: 70S, eukarioty: 80S zbudowane z 2 podjednostek białkowych: mniejszej i większej oraz rrna Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

LIZOSOMY woreczki wypełnione enzymami trawiennymi (40) obecne w komórkach zwierzęcych ph=5 trawienie białek, tłuszczy, cukrów, kwasów nukleinowych, zuŝytych organelli, obumarłej komórki resorpcja ogona kijanki Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

MIKROCIAŁA zawierają róŝne enzymy peroksysomy (rośliny, zwierzęta) rozkład H 2 O 2, etanolu glioksysomy (rośliny) przekształcanie tłuszczów w cukry w nasionach Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

PLAZMIDY występują u bakterii (prokariota) małe, koliste cząsteczki DNA, występujące w cytoplazmie bakterie mogą się nimi wymieniać zwykle zawierają geny oporności na antybiotyki Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

PROCARIOTAE błona komórkowa cytoplazma nukleoid (w obszarze cytoplazmy genoforze) - mezosomy rybosomy (70S) - - wici i rzęski szkielet komórkowy - EUCARIOTAE błona komórkowa cytoplazma jądro komórkowe (podwójna błona) Aparat Golgiego, siateczka śródplazmatyczna mitochondria (podwójna błona) rybosomy (80 S) lizosomy (pojedyncza błona) mikrociała (pojedyncza błona) wici i rzęski szkielet komórkowy wodniczki (pojedyncza błona) Grzyby Rośliny Zwierzęta ściana komórkowa ściana komórkowa ściana komórkowa - tylakoidy - chloroplasty (podwójna błona) -

PROCARYOTAE

EUCARYOTAE komórka roślinna

EUCARYOTAE komórka zwierzęca

TEORIA ENDOSYMBIOZY Dotyczy przede wszystkim mitochondriów i chloroplastów, a moŝe nawet jądra, wici i rzęsek oraz centrioli. 1. Endosymbionty były wchłaniane przez komórkę gospodarza lecz nie były trawione. 2. śyły i rozmnaŝały się wraz z komórką gospodarza. 3. Utraciły zdolność samodzielnego Ŝycia specjalizując się w jednej, konkretnej funkcji (oddychaniu, przeprowadzaniu fotosyntezy). Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.

TEORIA ENDOSYMBIOZY DOWODY 1. Mitochondria i chloroplasty posiadają pewna ilość własnego DNA w postaci kolistej (jak Procariotae). 2. Posiadają własne rybosomy podobne do rybosomów Procariotae (70S). 3. MoŜna je zatruć antybiotykiem działającym na bakterie a zupełnie nieszkodliwym dla Eucariotae. 4. Otacza je podwójna błona: wewnętrzna-błona własna endosymbionta i zewnętrzna-błona rozwinięta na skutek wpuklenia błony gospodarza w czasie wchodzenia do komórki gospodarza Projekt POKL Poddziałanie 4.1.2.