Biologia
Przedmiotowy Konkurs Biologiczny (mazowieckie) - chemizm życia i drobnoustroje
Pierwiastki, witaminy, woda, cukry, tłuszcze i białka, budowa komórek oraz fotosynteza i oddychanie. Wirusy, bakterie, protisty i grzyby z chorobami, profilaktyką i antybiotykoopornością. Zestaw dla uczniów szkoły podstawowej przygotowujących się do konkursu biologicznego w województwie mazowieckim.
Podcast
Ładuję…
1.Hierarchiczna organizacja budowy organizmu i czynności życiowe
Komórka to podstawowa jednostka budowy i funkcjonowania organizmów; zwykle oglądamy ją pod mikroskopem optycznym, którego powiększenie to iloczyn powiększeń okularu i obiektywu. Komórki o podobnej budowie i funkcji tworzą tkankę, tkanki - narząd (np. serce, liść), współpracujące narządy - układ narządów (np. pokarmowy), a układy - organizm. Każdy organizm odżywia się, oddycha, wydala, porusza się, reaguje na bodźce, rośnie, rozwija się i rozmnaża. U jednokomórkowców (bakterie, pantofelek, drożdże) wszystkie te czynności wykonuje jedna komórka.
2.Próba badawcza i próba kontrolna (pozytywna i negatywna)
Doświadczenie zaczyna się od problemu badawczego i hipotezy. Zmienia się w nim tylko jeden czynnik, a pozostałe warunki są takie same. Próba badawcza - poddana działaniu badanego czynnika. Próba kontrolna służy do porównania wyników. Próba kontrolna pozytywna na pewno da wynik dodatni (np. czysta skrobia z płynem Lugola barwi się na granatowo) i potwierdza, że metoda działa. Próba kontrolna negatywna na pewno nie da efektu (np. woda destylowana z płynem Lugola) i pokazuje, że wynik nie powstaje bez badanej substancji.
3.Pierwiastki biogenne i makroelementy: fosfor, wapń, magnez, potas
Pierwiastki biogenne to węgiel, wodór, tlen, azot, fosfor i siarka - główne pierwiastki budujące związki organiczne organizmów. Należą do makroelementów, czyli pierwiastków występujących w organizmach w stosunkowo dużych ilościach. Fosfor - buduje kości i zęby, DNA i RNA oraz fosfolipidy błon. Wapń - buduje kości i zęby, jest potrzebny do skurczu mięśni i krzepnięcia krwi. Magnez - składnik chlorofilu; u człowieka potrzebny do pracy mięśni i nerwów. Potas - potrzebny do przewodzenia impulsów nerwowych i pracy serca, reguluje gospodarkę wodną komórek.
4.Mikroelementy: jod, żelazo, fluor
Mikroelementy są potrzebne w bardzo małych ilościach, ale ich brak powoduje choroby. Jod - składnik hormonów tarczycy (np. tyroksyny); niedobór powoduje wole, czyli powiększenie tarczycy, a u dzieci zaburzenia rozwoju; źródła: sól jodowana, ryby morskie. Żelazo - składnik hemoglobiny, która przenosi tlen; niedobór powoduje niedokrwistość (bladość, zmęczenie); źródła: mięso, wątroba, nasiona roślin strączkowych. Fluor - wzmacnia szkliwo zębów i chroni przed próchnicą; źródła: woda pitna, pasta do zębów z fluorem, herbata.
5.Woda i jej właściwości ważne dla organizmów
Cząsteczki wody są polarne i przyciągają się nawzajem (wiązania wodorowe). Dlatego woda: jest dobrym rozpuszczalnikiem - przenosi substancje we krwi i w roślinach i jest środowiskiem reakcji w komórce; ma duże ciepło właściwe - wolno się nagrzewa i stygnie, co stabilizuje temperaturę organizmów i zbiorników; przy parowaniu pochłania dużo ciepła - pot i transpiracja chłodzą; ma największą gęstość w 4 stopniach Celsjusza, a lód jest lżejszy od wody - pływa i izoluje, więc jeziora nie zamarzają do dna; ma duże napięcie powierzchniowe - nartnik chodzi po wodzie. Jest też substratem fotosyntezy.
6.Dyfuzja i osmoza
Dyfuzja - samorzutne przemieszczanie się cząsteczek z miejsca o większym stężeniu do miejsca o mniejszym, aż do wyrównania stężeń; tak tlen przechodzi z pęcherzyków płucnych do krwi, a z krwi do pęcherzyków. Osmoza - przenikanie wody przez błonę półprzepuszczalną z roztworu o mniejszym stężeniu substancji rozpuszczonych do roztworu o większym stężeniu. Dzięki osmozie korzenie pobierają wodę z gleby. Krwinka czerwona w wodzie destylowanej pęcznieje i pęka, a w stężonym roztworze soli traci wodę i się kurczy.
7.Witaminy A i D (rozpuszczalne w tłuszczach)
Witaminy A, D, E i K rozpuszczają się w tłuszczach, a witamina C i witaminy z grupy B - w wodzie. Witamina A - potrzebna do widzenia (zwłaszcza o zmierzchu) i zdrowej skóry; źródła: tran, wątroba, masło, żółtko jaja, a marchew i dynia mają karoten, z którego organizm ją wytwarza; niedobór: kurza ślepota, suchość skóry i oczu. Witamina D - umożliwia wchłanianie wapnia i fosforu i budowę mocnych kości; powstaje w skórze pod wpływem słońca, jest w tłustych rybach morskich i tranie; niedobór: krzywica u dzieci, rozmiękanie kości u dorosłych.
8.Witaminy E i K
Witamina E - przeciwutleniacz: chroni błony komórkowe przed uszkodzeniem; źródła: oleje roślinne, orzechy, nasiona słonecznika, kiełki zbóż; niedobór (rzadki): osłabienie mięśni, rozpad czerwonych krwinek, zaburzenia płodności. Witamina K - niezbędna do krzepnięcia krwi; źródła: zielone warzywa liściaste (szpinak, jarmuż, brokuły, kapusta), a część wytwarzają bakterie jelita grubego; niedobór: skłonność do krwawień i siniaków, wolne krzepnięcie krwi. Witaminy A, D, E i K wchłaniają się z jelita razem z tłuszczem.
9.Witaminy C i B1
Witamina C - wzmacnia odporność, jest potrzebna do wytwarzania kolagenu (gojenie ran, zdrowe dziąsła i naczynia krwionośne) i ułatwia wchłanianie żelaza; źródła: czarna porzeczka, papryka, natka pietruszki, owoce cytrusowe, kiszona kapusta; niszczy ją długie gotowanie; niedobór: szkorbut (krwawienie dziąseł, wypadanie zębów), słabsza odporność. Witamina B1 - potrzebna do uwalniania energii z cukrów oraz pracy układu nerwowego i mięśni; źródła: pełnoziarniste pieczywo, kasze, groch i fasola, wieprzowina; niedobór: choroba beri-beri (zaburzenia nerwowe, osłabienie mięśni i serca).
10.Kwas foliowy i witamina B12
Kwas foliowy - potrzebny do podziałów komórek i wytwarzania krwinek; szczególnie ważny przed ciążą i w jej czasie, bo chroni płód przed wadami cewy nerwowej (z niej powstają mózg i rdzeń kręgowy); źródła: zielone warzywa liściaste, nasiona roślin strączkowych, wątroba; niedobór: niedokrwistość. Witamina B12 - potrzebna do wytwarzania czerwonych krwinek i pracy układu nerwowego; naturalnie występuje praktycznie tylko w produktach zwierzęcych (mięso, ryby, jaja, mleko, sery); niedobór: niedokrwistość, drętwienie i mrowienie kończyn.
11.Węglowodany - podział; cukry proste: pentozy i heksozy
Węglowodany (cukry) zbudowane są z węgla, wodoru i tlenu. Dzielimy je na cukry proste, dwucukry i wielocukry. Cukry proste są słodkie i rozpuszczalne w wodzie. Pentozy mają 5 atomów węgla: ryboza buduje RNA, a deoksyryboza (ma o jeden atom tlenu mniej) buduje DNA. Heksozy mają 6 atomów węgla: glukoza () powstaje w fotosyntezie, krąży we krwi i jest głównym źródłem energii dla komórek; fruktoza (cukier owocowy) występuje w owocach i miodzie i jest najsłodszym z cukrów.
12.Dwucukry: sacharoza, laktoza, maltoza
Dwucukry powstają z połączenia dwóch cząsteczek cukrów prostych; są słodkie i rozpuszczalne w wodzie. Sacharoza (glukoza + fruktoza) - cukier spożywczy z buraka cukrowego i trzciny cukrowej; w tej postaci rośliny przenoszą cukry z liści do innych organów. Laktoza (glukoza + galaktoza) - cukier mleczny, występuje w mleku ssaków. Maltoza (glukoza + glukoza) - cukier słodowy, powstaje podczas rozkładu skrobi, np. w kiełkujących ziarnach jęczmienia i podczas trawienia.
13.Wielocukry: skrobia, glikogen, celuloza, chityna
Wielocukry zbudowane są z wielu połączonych cząsteczek cukrów prostych; nie są słodkie i nie rozpuszczają się w wodzie lub rozpuszczają się słabo. Skrobia - materiał zapasowy roślin (bulwy ziemniaka, ziarna zbóż). Glikogen - materiał zapasowy zwierząt i grzybów; u człowieka magazynowany w wątrobie i mięśniach. Celuloza - buduje ściany komórkowe roślin; dla człowieka jest błonnikiem, który usprawnia pracę jelit. Chityna - buduje ściany komórkowe grzybów i pancerze stawonogów (owadów, skorupiaków, pajęczaków).
14.Lipidy proste i złożone: tłuszcze właściwe, woski, fosfolipidy, cholesterol
Lipidy nie rozpuszczają się w wodzie. Lipidy proste zbudowane są z alkoholu i kwasów tłuszczowych: tłuszcze właściwe (glicerol + 3 kwasy tłuszczowe) to materiał zapasowy i najbogatsze źródło energii, izolują ciepło, chronią narządy i rozpuszczają witaminy A, D, E, K; woski nie przepuszczają wody - pokrywają liście i owoce, chronią pióra przed wodą, budują plastry pszczół. Lipidy złożone mają dodatkowe składniki: fosfolipidy zawierają resztę kwasu fosforowego(V) i budują błony komórkowe. Cholesterol (steroid) - składnik błon komórek zwierzęcych; powstają z niego witamina D i hormony płciowe.
15.Białka - budowa; białka proste i złożone
Białka zbudowane są z aminokwasów (około 20 rodzajów) połączonych w długie łańcuchy; zawierają węgiel, wodór, tlen, azot i często siarkę. Kolejność aminokwasów decyduje o kształcie i funkcji białka. Wysoka temperatura, alkohol i sole metali ciężkich niszczą przestrzenną budowę białka (denaturacja, zwykle nieodwracalna) - np. białko jaja ścina się podczas gotowania. Białka proste zbudowane są wyłącznie z aminokwasów (np. albuminy, keratyna włosów). Białka złożone mają dodatkowo część niebiałkową: hemoglobina zawiera barwnik hem z żelazem, a przeciwciała - cukry.
16.Funkcje białek: przeciwciała, kolagen, hemoglobina, fibryna, amylaza ślinowa
Przeciwciała (funkcja obronna) - wytwarzane przez limfocyty, rozpoznają i wiążą obce cząstki (antygeny), np. bakterie i wirusy, co ułatwia ich zniszczenie. Kolagen (funkcja budulcowa) - włókna nadające wytrzymałość skórze, ścięgnom, więzadłom, chrząstkom i kościom. Hemoglobina (funkcja transportowa) - w czerwonych krwinkach wiąże i przenosi tlen. Fibryna - podczas krzepnięcia krwi powstaje z rozpuszczonego w osoczu fibrynogenu i tworzy sieć włókien, w której więzną krwinki, czyli skrzep. Amylaza ślinowa (enzym) - rozpoczyna w jamie ustnej trawienie skrobi do maltozy.
17.Błony plazmatyczne (błona komórkowa) i cytozol
Błony plazmatyczne zbudowane są z podwójnej warstwy fosfolipidów, w którą wbudowane są białka. Błona komórkowa otacza komórkę, oddziela ją od otoczenia i jest wybiórczo przepuszczalna - decyduje, które substancje wnikają do komórki i z niej wychodzą. Podobne błony otaczają organella i dzielą komórkę na przedziały. Cytoplazma to cytozol i zawieszone w nim organella. Cytozol to półpłynna substancja z wodą, solami mineralnymi, cukrami i białkami; zachodzi w nim wiele reakcji, np. fermentacja, a jego ruch przemieszcza organella.
18.Jądro komórkowe i rybosomy
Jądro komórkowe otacza otoczka jądrowa z dwóch błon z porami, przez które jądro wymienia substancje z cytoplazmą. W jądrze znajduje się DNA, które przechowuje informację genetyczną, a jądro kieruje czynnościami komórki. W jąderku powstają składniki rybosomów. Rybosomy to drobne, nieotoczone błoną struktury z RNA i białek - zachodzi w nich synteza białek. Występują swobodnie w cytozolu lub na siateczce śródplazmatycznej, a także w mitochondriach i chloroplastach. Rybosomy mają wszystkie organizmy komórkowe, także bakterie.
19.Mitochondria i chloroplasty
Mitochondrium otaczają dwie błony; wewnętrzna jest pofałdowana (grzebienie mitochondrialne), co zwiększa jej powierzchnię. Zachodzi w nim oddychanie tlenowe, które uwalnia energię z glukozy - dlatego najwięcej mitochondriów mają komórki intensywnie pracujące, np. mięśni. Chloroplast również ma dwie błony, a wewnątrz układ błon (tylakoidów) z zielonym barwnikiem - chlorofilem; zachodzi w nim fotosynteza. Chloroplasty mają komórki roślin i protistów roślinopodobnych. Oba organella mają własne DNA i rybosomy i namnażają się przez podział.
20.Siateczka śródplazmatyczna i aparat Golgiego
Siateczka śródplazmatyczna to sieć błoniastych kanalików i woreczków połączona z otoczką jądrową; transportuje substancje wewnątrz komórki. Siateczka szorstka ma na powierzchni rybosomy i wytwarza białka, a gładka (bez rybosomów) wytwarza lipidy i w wątrobie unieszkodliwia trucizny. Aparat Golgiego to stos spłaszczonych, błoniastych woreczków. Modyfikuje, sortuje i pakuje do pęcherzyków białka i lipidy z siateczki, a pęcherzyki wydzielają je na zewnątrz komórki, np. jako śluz lub enzymy trawienne. Aparat Golgiego wytwarza też lizosomy.
21.Lizosomy, wakuola i ściana komórkowa
Lizosomy - pęcherzyki otoczone błoną, wypełnione enzymami trawiennymi; trawią cząstki pobrane do komórki (np. bakterie pochłonięte przez białe krwinki) i zużyte organella; typowe dla komórek zwierzęcych. Wakuola - pęcherz otoczony błoną, wypełniony sokiem komórkowym (woda, sole, cukry, barwniki); w komórce roślinnej jest duża, magazynuje substancje i utrzymuje jędrność komórki. Ściana komórkowa - sztywna warstwa na zewnątrz błony; nadaje kształt i chroni przed pęknięciem; u roślin z celulozy, u grzybów z chityny, u bakterii z mureiny; komórki zwierzęce jej nie mają.
22.Porównanie komórek bakterii, grzybów, roślin i zwierząt
Bakteria to komórka prokariotyczna: nie ma jądra (DNA leży w cytoplazmie jako nukleoid) ani organelli otoczonych błoną, ma ścianę z mureiny i drobne rybosomy. Grzyby, rośliny i zwierzęta mają komórki eukariotyczne: z jądrem, mitochondriami, siateczką śródplazmatyczną i aparatem Golgiego. Komórka grzyba: ściana z chityny, brak chloroplastów, materiał zapasowy - glikogen. Komórka roślinna: ściana z celulozy, chloroplasty, duża wakuola, materiał zapasowy - skrobia. Komórka zwierzęca: brak ściany i chloroplastów, małe wakuole lub ich brak, materiał zapasowy - glikogen.
23.Fotosynteza - substraty, produkty, warunki i doświadczenie
Fotosynteza to wytwarzanie glukozy z tlenku węgla(IV) i wody z użyciem energii światła; zachodzi w chloroplastach dzięki chlorofilowi, a powstaje przy tym tlen: . Z glukozy roślina wytwarza m.in. skrobię, sacharozę i celulozę. Intensywność fotosyntezy zależy od natężenia światła, stężenia i temperatury. Bada się ją np. na moczarce kanadyjskiej: liczy się pęcherzyki tlenu wydzielane w ciągu minuty przy różnych odległościach od lampy, a pozostałe warunki są takie same.
24.Oddychanie tlenowe i fermentacja
Oddychanie tlenowe - rozkład glukozy z udziałem tlenu do i wody; uwalnia dużo energii, zachodzi głównie w mitochondriach, u roślin i zwierząt przez całą dobę: . Fermentacja - rozkład glukozy bez tlenu, w cytozolu; uwalnia mało energii. Alkoholowa (drożdże): , czyli powstaje etanol i . Mleczanowa (bakterie fermentacji mlekowej, przy dużym wysiłku także mięśnie): powstaje kwas mlekowy. wydzielany przez drożdże wykrywa woda wapienna - mętnieje.
25.Zasady klasyfikacji biologicznej i królestwa organizmów
Organizmy porządkuje się w jednostki systematyczne, od najmniejszej: gatunek, rodzaj, rodzina, rząd, gromada, typ, królestwo. Gatunek to osobniki podobne do siebie, które krzyżują się i mają płodne potomstwo. Nazwa gatunku jest dwuczłonowa (wprowadził ją Karol Linneusz): nazwa rodzaju i epitet gatunkowy, np. Homo sapiens. Wyróżnia się pięć królestw: bakterie (komórki bez jądra), protisty (proste eukarionty, głównie jednokomórkowe), grzyby (cudzożywne, ściana z chityny), rośliny (samożywne, z chloroplastami) i zwierzęta (cudzożywne, bez ściany komórkowej).
26.Wirusy - budowa i dlaczego nie są organizmami
Wirus to bezkomórkowa cząstka: materiał genetyczny (DNA albo RNA) otoczony białkowym płaszczem (kapsydem); niektóre wirusy mają też osłonkę lipidową. Wirusy nie są organizmami, bo nie mają budowy komórkowej, nie odżywiają się, nie oddychają i nie rosną. Namnażają się tylko w żywej komórce gospodarza, wykorzystując jej substancje i rybosomy - są pasożytami wewnątrzkomórkowymi. Każdy wirus atakuje określone komórki. Są tak małe, że widać je tylko w mikroskopie elektronowym. Antybiotyki na nie nie działają.
27.Budowa wirusów: bakteriofag i HIV
Bakteriofag (fag) to wirus atakujący bakterie. Ma wielościenną główkę z DNA, kurczliwy ogonek i płytkę podstawową z włókienkami, którymi przyczepia się do bakterii. Wstrzykuje do niej swoje DNA, a białkowy płaszcz zostaje na zewnątrz; w bakterii powstają nowe fagi, a komórka pęka. HIV (ludzki wirus niedoboru odporności) jest kulisty: ma osłonkę lipidową z białkowymi wypustkami, a w środku białkowy kapsyd z RNA i enzymem przepisującym RNA na DNA. HIV niszczy limfocyty T - białe krwinki kierujące odpornością - i wywołuje AIDS.
28.Choroby wirusowe: grypa, ospa wietrzna, różyczka, świnka, odra
Szerzą się głównie drogą kropelkową (kaszel, kichanie, rozmowa). Grypa - wysoka gorączka, bóle mięśni i głowy, kaszel; groźne powikłania, np. zapalenie płuc; szczepienie co roku. Ospa wietrzna - swędzące pęcherzyki na skórze i gorączka. Różyczka - drobna wysypka i powiększone węzły chłonne; groźna dla kobiet w ciąży, bo może uszkodzić płód. Świnka - bolesny obrzęk ślinianek przyusznych. Odra - bardzo zaraźliwa: gorączka, katar, zapalenie spojówek, plamista wysypka. Profilaktyka: szczepienia, unikanie chorych, mycie rąk, zasłanianie ust przy kaszlu.
29.AIDS, opryszczka wargowa, wścieklizna - zakażenie i profilaktyka
AIDS (wirus HIV): zakażenie przez krew (wspólne igły), kontakty płciowe i z matki na dziecko; nie przez dotyk, wspólne naczynia, kaszel ani owady; ochrona - nie dotykać cudzej krwi, tylko jednorazowe igły. Opryszczka wargowa: wirus opryszczki, bezpośredni kontakt (pocałunek, wspólny kubek); pęcherzyki na wargach wracają przy osłabieniu; nie pożyczać kubków i pomadek. Wścieklizna: wirus w ślinie chorych zwierząt (lisy, psy, nietoperze), zakaża przez pogryzienie; po objawach prawie zawsze śmiertelna; szczepienie psów, nie dotykać dzikich zwierząt, po pogryzieniu umyć ranę i od razu do lekarza.
30.Komórka bakteryjna i formy morfologiczne bakterii
Bakterie żyją niemal wszędzie: w glebie, wodzie, powietrzu, gorących źródłach, na skórze i w jelitach. Komórka bakterii ma ścianę z mureiny, błonę komórkową, cytoplazmę z rybosomami i nukleoid (koliste DNA bez otoczki), często też plazmidy (małe koliste DNA), otoczkę śluzową i rzęski do ruchu. Formy: kuliste ziarniaki (dwoinki, paciorkowce - łańcuszki, gronkowce - grona), cylindryczne pałeczki (nie tworzą przetrwalników) i laseczki (tworzą przetrwalniki), wygięte przecinkowce oraz spiralne śrubowce (sztywne) i krętki (cienkie i giętkie). Przetrwalniki pozwalają przetrwać suszę i wysoką temperaturę.
31.Czynności życiowe bakterii: odżywianie, oddychanie, rozmnażanie
Samożywność: bakterie samożywne same wytwarzają związki organiczne: przez fotosyntezę (np. sinice, które wydzielają tlen) albo przez chemosyntezę - energię czerpią wtedy z utleniania związków nieorganicznych, np. amoniaku lub siarkowodoru. Bakterie cudzożywne to saprobionty (rozkładają martwą materię), pasożyty i symbionty. Tlenowce oddychają tlenowo, a beztlenowce (np. laseczka tężca) żyją bez tlenu; wiele bakterii przeprowadza fermentację, np. bakterie fermentacji mlekowej. Bakterie rozmnażają się przez podział komórki na dwie, w dobrych warunkach nawet co kilkadziesiąt minut.
32.Znaczenie bakterii w przyrodzie i dla człowieka
Bakterie saprobiontyczne są destruentami: rozkładają szczątki i odchody do soli mineralnych, które znów pobierają rośliny. Bakterie brodawkowe w korzeniach roślin bobowatych (np. grochu, koniczyny) wiążą azot z powietrza i użyźniają glebę. Sinice wytwarzają tlen. Bakterie jelitowe wytwarzają witaminę K i chronią przed bakteriami chorobotwórczymi. Człowiek wykorzystuje bakterie do wytwarzania jogurtów, kefirów, serów, kiszonek i octu, do oczyszczania ścieków i produkcji niektórych leków. Bakterie chorobotwórcze wywołują choroby ludzi, zwierząt i roślin, a inne psują żywność.
33.Choroby bakteryjne: gruźlica, borelioza, tężec, salmonelloza, kiła, krztusiec
Gruźlica: prątki, droga kropelkowa, głównie płuca, długotrwały kaszel; szczepienie. Borelioza: krętki przenoszone przez kleszcze, często rumień wokół ukłucia, potem bóle stawów; długie ubranie, oglądanie skóry, szybkie usunięcie kleszcza. Tężec: laseczki z gleby wnikają przez brudną ranę, toksyna wywołuje skurcze mięśni; szczepienie, oczyszczenie rany. Salmonelloza: pałeczki w skażonej żywności (surowe jaja, drób), biegunka i wymioty; mycie rąk, dokładne gotowanie. Kiła: krętek blady, zakażenie głównie przez kontakty płciowe, także z matki na płód; unikanie przypadkowych kontaktów płciowych, leczenie zakażonych według zaleceń lekarza. Krztusiec: pałeczki, droga kropelkowa, napady męczącego kaszlu, groźny u niemowląt; szczepienie.
34.Antybiotykoterapia i antybiotykooporność
Antybiotykoterapia to leczenie antybiotykami - substancjami, które zabijają bakterie lub hamują ich namnażanie; pierwszy antybiotyk, penicylinę, odkrył Aleksander Fleming w pleśni pędzlaka. Antybiotyki nie działają na wirusy, dlatego nie leczy się nimi grypy ani przeziębienia. Oporność powstaje, gdy w populacji bakterii pojawi się mutacja pozwalająca przeżyć antybiotyk: wrażliwe bakterie giną, a oporne się namnażają; bakterie przekazują sobie też geny oporności (np. w plazmidach). Antybiotyk stosuje się tylko z zalecenia lekarza, w podanej dawce, o stałych porach i przez cały zalecony czas; nie przyjmuje się resztek leku na własną rękę i nie daje się go innym.
35.Protisty roślinopodobne: euglena zielona, okrzemki, morszczyn
Protisty to eukarionty, głównie jednokomórkowe, żyjące w wodzie i wilgotnych miejscach; nie tworzą tkanek. Roślinopodobne mają chloroplasty. Euglena zielona - jednokomórkowa, w kałużach i stawach; porusza się wicią, czerwoną plamką oczną wyczuwa światło, nie ma ściany; na świetle prowadzi fotosyntezę, w ciemności pobiera związki organiczne z wody. Okrzemki - jednokomórkowe, w pancerzyku z krzemionki złożonym z dwóch części; ważny składnik planktonu. Morszczyn - wielokomórkowa brunatnica z Bałtyku; plecha z chwytnikami i pęcherzykami powietrza, które utrzymują ją blisko światła.
36.Protisty zwierzęce: pantofelek i ameba
Protisty zwierzęce (pierwotniaki) są cudzożywne. Pantofelek ma stały kształt podeszwy buta i jest pokryty rzęskami, które służą do ruchu i napędzania pokarmu (np. bakterii) do otworu gębowego. Pokarm trawi w wodniczkach pokarmowych, a wodniczki tętniące usuwają nadmiar wody, która napływa do komórki; ma dwa jądra - duże i małe. Ameba (pełzak) nie ma stałego kształtu: wysuwa nibynóżki, którymi pełza i otacza pokarm - tak powstaje wodniczka pokarmowa. Oba żyją w wodach słodkich i rozmnażają się przez podział komórki.
37.Znaczenie protistów; malaria i toksoplazmoza
Protisty samożywne, np. okrzemki, wytwarzają dużo tlenu i są pokarmem zwierząt wodnych; ze szczątków protistów powstały m.in. kreda i ziemia okrzemkowa. Pierwotniaki zjadają bakterie i oczyszczają wodę. Pasożytnicze wywołują choroby. Malaria: zarodziec malarii przenoszony przez komara widliszka w krajach tropikalnych; niszczy czerwone krwinki i wywołuje napady wysokiej gorączki; ochrona - moskitiery, środki odstraszające owady, leki zalecone przez lekarza. Toksoplazmoza: toksoplazma, zakażenie przez surowe mięso, niemyte warzywa i kontakt z odchodami kota; groźna dla płodu w czasie ciąży.
38.Grzyby - cechy; budowa grzyba kapeluszowego (pieczarka, borowik)
Grzyby to cudzożywne eukarionty bez chlorofilu, ze ścianą z chityny i zapasem glikogenu; żyją w miejscach wilgotnych: w glebie, ściółce, drewnie, na żywności i w innych organizmach. Są jednokomórkowe (drożdże) lub wielokomórkowe - zbudowane z nitkowatych strzępek tworzących grzybnię. Grzyb kapeluszowy to grzybnia w glebie i owocnik z trzonem i kapeluszem. Pod kapeluszem pieczarki są blaszki (różowe, potem brązowe), a borowika - rurki; w nich powstają zarodniki. Zbiera się tylko grzyby znane na pewno; w razie wątpliwości pokazuje się je klasyfikatorowi grzybów w stacji sanitarno-epidemiologicznej.
39.Grzyby: oddychanie, fermentacja i rozmnażanie
Większość grzybów oddycha tlenowo. Drożdże bez dostępu tlenu przeprowadzają fermentację alkoholową - rozkładają cukier do etanolu i ; wykorzystuje się to przy pieczeniu chleba (gaz spulchnia ciasto) oraz w produkcji wina i piwa. Grzyby rozmnażają się przez podział grzybni (oderwany kawałek strzępek wyrasta w nową grzybnię), przez zarodniki (lekkie, rozsiewane przez wiatr, np. u pleśni i grzybów kapeluszowych) oraz przez pączkowanie (u drożdży: na komórce wyrasta pączek, który się odrywa albo tworzy z nią łańcuszek komórek). Podział grzybni i pączkowanie to rozmnażanie bezpłciowe; grzyby mogą rozmnażać się też płciowo.
40.Tryby życia grzybów: saprobiontyzm, pasożytnictwo, symbiontyzm (mikoryza, porosty)
Saprobiontyzm: grzyby rozkładają martwą materię i są destruentami. Pasożytnictwo: żyją kosztem żywych organizmów - wywołują grzybice skóry i paznokci oraz choroby roślin (np. sporysz, rdze). Symbiontyzm: mikoryza - grzybnia oplata korzenie drzew (np. borowik i sosna), dostarcza im wodę i sole mineralne, a dostaje cukry; porosty - grzyb i glon lub sinica: partner samożywny daje cukry, a grzyb wodę i ochronę; porosty są wrażliwe na zanieczyszczenie powietrza. Grzyby dają też żywność i leki (penicylina). Przy podejrzeniu zatrucia grzybami - od razu 112 lub szpital, bez czekania na objawy.
Notatka
Składniki mineralne i witaminy - zależności i pułapki
Podział na makroelementy i mikroelementy wynika z ilości pierwiastka w organizmie, a nie z jego ważności. Mikroelementu potrzeba niewiele, ale bez niego nie powstanie cząsteczka, którą buduje: bez jodu tarczyca nie wytworzy tyroksyny, a bez żelaza nie powstanie hem, czyli część hemoglobiny wiążąca tlen. Podobnie u roślin: magnez jest częścią chlorofilu, więc roślina, której go brakuje, ma żółknące liście.
O tym, jak przyjmować witaminę, decyduje jej rozpuszczalność:
- witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (A, D, E, K) wchłaniają się razem z tłuszczem, dlatego surówkę z marchwi warto zjeść z odrobiną oleju; organizm magazynuje je m.in. w wątrobie, więc ich nadmiar, np. z suplementów, może szkodzić;
- witaminy rozpuszczalne w wodzie (C i z grupy B) przechodzą do wody podczas gotowania, a witaminę C niszczy też wysoka temperatura, dlatego warzywa lepiej gotować krótko, w małej ilości wody albo na parze.
Wiele składników działa w parach. Witamina D umożliwia wchłanianie wapnia, więc przy jej niedoborze wapń z pożywienia słabo się wchłania i kości mogą być słabe mimo diety bogatej w nabiał. Witamina C ułatwia przyswajanie żelaza z produktów roślinnych, dlatego kaszę lub fasolę dobrze łączyć z papryką albo natką pietruszki.
Ważne
Podobne objawy mogą mieć różne przyczyny: niedokrwistość wywołuje niedobór żelaza (brak budulca hemoglobiny), ale też kwasu foliowego lub witaminy B12 (zaburzone wytwarzanie krwinek), a skłonność do krwawień - brak witaminy K (krew wolno krzepnie) albo witaminy C (słabe dziąsła i naczynia z powodu braku kolagenu).
Witamina B12 występuje praktycznie tylko w produktach zwierzęcych, dlatego przy diecie wegańskiej trzeba zadbać o jej inne źródło, np. produkty wzbogacane. Suplementy witamin i składników mineralnych przyjmuje się tylko według zaleceń lekarza.
Woda, dyfuzja i osmoza - skąd biorą się te zjawiska
Cząsteczka wody jest polarna: atom tlenu silniej przyciąga elektrony, więc ma ładunek częściowo ujemny, a atomy wodoru - częściowo dodatni. Cząsteczki wody otaczają jony i cząsteczki polarne, np. jony soli i cząsteczki cukrów, dlatego tak wiele substancji się w niej rozpuszcza. Substancje niepolarne, jak tłuszcze, nie mieszają się z wodą - dzięki temu błona zbudowana z lipidów może oddzielać wodne wnętrze komórki od wodnego otoczenia.
Między cząsteczkami wody tworzą się wiązania wodorowe. Żeby woda się ogrzała lub wyparowała, trzeba dostarczyć energii także na ich rozrywanie - stąd jej duże ciepło właściwe i silne chłodzenie przy parowaniu. W temperaturze 4 stopni Celsjusza woda jest najgęstsza i opada na dno, więc zimą przy dnie jeziora jest cieplej niż pod lodem - tam zimują ryby.
Dyfuzja zachodzi samorzutnie, bez nakładu energii, dopóki istnieje różnica stężeń. Tak rozchodzi się zapach po pokoju albo barwnik z torebki herbaty, a w organizmie tlen przechodzi z krwi do pracujących mięśni, które stale go zużywają, więc jego stężenie pozostaje w nich niskie.
Osmoza to przenikanie wody przez błonę półprzepuszczalną, która przepuszcza wodę, a zatrzymuje substancję rozpuszczoną. Przykłady:
- truskawki posypane cukrem puszczają sok, bo woda wychodzi z ich komórek do stężonego roztworu na powierzchni;
- zwiędła sałata włożona do wody odzyskuje jędrność, bo woda wnika do komórek i wypełnia wakuole;
- rośliny przy drogach posypywanych zimą solą więdną, bo z zasolonej gleby korzenie nie mogą pobrać wody.
Komórka roślinna w wodzie destylowanej nie pęka jak krwinka czerwona, bo przed rozerwaniem chroni ją ściana komórkowa. W stężonym roztworze soli traci wodę, a jej cytoplazma z błoną odstaje od ściany - to plazmoliza, która po przeniesieniu żywej komórki do wody może się cofnąć.
Ważne
W osmozie przemieszcza się woda, a nie substancja rozpuszczona: to woda płynie do roztworu o większym stężeniu, a sól czy cukier zostają po swojej stronie błony.
Cukry, tłuszcze i białka - jak budowa decyduje o funkcji
Duże cząsteczki organiczne powstają z małych: wielocukry z cukrów prostych, białka z aminokwasów, a tłuszcze właściwe z glicerolu i kwasów tłuszczowych. Przy każdym takim połączeniu odłącza się cząsteczka wody, a podczas trawienia woda jest zużywana do rozłączenia wiązań.
Glukoza i fruktoza mają ten sam wzór sumaryczny , ale inaczej ułożone atomy, dlatego różnią się właściwościami, np. słodyczą. Projekcja Fischera glukozy to łańcuch sześciu atomów węgla z grupą aldehydową na górze i grupami -OH. Deoksyryboza ma o jeden atom tlenu mniej niż ryboza i od niej pochodzi nazwa DNA - kwas deoksyrybonukleinowy.
Skrobia, glikogen i celuloza są zbudowane z tej samej glukozy, a różnią się sposobem łączenia jej cząsteczek i rozgałęzieniem łańcuchów. Człowiek ma enzymy rozkładające skrobię i glikogen, ale nie celulozę, która przechodzi przez jelita jako błonnik. Cukry zapasowe są zwykle gromadzone jako wielocukry, bo nierozpuszczalne cząsteczki nie zwiększają stężenia soku komórkowego i nie ściągają do komórki wody na drodze osmozy. Zielony banan barwi się płynem Lugola silniej niż dojrzały, w którym część skrobi zamieniła się w cukry rozpuszczalne.
Tłuszcze właściwe dostarczają z grama ponad dwa razy więcej energii niż cukry, więc w małej objętości mieszczą duży zapas - stąd oleiste nasiona słonecznika i rzepaku oraz zapas tłuszczu zwierząt przed zimą. Cząsteczka fosfolipidu ma część przyciągającą wodę (z resztą kwasu fosforowego(V)) i dwa unikające wody ogony z kwasów tłuszczowych, więc w wodzie fosfolipidy same układają się w podwójną warstwę ogonami do środka - to podstawa błon.
W białkach kolejność aminokwasów decyduje o tym, jak łańcuch się zwija, a kształt - o działaniu: enzym pasuje do swojej substancji, a przeciwciało do swojego antygenu jak klucz do zamka. Zniszczenie kształtu, czyli denaturacja, odbiera białku funkcję - na tym polega dezynfekcja alkoholem i wyjaławianie wysoką temperaturą, które niszczą białka drobnoustrojów.
Komórka - współpraca organelli i rozpoznawanie typów komórek
Organella pracują jak linia produkcyjna. Tak przebiega droga białka wydzielanego na zewnątrz, np. enzymu trawiennego trzustki:
- informacja o budowie białka zapisana w DNA jądra trafia do rybosomów;
- rybosomy siateczki szorstkiej łączą aminokwasy, a powstający łańcuch trafia do wnętrza jej kanalików;
- pęcherzyki przenoszą białko do aparatu Golgiego, gdzie jest modyfikowane i pakowane;
- pęcherzyk zlewa się z błoną komórkową i wylewa zawartość na zewnątrz;
- energii do wszystkich etapów dostarczają mitochondria.
Dlatego komórki wydzielające dużo białek mają rozbudowaną siateczkę szorstką i aparat Golgiego. Błony dzielą komórkę na przedziały, więc różne procesy się nie zakłócają: enzymy zamknięte w lizosomie trawią to, co do niego trafi, a nie resztę komórki.
Przy rozpoznawaniu komórki bakterii, grzyba, rośliny i zwierzęcia liczą się cechy rozstrzygające:
- brak jądra i nukleoid w cytoplazmie wskazują na bakterię;
- obecność ściany komórkowej wyklucza komórkę zwierzęcą, ale ścianę mają bakterie, grzyby i rośliny - między nimi rozstrzyga jej budulec;
- chloroplasty wskazują na roślinę, ale nie każda komórka roślinna je ma, np. nie ma ich skórka łuski cebuli;
- spośród tych czterech typów tylko komórka zwierzęca nie ma ściany komórkowej;
- rybosomy i błonę komórkową mają wszystkie cztery typy, więc tych cech nie da się użyć do rozróżniania.
W mikroskopie optycznym widać m.in. ścianę, jądro, chloroplasty i dużą wakuolę, a rybosomy oraz wewnętrzną budowę mitochondriów i chloroplastów - dopiero w mikroskopie elektronowym. Okular powiększający 10 razy i obiektyw powiększający 40 razy dają powiększenie 400-krotne ().
Fotosynteza, oddychanie i fermentacja - zależności i doświadczenia
Fotosynteza i oddychanie tlenowe przebiegają w przeciwnych kierunkach: produkty jednego procesu są substratami drugiego. Fotosynteza zamienia energię światła w energię wiązań glukozy, a oddychanie uwalnia ją i udostępnia komórce do pracy; część energii rozprasza się jako ciepło. Roślina fotosyntezuje tylko na świetle, a oddycha przez całą dobę: w dzień przy silnym świetle wytwarza więcej tlenu, niż zużywa, więc go wydziela, a nocą pobiera tlen i wydziela .
Fermentacja uwalnia mało energii, bo glukoza nie zostaje rozłożona do końca i dużo energii zostaje w produktach - etanol jest palny. Dlatego drożdże bez dostępu tlenu zużywają znacznie więcej cukru, żeby uzyskać tyle samo energii co przy oddychaniu tlenowym.
Zapamiętaj
W poprawnym doświadczeniu zmienia się tylko jeden czynnik, a próba kontrolna różni się od próby badawczej wyłącznie tym czynnikiem.
Plan doświadczenia z problemem badawczym „Czy drożdże rozkładające cukier wydzielają ?”:
- próba badawcza: drożdże, cukier i letnia woda w kolbie zamkniętej korkiem z rurką, której koniec zanurzono w wodzie wapiennej;
- próba kontrolna: identyczny zestaw bez drożdży;
- wynik: woda wapienna mętnieje tylko przy próbie z drożdżami, bo tworzy z wodorotlenkiem wapnia nierozpuszczalny węglan wapnia: ;
- woda w kolbie nie może być gorąca, bo wysoka temperatura denaturuje białka drożdży i je zabija.
W doświadczeniu z moczarką kanadyjską badanym czynnikiem jest natężenie światła (odległość od lampy), a mierzy się liczbę pęcherzyków tlenu w ciągu minuty. Zwykła żarówka grzeje, więc zbliżana do naczynia podnosiłaby też temperaturę wody i zmieniałyby się dwa czynniki naraz - dlatego używa się lampy, która mało grzeje (np. LED), albo stawia się między nią a naczyniem przezroczyste naczynie z wodą. Wpływ stężenia bada się, dodając do wody różne ilości wodorowęglanu sodu (sody oczyszczonej).
Klasyfikacja organizmów i wirusy
Jednostki systematyczne tworzą hierarchię: im niższa jednostka, tym więcej cech wspólnych mają należące do niej organizmy. Lew (Panthera leo) i tygrys (Panthera tigris) należą do jednego rodzaju, a lew i kot domowy - do jednej rodziny kotowatych. Nazwę rodzaju pisze się wielką literą, a epitet gatunkowy małą; sam epitet, np. leo, nie jest nazwą gatunku.
W szkolnej definicji gatunku istotna jest zdolność osobników do krzyżowania się i wydawania płodnego potomstwa. Koń i osioł mogą mieć wspólne potomstwo - muła, ale muły z reguły są bezpłodne, więc koń i osioł to dwa gatunki.
Wirusy nie należą do żadnego królestwa i nie prowadzą samodzielnego metabolizmu. Namnażają się w kilku krokach:
- wirus przyczepia się do komórki dzięki rozpoznaniu odpowiednich cząsteczek na jej powierzchni;
- materiał genetyczny wirusa dostaje się do wnętrza komórki;
- materiał genetyczny wirusa jest powielany z udziałem enzymów, a rybosomy gospodarza wytwarzają białka wirusa;
- z tych części składają się nowe wirusy, które opuszczają komórkę, często ją niszcząc.
Antybiotyki działają na struktury i procesy bakterii, np. hamują budowę ściany z mureiny albo pracę bakteryjnych rybosomów. Wirusy nie mają tych struktur, dlatego antybiotyki na nie nie działają. Przed wieloma chorobami wirusowymi chronią szczepionki, zawierające np. osłabione lub zabite wirusy albo ich fragmenty. Układ odpornościowy uczy się je rozpoznawać i przy zakażeniu szybciej reaguje. Szczepionka skojarzona chroni przed odrą, świnką i różyczką, a przeciw grypie szczepi się co roku, ponieważ wirusy grypy się zmieniają.
Część wirusów zostaje w organizmie na lata. Wirus opryszczki ukrywa się w komórkach nerwowych i może uaktywniać się przy osłabieniu odporności, dlatego pęcherzyki wracają. Wirus ospy wietrznej po latach może wywołać półpasiec. HIV niszczy limfocyty T, więc chory na AIDS zapada na zakażenia, z którymi zdrowy organizm łatwo sobie radzi.
Bakterie - tempo namnażania, przetrwalniki i antybiotykooporność
Sinice są bakteriami, choć prowadzą fotosyntezę z wydzielaniem tlenu jak rośliny: nie mają jądra ani chloroplastów, a barwniki fotosyntetyczne leżą w błonach w ich cytoplazmie. Bakterie chemosyntetyzujące nie potrzebują światła, więc mogą żyć w miejscach bez jego dostępu, np. przy gorących źródłach na dnie oceanów.
Z każdej dzielącej się bakterii powstają dwie, więc w dobrych warunkach liczba komórek rośnie lawinowo.
Przykład
Bakteria dzieląca się co 20 minut po 3 godzinach, czyli po 9 podziałach, daje komórek.
Dlatego potrawy z mięsem, jajami czy nabiałem przechowuje się w lodówce, gdzie chłód spowalnia namnażanie bakterii, a dokładne gotowanie zabija bakterie, np. pałeczki salmonelli.
Przetrwalnik nie służy do rozmnażania: jedna laseczka tworzy jeden przetrwalnik, czyli komórkę z odwodnioną cytoplazmą i grubą osłoną. Przetrwalniki laseczek tężca utrzymują się w glebie latami, a po dostaniu się do rany zabrudzonej ziemią przechodzą w aktywne bakterie, które bez dostępu tlenu wytwarzają toksynę.
Antybiotykooporność jest skutkiem doboru naturalnego:
- w ogromnej populacji bakterii przypadkiem pojawia się mutacja albo bakteria otrzymuje gen oporności od innej, np. w plazmidzie;
- antybiotyk zabija bakterie wrażliwe, a oporne przeżywają i bez konkurencji szybko się namnażają;
- przerwanie kuracji, gdy tylko objawy ustąpią, zostawia przy życiu bakterie najmniej wrażliwe, które mogą wywołać zakażenie trudniejsze do leczenia;
- antybiotyk przyjęty bez potrzeby, np. przy przeziębieniu, nie działa na wirusy, a zabija wrażliwe bakterie własnego organizmu i daje przewagę opornym.
Dlatego antybiotyk stosuje się tylko według zaleceń lekarza, w całości zaleconej kuracji.
Protisty i grzyby - przystosowania i znaczenie
Protisty to bardzo różnorodne królestwo prostych eukariontów. Euglena zielona na świetle odżywia się jak roślina, a w ciemności pobiera gotowe związki organiczne jak zwierzę, co pokazuje, że podział protistów na roślinopodobne i zwierzęce jest umowny.
Pantofelek i ameba żyją w wodzie słodkiej, w której stężenie substancji jest mniejsze niż w ich cytoplazmie, więc woda stale napływa do komórki na drodze osmozy. Wodniczki tętniące wypompowują jej nadmiar - bez nich komórka pękłaby jak krwinka w wodzie destylowanej.
Zarodziec malarii przechodzi część rozwoju w komarze widliszku, a część w człowieku, gdzie namnaża się m.in. w krwinkach czerwonych. Napady gorączki pojawiają się, gdy krwinki pękają i uwalniają nowe pasożyty. Toksoplazmę przenoszą m.in. koty, dlatego po pracy w ogrodzie i sprzątaniu kuwety trzeba myć ręce.
Grzyby są cudzożywne jak zwierzęta, ale nie połykają pokarmu: wydzielają enzymy trawienne do podłoża i wchłaniają rozłożone substancje całą powierzchnią strzępek. Dlatego grzybnia przerasta podłoże, np. drewno albo chleb. Widoczna pleśń to głównie strzępki wytwarzające zarodniki, a grzybnia sięga głębiej - spleśniałego chleba nie ratuje się odkrawaniem.
Owocnik grzyba kapeluszowego jest tylko częścią wytwarzającą zarodniki, a grzybnia w glebie może żyć wiele lat. W mikoryzie obie strony zyskują: rozległa grzybnia pobiera wodę i sole mineralne z większej objętości gleby niż same korzenie, a drzewo oddaje jej cukry z fotosyntezy. Porosty są wskaźnikami czystości powietrza: przy jego zanieczyszczeniu najwcześniej znikają najwrażliwsze, krzaczkowate.
Wiele grzybów trujących, np. muchomor sromotnikowy, łatwo pomylić z jadalnymi, a objawy zatrucia mogą się pojawić dopiero po wielu godzinach, gdy narządy są już uszkodzone. Dlatego zbiera się tylko grzyby znane na pewno, wątpliwe ocenia klasyfikator grzybów w stacji sanitarno-epidemiologicznej, a przy podejrzeniu zatrucia od razu dzwoni się pod 112 lub jedzie do szpitala.
Quizy w tym zestawie
50 pytań w 5 etapach
Odblokujesz je po dodaniu zestawu.
Sprawdzian do druku
Arkusz PDF z kluczem, punktacją i oceną
Pierwsze podejście. Klucz z punktacją i oceną jest na ostatniej stronie.
Pobierz sprawdzian (PDF)Znasz kogoś z klasy, komu się przyda? Podziel się zestawem
Podobne zestawy
36 fiszek uczy się 11
36 fiszek uczy się 5
36 fiszek uczy się 1
25 fiszek uczy się 4
32 fiszki
40 fiszek
