Budowa komórki, błony biologiczne i jądro - Biologia na czasie 1 (ZP)

1.Komórka

Podstawowa jednostka strukturalna wszystkich organizmów, zdolna do wykonywania czynności życiowych. Organizmy mogą być jednokomórkowe (np. bakterie) albo wielokomórkowe, zbudowane nawet z bilionów komórek (np. człowiek).

2.Podział komórek ze względu na obecność jądra komórkowego

Komórki dzielimy na prokariotyczne (bezjądrowe) - komórki bakterii - oraz eukariotyczne (jądrowe), które mają jądro komórkowe z większością DNA komórki: komórki zwierzęce, roślinne i grzybowe.

3.Komórki prokariotyczne (bezjądrowe)

Komórki, które nie mają jądra komórkowego - ich materiał genetyczny (DNA) jest ułożony luźno w cytozolu. Są to komórki bakterii.

4.Elementy występujące we wszystkich komórkach eukariotycznych

Błona komórkowa, jądro komórkowe, rybosomy i cytoplazma. Cytoplazma składa się z cytozolu (płynnej substancji, która wypełnia przestrzeń między organellami i pośredniczy w transporcie substancji) oraz organelli komórkowych, czyli elementów otoczonych błoną.

5.Kształt i wielkość komórek eukariotycznych

Komórki mają kształt owalny, wydłużony, sześcienny lub gwiazdkowaty. Większość ma wielkość kilku mikrometrów, ale największe komórki zwierzęce (np. nerwowe) i włókna niektórych roślin osiągają kilkadziesiąt centymetrów. Kształt i wielkość komórki zależą od jej funkcji.

6.Komórki nerwowe i komórki tkanki kostnej - przystosowania

Obie mają liczne wypustki. Komórki nerwowe są wydłużone, a wypustki pozwalają im kontaktować się z innymi komórkami i szybko przekazywać informacje. Przez wypustki komórek tkanki kostnej odbywa się wymiana substancji odżywczych między kością a naczyniami krwionośnymi.

7.Krwinki czerwone - przystosowania

Małe, okrągłe, spłaszczone komórki bez jądra - kształt i wielkość ułatwiają im przeciskanie się przez drobne naczynia krwionośne. Są wypełnione hemoglobiną, która transportuje tlen.

8.Pręciki - przystosowania

Komórki siatkówki oka o podłużnym kształcie. Zawierają światłoczułe barwniki, dzięki którym odbierają bodźce świetlne z otoczenia.

9.Włókna mięśnia szkieletowego i plemniki - przystosowania

Włókna mięśnia szkieletowego są długie i poprzecznie prążkowane; zawierają białka, dzięki którym mięśnie kurczą się i rozkurczają, co umożliwia ruch. Plemniki (męskie komórki rozrodcze) mają opływowy kształt i wić, dzięki której przemieszczają się w kierunku komórki jajowej.

10.Cechy charakterystyczne komórki zwierzęcej

Od środowiska zewnętrznego oddziela ją wyłącznie błona komórkowa (nie ma ściany komórkowej). Tylko w komórce zwierzęcej występują lizosomy. Wakuole, jeśli są, to małe (wodniczki) i tylko w niektórych rodzajach komórek.

11.Funkcje siateczki śródplazmatycznej, aparatu Golgiego i rybosomów

Siateczka śródplazmatyczna bierze udział głównie w produkcji białek i lipidów. Aparat Golgiego modyfikuje białka i lipidy oraz transportuje je w odpowiednie rejony komórki lub poza nią. Rybosomy uczestniczą w syntezie białek.

12.Funkcje mitochondrium, lizosomu, wakuoli i centrosomu w komórce zwierzęcej

W mitochondrium zachodzą główne etapy oddychania tlenowego. W lizosomie są trawione składniki pokarmowe i uszkodzone organelle. Wakuola magazynuje różne substancje i bierze udział w trawieniu. Centrosom uczestniczy w podziałach komórek.

13.Cechy charakterystyczne komórki roślinnej

Ma ścianę komórkową zbudowaną głównie z celulozy, dużą, centralnie położoną wakuolę (w dojrzałej komórce wypełnia prawie całe wnętrze i gromadzi głównie wodę) oraz chloroplasty, w których podczas fotosyntezy powstają substancje pokarmowe.

14.Ściana komórkowa

Element komórek roślinnych (zbudowany głównie z celulozy) i grzybowych (zbudowany głównie z chityny). Nadaje komórce kształt, chroni ją przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz przed wnikaniem drobnoustrojów.

15.Cechy charakterystyczne komórki grzybowej

Ma ścianę komórkową zbudowaną głównie z chityny oraz zwykle małe i liczne wakuole. Nie ma chloroplastów ani lizosomów.

16.Czym różnią się komórki roślinna, grzybowa i zwierzęca?

Roślinna: celulozowa ściana komórkowa, chloroplasty, duża centralna wakuola i małe wakuole. Grzybowa: chitynowa ściana komórkowa, liczne małe wakuole. Zwierzęca: brak ściany komórkowej, lizosomy, małe wakuole (wodniczki) tylko w niektórych komórkach. Jądro, błonę, cytozol, cytoszkielet, mitochondria, siateczkę śródplazmatyczną, rybosomy i aparat Golgiego mają wszystkie trzy.

17.Błony biologiczne

Wspólna nazwa błony komórkowej, która oddziela komórkę od środowiska zewnętrznego, oraz błon organelli wewnątrz komórki.

18.Budowa błon biologicznych

Są zbudowane przede wszystkim z lipidów i białek. Lipidy to głównie fosfolipidy, które tworzą dwuwarstwę: ich ogony są zwrócone do wnętrza dwuwarstwy, a głowy - w stronę wodnych roztworów. Białka są połączone z jedną warstwą lipidów albo przechodzą przez obie warstwy.

19.Budowa błony komórkowej w komórce zwierzęcej

Dwuwarstwa lipidowa tworzy barierę oddzielającą wnętrze komórki od środowiska. Po zewnętrznej stronie łańcuchy cukrowe połączone z lipidami (glikolipidy) lub białkami (glikoproteiny) tworzą płaszcz węglowodanowy (glikokaliks) - pomaga komórkom się rozpoznawać i chroni je przed uszkodzeniami. Cholesterol usztywnia błonę, a białka m.in. transportują substancje i odbierają sygnały.

20.Właściwości błon biologicznych

Selektywna przepuszczalność - błony przepuszczają tylko niektóre substancje. Asymetryczność - warstwy błony różnią się lipidami i białkami. Półpłynność - elementy błony nieustannie przemieszczają się względem siebie.

21.Funkcje błon biologicznych

Tworzą barierę ochronną oddzielającą wnętrze komórki od środowiska zewnętrznego, pośredniczą w transporcie substancji i kontrolują ich przepływ, tworzą przedziały (dzięki czemu jednocześnie mogą zachodzić różne, często przeciwstawne procesy) oraz odbierają sygnały chemiczne, elektryczne lub mechaniczne ze środowiska.

22.Rodzaje transportu przez błony

Ze względu na nakład energii: transport bierny (pasywny) - dyfuzja prosta i dyfuzja wspomagana (ułatwiona) - oraz transport czynny (aktywny). Osobnym rodzajem jest transport pęcherzykowy: endocytoza i egzocytoza.

23.Transport bierny (pasywny)

Transport ze środowiska o większym stężeniu substancji rozpuszczonych do środowiska o mniejszym ich stężeniu, czyli zgodnie z różnicą stężeń - dlatego nie wymaga nakładu energii. Bezpośrednio przez błonę to dyfuzja prosta, z udziałem białek błonowych - dyfuzja wspomagana (ułatwiona).

24.Dyfuzja prosta

Swobodne przenikanie substancji przez błonę biologiczną zgodnie z różnicą stężeń, bez nakładu energii i bez białek transportujących. Tak przechodzą małe cząsteczki, np. tlen i dwutlenek węgla - przykładem jest ich wymiana między komórkami naczyń krwionośnych a komórkami pęcherzyków płucnych.

25.Dyfuzja wspomagana (ułatwiona)

Transport bierny zgodny z różnicą stężeń, niewymagający nakładu energii, w którym uczestniczą białka transportujące. Przykład: transport glukozy z komórek jelita do płynu zewnątrzkomórkowego.

26.Transport czynny (aktywny)

Transport ze środowiska o mniejszym stężeniu substancji rozpuszczonych do środowiska o ich większym stężeniu, czyli wbrew różnicy stężeń - dlatego wymaga energii, np. w postaci ATP. Zawsze uczestniczą w nim białka błonowe. Przykład: pompa sodowo-potasowa, m.in. w błonie komórkowej neuronów.

27.Osmoza

Rodzaj dyfuzji prostej, polegający na przenikaniu cząsteczek wody przez błonę biologiczną. Woda przemieszcza się biernie z roztworu o mniejszym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o jej większym stężeniu, aż do wyrównania stężeń po obu stronach błony.

28.Roztwór hipertoniczny, hipotoniczny i izotoniczny

Hipertoniczny ma stężenie substancji wyższe niż wnętrze komórki, hipotoniczny - niższe, a izotoniczny - równe stężeniu wewnątrz komórki.

29.Osmoza w komórkach zwierzęcych (np. czerwonych krwinkach)

W roztworze izotonicznym komórki nie zmieniają kształtu. W hipertonicznym tracą wodę, kurczą się i rozpadają. W hipotonicznym chłoną wodę, pęcznieją i pękają, bo nie mają ściany komórkowej.

30.Osmoza w komórkach roślinnych

W roztworze izotonicznym ściana i błona komórkowa nie są napięte, a objętość wakuoli się nie zmienia. W hipertonicznym komórka traci wodę i jędrność, wakuola się zmniejsza, a cytoplazma kurczy się i odstaje od ściany. W hipotonicznym komórka chłonie wodę, wakuola się powiększa, a ściana rozciąga się nieznacznie, ale nie pęka.

31.Endocytoza

Transport pęcherzykowy dużych cząstek (np. białek lub bakterii) do wnętrza komórki: błona komórkowa wpukla się i tworzy pęcherzyk, który otacza cząstkę i przenosi ją do środka. Przykład: pochłanianie bakterii przez białe krwinki zwane makrofagami.

32.Egzocytoza

Transport pęcherzykowy na zewnątrz komórki dużych cząsteczek powstających w organellach. Cząsteczki są przenoszone w pęcherzykach aparatu Golgiego, które zlewają się z błoną komórkową i uwalniają zawartość na zewnątrz. Przykład: wydzielanie hormonów do krwi przez komórki trzustki.

33.Funkcje jądra komórkowego

Jądro kontroluje większość procesów zachodzących w komórce oraz uczestniczy w powielaniu materiału genetycznego (DNA) i przekazywaniu go do komórek potomnych. DNA jest powielany w replikacji, a przekazywany komórkom potomnym w podziałach komórkowych.

34.Funkcja kontrolna jądra komórkowego

Jądro pełni ją dzięki DNA: sekwencja nukleotydów w DNA wyznacza sekwencję nukleotydów w RNA, a RNA kieruje syntezą białek. Komórki organizmu mają ten sam DNA, ale są w nich czynne różne geny, więc powstają inne białka - dlatego np. komórki skóry różnią się od komórek wątroby.

35.Budowa jądra komórkowego

Jądro otacza otoczka jądrowa z dwóch błon. Przez pory jądrowe w otoczce RNA przechodzi do cytozolu, a białka do jądra i z jądra. Wnętrze wypełnia chromatyna, która zawiera materiał genetyczny. Częścią chromatyny jest jąderko - zachodzi w nim intensywna produkcja rRNA, składnika rybosomów.

36.Chromosom eukariotyczny

Postać, w jakiej DNA występuje w jądrze; zawiera liniową cząsteczkę DNA. Tworzy go chromatyna - kompleks DNA i białek, głównie histonów. Między podziałami chromosomy to cienkie, długie nici, a podczas podziału - grube, krótkie, pałeczkowate struktury. Liczba chromosomów jest cechą gatunkową: człowiek ma ich w komórkach ciała 46, pies domowy 78.

37.Etapy kondensacji DNA

Helisa DNA łączy się z histonami i tworzy nukleosomy. Sznur nukleosomów zwija się we włókno chromatyny 30 nm, które układa się w pętle. Najbardziej skondensowaną postać DNA ma w chromosomie podczas podziału komórki - jest wtedy ok. 12 000 razy krótszy niż helisa DNA.

38.Zmiany upakowania chromatyny przed podziałem komórki

W niedzielącej się komórce chromatyna jest ułożona luźno, co umożliwia syntezę RNA. Przed podziałem DNA ulega podwojeniu i kondensacji, a otoczka jądrowa zanika - dzięki temu chromosomy mogą zostać rozdzielone do dwóch komórek potomnych.

39.Chromosom dwuchromatydowy

Chromosom złożony z dwóch chromatyd, który powstaje w wyniku replikacji DNA i występuje tylko w dzielącej się komórce. Każda chromatyda zawiera jedną cząsteczkę DNA. Chromatydy łączy centromer, który dzieli chromosom na ramiona.

40.Komórki diploidalne i haploidalne

Diploidalne (2n) mają podwójny zestaw chromosomów - to większość komórek ciała człowieka (komórki somatyczne). Haploidalne (n) mają pojedynczy zestaw chromosomów - to gamety: komórki jajowe i plemniki.