Živi organizam je složen sistem, koji se sastoji od međusobno povezanih organa i tkiva. Ali zašto to kažu organizam je otvoreni sistem ? Otvorene sisteme karakteriše razmjena nečega sa svojim vanjskim okruženjem. To može biti razmjena materije, energije, informacija. A živi organizmi sve to razmjenjuju sa svijetom izvan sebe. Iako je prikladnije zamijeniti riječ "razmjena" riječju "protok", jer neke tvari i energija ulaze u tijelo, a druge izlaze.
Živi organizmi apsorbuju energiju u jednom obliku (biljke - u obliku sunčevog zračenja, životinje - u hemijskim vezama organska jedinjenja), a ispušta se u okolinu na drugi (toplinski) način. Pošto tijelo prima energiju izvana i oslobađa je, radi se o otvorenom sistemu.
U heterotrofnim organizmima energija se apsorbuje zajedno sa supstancama (u kojima se nalazi) kao rezultat ishrane. Nadalje, u procesu metabolizma (metabolizam unutar tijela), neke tvari se razgrađuju, a druge se sintetiziraju. Tokom hemijskih reakcija oslobađa se energija (koristi se za različite životne procese) i apsorbuje se (koristi se za sintezu neophodnih organska materija). Tvari koje su nepotrebne organizmu i rezultirajuća toplotna energija (koja se više ne može koristiti) ispuštaju se u okolinu.
Autotrofi (uglavnom biljke) apsorbiraju svjetlosne zrake u određenom rasponu kao energiju, a apsorbiraju vodu, ugljični dioksid, razne mineralne soli i kisik kao početne tvari. Koristeći energiju i ove minerale, biljke, kao rezultat procesa fotosinteze, vrše primarnu sintezu organskih tvari. U ovom slučaju, energija zračenja je pohranjena u hemijskim vezama. Biljke nemaju sistem za izlučivanje. Međutim, na svojoj površini ispuštaju tvari (gasove), osipaju lišće (uklanjaju se štetne organske i mineralne tvari) itd. Dakle, biljke kao živi organizmi su i otvoreni sistemi. Oni oslobađaju i apsorbuju supstance.
Živi organizmi žive u svom karakterističnom staništu. Istovremeno, da bi preživjeli, moraju se prilagoditi okruženju, odgovoriti na njegove promjene, tražiti hranu i izbjegavati prijetnje. Kao rezultat toga, u procesu evolucije, životinje su razvile posebne receptore, osjetilne organe i nervni sistem koji im omogućavaju da primaju informacije iz vanjskog okruženja, obrađuju ih i reagiraju, odnosno utječu na okolinu. Dakle, možemo reći da organizmi razmjenjuju informacije iz svog vanjskog okruženja. To jest, tijelo je otvoreni informacioni sistem.
Biljke reaguju i na uticaje okoline (na primjer, zatvaraju puči na suncu, okreću lišće prema svjetlu itd.). Kod biljaka, primitivnih životinja i gljiva regulacija se provodi samo kemijskim putem (humoralno). Kod životinja koje imaju nervni sistem, postoje oba načina samoregulacije (nervni i uz pomoć hormona).
Jednoćelijski organizmi su takođe otvoreni sistemi. Hrane se i luče tvari, reagiraju na vanjske utjecaje. Međutim, u njihovom tjelesnom sistemu, funkcije organa u suštini obavljaju ćelijske organele.
„Vodenje otvorene lekcije“ - Opća diskusija. Neophodan za dopunu nastavnikove analize. Odgovori nastavnika na pitanja o projektu časa. Analiza časa od strane nastavnika. Prezentacija projekta časa od strane nastavnika. Zašto je ovo potrebno? pripremni rad? Održavanje otvorene lekcije. Završni sažetak nastavnika. Odgovori nastavnika na pitanja prisutnih.
“Otvorena lekcija čitanja” - Već 1037 drevna Rus' Jaroslav Mudri je osnovao biblioteku. Sada - 65. mjesto. Trenutno radi fikcija Samo 40% 14-godišnjih građana Rusije čita. Sretno čitanje! Sve do sredine dvadesetog veka naša zemlja je bila najčitanija zemlja na svetu. Jim Corbett - Kumaonski kanibali Ivan Efremov - Na rubu Oikumena Mihail Bulgakov - Srce psa Konstantin Paustovsky - strana Meščera.
“Otvorena lekcija engleskog” - Prasac se hvali da zna sve o životinjama. Tom 7 Mogu trčati i skakati. Dešifrujte slike. Tema lekcije: "U čarobnoj šumi." Pomozite Peteru da predstavi umjetnike.
“Otvorena lekcija” - Organizacioni test Glavni završni refleks. Pazite na tempo i vrijeme nastave. Uvesti nešto, započeti nešto. Odrediti neophodan didaktički, demonstracijski, materijal za izdavanje i opremu. Razmislite o aktivnostima učenika različite faze casovi.
“Otvorena lekcija” - Svrha otvorene lekcije. Vrednovanje efikasnosti otvorene lekcije. "Istaknuti" u lekciji. Javni čas-...Priprema za otvoreni čas. Kriterijumi za vrednovanje otvorenog časa. Dobra ocjena Pohvali Učiteljev osmijeh Radost od nezavisna odluka težak zadatak. "Trenutak radosti" u lekciji. Za koga?
“Otvoreni čas čitanja 2. razred” - Potvrditi - sastaviti akt (dokument). Procitaj ispravno. Zeleno štucanje Konus Konus Zub se izliva Zub ispada. Logoped. Vesela ljubazna fer radoznala. Provjerite sami! Pronađite greške u riječima. Otvoreni čas čitanja u 2. razredu. Viktor Juzefović Dragunski (1913-1972). Koja figura najbolje odražava raspoloženje priče?
POGLAVLJE 1. SVOJSTVA I POREKLO ŽIVOTA1.1. PREDMET, ZADACI I METODE BIOLOGIJE
Biologija (grč. bio - život i logos - znanje, učenje, nauka) - nauka o živim organizmima. Raznolikost žive prirode je toliko velika da moderna biologija je kompleks nauka (bioloških nauka) koje se međusobno značajno razlikuju. Štaviše, svaki ima svoj predmet proučavanja, metode, ciljeve i zadatke. Na primjer, virologija - nauka o virusima, mikrobiologija - nauka o mikroorganizmima, mikologija - nauka o gljivama, botanika (fitologija) - nauka o biljkama, zoologija - nauka o životinjama, antropologija - nauka o ljudima, citologija - nauka o ćelijama, histologija - nauka o tkivima, anatomija - nauka o unutrašnjoj strukturi, morfologija - nauka o vanjska struktura, fiziologija - nauka o životnoj aktivnosti cijelog organizma i njegovih dijelova, genetika - nauka o zakonima naslijeđa i varijabilnosti organizama i metodama njihove kontrole, ekologija - nauka o međusobnim odnosima živih organizama i njihovo okruženje, teorija evolucije - nauka o istorijski razvoj divljina, paleontologija - nauka o razvoju života u prošlim geološkim vremenima, biohemija - nauka o hemijskim supstancama i procesima u živim organizmima; biofizika - nauka o fizičkim i fizičko-hemijskim pojavama u živim organizmima, biotehnologija - skup industrijskih metoda koje omogućavaju upotrebu živih organizama i njihovih pojedinačnih delova za proizvodnju proizvoda vrednih za čoveka (aminokiseline, proteini, vitamini, enzimi , antibiotici, hormoni itd.) itd.
Biologija pripada kompleksu prirodne nauke, odnosno prirodne nauke. Usko je povezan sa fundamentalnim naukama (matematika, fizika, hemija), prirodnim (geologija, geografija, nauka o tlu), društvenim (psihologija, sociologija), primenjenim (biotehnologija, proizvodnja useva, zaštita prirode).
Biološka znanja se koriste u Prehrambena industrija, farmakologija, poljoprivreda. Biologija jeste teorijska osnova nauke kao što su medicina, psihologija, sociologija.
Prilikom odlučivanja treba koristiti dostignuća iz biologije globalnih problema modernost: odnos društva sa okruženje, racionalno upravljanje životnom sredinom i očuvanje prirode, snabdevanje hranom.
Biološke metode istraživanja:
Metoda posmatranja i opisa (sastoji se od prikupljanja i opisivanja činjenica);
komparativna metoda (sastoji se u analizi sličnosti i razlika predmeta koji se proučavaju);
istorijski metod (proučava tok razvoja predmeta koji se proučava);
eksperimentalna metoda (omogućava proučavanje prirodnih pojava pod datim uslovima);
metoda modeliranja (omogućava složene prirodne pojave opisati relativno jednostavnim modelima).
1.2. SVOJSTVA ŽIVE MATERIJE
Domaći naučnik M.V. Wolkenstein je predložio sljedeću definiciju: "Živa tijela koja postoje na Zemlji su otvoreni, samoregulirajući i samoreproducirajući sistemi izgrađeni od biopolimera - proteina i nukleinskih kiselina."
Međutim, ne postoji općeprihvaćena definicija pojma „život“, ali je moguće identificirati znakove (svojstva) žive tvari koja je razlikuju od nežive tvari.
1. Određeni hemijski sastav. Živi organizmi se sastoje od istih hemijski elementi, kao objekti nežive prirode, ali je odnos ovih elemenata različit. Glavni elementi živih bića su C, O, N i H.
2. Ćelijska struktura. Svi živi organizmi, osim virusa, imaju ćelijsku strukturu.
3. Metabolizam i energetska ovisnost. Živi organizmi su otvoreni sistemi, zavise od opskrbe tvarima i energijom iz vanjskog okruženja.
4.Samoregulacija. Živi organizmi imaju sposobnost da održavaju konstantnost svog hemijskog sastava i intenzitet metaboličkih procesa.
5.Razdražljivost i mentalne funkcije. Živi organizmi ispoljavaju razdražljivost, odnosno sposobnost da na određene spoljašnje uticaje reaguju specifičnim reakcijama.
6. Nasljednost. Živi organizmi su sposobni da prenose karakteristike i svojstva s generacije na generaciju koristeći nosioce informacija - DNK i RNK molekule.
7.Varijabilnost. Živi organizmi su sposobni da steknu nove karakteristike i svojstva.
8. Samoreprodukcija (reprodukcija). Živi organizmi su sposobni za reprodukciju - reprodukciju vlastite vrste.
9.Individualni razvoj. Ontogeneza je razvoj organizma od rođenja do smrti. Razvoj je praćen rastom.
10.Evolucijski razvoj. Filogenija je razvoj života na Zemlji od njegovog nastanka do danas.
11. Ritam. Živi organizmi ispoljavaju ritmičku aktivnost (dnevnu, sezonsku, itd.), koja je povezana sa karakteristikama njihovog staništa.
12. Integritet i diskretnost. S jedne strane, sva živa materija je holistička, organizovana na određeni način i podložna opštim zakonima; s druge strane, svaki biološki sistem se sastoji od zasebnih, iako međusobno povezanih, elemenata.
13. Hijerarhija. Počevši od biopolimera (nukleinskih kiselina, proteina) do biosfere u cjelini, sva živa bića su u određenoj podređenosti. Operacija biološki sistemi na manje složenom nivou omogućava postojanje složenijeg nivoa (vidi sljedeći paragraf).
1.3. NIVOI ŽIVOTA ORGANIZACIJE PRIRODE
Hijerarhijska priroda organizacije žive materije omogućava nam da je uslovno podelimo na više nivoa. Nivo organizacije žive materije je funkcionalno mesto biološke strukture određenog stepena složenosti u opštoj hijerarhiji živih bića. Razlikuju se sljedeći nivoi:
1.Molekularna (molekularna genetika). Na ovom nivou se javljaju vitalni procesi poput metabolizma i konverzije energije, te prijenosa nasljednih informacija.
2. Cellular. Ćelija je elementarna strukturna i funkcionalna jedinica živih bića.
3. Tkanina. Tkivo je skup strukturno sličnih stanica, kao i međustaničnih tvari povezanih s njima, ujedinjenih obavljanjem određenih funkcija.
4.Orgulje. Organ je dio višećelijskog organizma koji obavlja određenu funkciju ili funkcije.
5. Organski. Organizam je pravi nosilac života kojeg karakterišu svi njegovi znaci. Trenutno se često razlikuje jedan “ontogenetski” nivo, uključujući ćelijski, tkivni, organski i organizmski nivo organizacije.
6. Populacija-vrsta. Populacija je skup jedinki iste vrste, koje čine poseban genetski sistem i naseljavaju prostor sa relativno homogenim životnim uslovima. Vrste - skup populacija čiji su jedinci sposobne da se ukrštaju kako bi formirali plodno potomstvo i zauzeli određeno područje geografskog prostora (područja).
7.Biocenotic. Biocenoza je skup organizama različitih vrsta različite složenosti organizacije koji žive na određenoj teritoriji. Ako se uzmu u obzir i abiotski faktori sredine, onda govorimo o biogeocenozi.
8.Biosfera. Biosfera je ljuska Zemlje, čija su struktura i svojstva, u jednom ili drugom stepenu, određeni sadašnjim ili prošlim aktivnostima živih organizama. Treba napomenuti da se nivo biosfere organizacije žive materije često ne razlikuje, jer je biosfera bioinertni sistem, koji uključuje ne samo živu materiju, već i neživu materiju.
1.4. POREKLO ŽIVOTA
Ne postoji konsenzus među naučnicima o pitanju porekla života, kao ni o pitanju suštine života. Postoji nekoliko pristupa rješavanju pitanja porijekla života, koji su usko isprepleteni. Mogu se klasifikovati na sledeći način.
1. Po principu da su ideja, um primarni, a materija sekundarna (idealističke hipoteze) ili je materija primarna, a ideja, um su sekundarni (materijalističke hipoteze).
2.Prema principu da je život oduvijek postojao i postojaće zauvijek (hipoteza stacionarnog stanja) ili život nastaje u određenoj fazi razvoja svijeta.
3.Prema principu - živa bića nastaju samo od živih bića (hipoteze biogeneze) ili je moguće spontano nastajanje živih bića od neživih (hipoteze abiogeneze).
4.Prema principu, život je nastao na Zemlji ili je donesen iz svemira (hipoteza panspermije).
Razmotrimo najznačajniju od hipoteza.
Kreacionizam. Život je stvorio Stvoritelj. Kreator je Bog, ideja, vrhovna inteligencija, itd.
Hipoteza stabilnog stanja. Život, kao i sam Univerzum, oduvijek je postojao i postojaće zauvijek, jer ono što nema početak nema ni kraja. Istovremeno, postojanje pojedinačnih tijela i formacija (zvijezde, planete, organizmi) vremenski je ograničeno; ona nastaju, rađaju se i umiru. Trenutno ova hipoteza uglavnom ima istorijsko značenje, budući da je općeprihvaćena teorija formiranja Univerzuma “teorija Velikog praska”, prema kojoj Univerzum postoji ograničeno vrijeme, nastao je iz jedne tačke prije oko 15 milijardi godina.
Hipoteza panspermije. Život je na Zemlju donesen iz svemira i ovdje se ukorijenio nakon što su se na Zemlji razvili uslovi za to. Rješenje pitanja kako je nastao život u svemiru, zbog objektivnih teškoća njegovog rješavanja, odgođeno je na neodređeno vrijeme. Mogao je biti stvoren od strane Stvoritelja, postojati zauvijek ili nastati iz nežive materije. Nedavno se među naučnicima pojavljuje sve više pristalica ove hipoteze.
Hipoteza abiogeneze (spontano nastajanje živih bića iz neživih bića i kasnija biohemijska evolucija). Život je nastao na Zemlji iz nežive materije.
Godine 1924. A.I. Oparin je sugerirao da su živa bića nastala na Zemlji iz nežive tvari kao rezultat kemijske evolucije - složenih kemijskih transformacija molekula. Ovom događaju su pogodovali uslovi koji su tada vladali na Zemlji.
Godine 1953. S. Miller je dobio niz organskih tvari iz neorganska jedinjenja. Dokazana je temeljna mogućnost neorganskog puta za stvaranje biogenih organskih spojeva (ali ne i živih organizama).
A.I. Oparin je vjerovao da se organske tvari mogu stvoriti u primordijalnom oceanu iz jednostavnih neorganskih spojeva. Kao rezultat nakupljanja organskih tvari u okeanu, nastao je takozvani "primarni bujon". Proteini i drugi organski molekuli su se zatim kombinovali u kapljice koacervata, koji su služili kao prototip za ćelije. Podvrgnuti su kapi koacervata prirodna selekcija i evoluirao. Prvi organizmi su bili heterotrofni. Kako su rezerve "primarne juhe" iscrpljene, pojavili su se autotrofi.
Treba napomenuti da je sa stanovišta teorije vjerovatnoće vjerovatnoća sinteze visoko složenih biomolekula pod uvjetom njihove slučajne kombinacije komponente izuzetno niska.
IN AND. Vernadskog o poreklu i suštini života i biosfere. IN AND. Vernadsky je izložio svoje poglede na porijeklo života u sljedećim tezama:
1. Nije postojao početak života u kosmosu koji mi posmatramo, jer nije postojao početak ovog kosmosa. Život je vječan, budući da je kosmos vječan, i oduvijek se prenosio biogenezom.
2. Život, vječno svojstven Univerzumu, pojavio se nov na Zemlji, njegovi embrioni su stalno donošeni izvana, ali je na Zemlji zavladao samo kada su za to bile povoljne prilike.
3. Na Zemlji je oduvijek postojao život. Životni vek planete je samo trajanje života na njoj. Život je geološki (planetarno) vječan. Starost planete je neodrediva.
4. Život nikada nije bio nešto nasumično, zbijeno u nekim zasebnim oazama. Bila je svuda raspoređena i živa materija je uvek postojala u obliku biosfere.
5. Najstariji oblici života - lomljeno kamenje - sposobni su da obavljaju sve funkcije u biosferi. To znači da je moguća biosfera koja se sastoji samo od prokariota. Verovatno je takva bila i u prošlosti.
6. Živa materija ne može nastati iz inertne materije. Između ova dva stanja materije nema međukoraka. Naprotiv, kao rezultat uticaja života, došlo je do evolucije zemljine kore.
Stoga je neophodno prepoznati činjenicu da do danas nijedna od postojećih hipoteza o nastanku života nema direktan dokaz, a moderna nauka nema jasan odgovor na ovo pitanje.
POGLAVLJE 2. HEMIJSKI SASTAV ŽIVIH ORGANIZAMA
2.1. ELEMENTARNI SASTAV
Hemijski sastav živih organizama može se izraziti u dva oblika: atomskom i molekularnom. Atomski (elementarni) sastav karakterizira omjer atoma elemenata uključenih u žive organizme. Molekularni (materijalni) sastav odražava omjer molekula tvari.
Na osnovu relativnog sadržaja, elementi koji čine žive organizme obično se dijele u tri grupe:
1. Makroelementi - H, O, C, N (ukupno oko 98%, nazivaju se i osnovni), Ca, Cl, K, S, P, Mg, Na, Fe (ukupno oko 2%). Makroelementi čine najveći dio procentualnog sastava živih organizama.
2. Mikroelementi - Mn, Co, Zn, Cu, B, I itd. Njihov ukupan sadržaj u ćeliji je oko 0,1%.
3. Ultramikroelementi - Au, Hg, Se itd. Njihov sadržaj u ćeliji je veoma mali, a fiziološka uloga većine njih nije otkrivena.
Hemijski elementi koji su dio živih organizama i istovremeno djeluju biološke funkcije, nazivaju se biogenim. Čak i one od njih koje se nalaze u ćelijama u zanemarivim količinama ne mogu se ničim zamijeniti i apsolutno su neophodne za život.
2.2. MOLEKULARNI SASTAV
Hemijski elementi su dio ćelija u obliku jona i molekula neorganskih i organskih supstanci. Najvažnije anorganske tvari u ćeliji su voda i mineralne soli, najvažnije organske tvari su ugljikohidrati, lipidi, proteini i nukleinske kiseline.
2.2.1. Neorganske supstance
2.2.1.1. Voda
Voda je dominantna komponenta svih živih organizama. Ima jedinstvena svojstva zbog svojih strukturnih karakteristika: molekule vode imaju oblik dipola i između njih se formiraju vodikove veze. Prosječan sadržaj vode u ćelijama većine živih organizama je oko 70%. Voda u ćeliji je prisutna u dva oblika: slobodna (95% sve ćelijske vode) i vezana (4-5% vezana za proteine).
Funkcije vode:
1. Voda kao rastvarač. Mnoge hemijske reakcije u ćeliji su jonske i stoga se dešavaju samo u ćeliji vodena sredina. Supstance koje se otapaju u vodi nazivaju se hidrofilne (alkoholi, šećeri, aldehidi, aminokiseline), one koje se ne otapaju nazivaju se hidrofobne (masne kiseline, celuloza).
2.Voda kao reagens. Voda je uključena u mnoge hemijske reakcije: reakcije polimerizacije, hidrolize i u procesu fotosinteze.
3.Transport funkcija. Kretanje po cijelom tijelu zajedno sa vodom otopljenih u njemu tvari do njegovih različitih dijelova i uklanjanje nepotrebnih produkata iz tijela.
4.Voda kao termostabilizator i termostat. Ova funkcija je zbog takvih svojstava vode kao što je visok toplinski kapacitet - omekšava učinak na tijelo značajnih temperaturnih promjena u okolišu; visoka toplotna provodljivost - omogućava tijelu da održava istu temperaturu u cijelom svom volumenu; visoka toplota isparavanja - koristi se za hlađenje tijela tokom znojenja kod sisara i transpiracije kod biljaka.
5. Strukturna funkcija. Citoplazma ćelija sadrži od 60 do 95% vode, koja ćelijama daje normalan oblik. U biljkama voda održava turgor (elastičnost endoplazmatske membrane), kod nekih životinja služi kao hidrostatski skelet (meduze).
2.2.1.2. Mineralne soli
Mineralne soli u vodenom rastvoru ćelije disociraju na katione i anione. Najvažniji kationi su K+, Ca2+, Mg2+, Na+, NH4+, anjoni su Cl-, SO42-, HPO42-, H2PO4-, HCO3-, NO3-. Nije važna samo koncentracija, već i odnos pojedinačnih jona u ćeliji.
Funkcije minerala:
1.Održavanje acido-baznu ravnotežu. Najvažniji puferski sistemi kod sisara su fosfatni i bikarbonatni. Fosfatni pufer sistem (HPO42-, H2PO4-) održava pH intracelularne tečnosti u rasponu od 6,9-7,4. Bikarbonatni sistem (HCO3-, H2CO3) održava pH ekstracelularnog okruženja (krvne plazme) na 7,4.
2. Učešće u stvaranju potencijala ćelijske membrane. Unutar ćelije preovlađuju K+ joni i veliki organski joni, a u pericelularnim tečnostima ima više Na+ i Cl- jona. Kao rezultat, nastaje razlika u nabojima (potencijalima) između vanjske i unutrašnje površine ćelijske membrane. Razlika potencijala omogućava prijenos ekscitacije duž živca ili mišića.
3. Aktivacija enzima. Joni Ca2+, Mg2+ itd. su aktivatori i komponente mnogih enzima, hormona i vitamina.
4. Stvaranje osmotskog pritiska u ćeliji. Veća koncentracija jona soli unutar ćelije osigurava protok vode u nju i stvaranje turgorskog pritiska.
5.Gradnja (strukturalna). Jedinjenja dušika, fosfora, kalcija i drugih anorganskih supstanci služe kao izvor građevinski materijal za sintezu organskih molekula (aminokiselina, proteina, nukleinskih kiselina itd.) i dio su niza potpornih struktura ćelije i organizma. Soli kalcijuma i fosfora dio su životinjskog koštanog tkiva.
2.2.2. Organska materija
Koncept biopolimera. Polimer je višestruki lanac u kojem je karika neka relativno jednostavna supstanca - monomer. Biološki polimeri su polimeri koji su dio ćelija živih organizama i njihovih metaboličkih proizvoda. Biopolimeri su proteini, nukleinske kiseline i polisaharidi.
2.2.2.1. Ugljikohidrati
Ugljikohidrati su organska jedinjenja koja se sastoje od jednog ili više molekula jednostavnih šećera. Sadržaj ugljikohidrata u životinjskim stanicama je 1-5%, au nekim biljnim stanicama dostiže i 70%. Postoje tri grupe ugljikohidrata: monosaharidi (ili jednostavni šećeri), oligosaharidi (sastoje se od 2-10 molekula jednostavnih šećera), polisaharidi (sastoje se od više od 10 molekula šećera).
Monosaharidi su derivati ketona ili aldehida polihidričnim alkoholima. U zavisnosti od broja atoma ugljenika razlikuju se trioze, tetroze, pentoze (riboza, dezoksiriboza), heksoze (glukoza, fruktoza) i heptoze. U zavisnosti od funkcionalna grupaŠećeri se dijele na: aldoze koje sadrže aldehidnu grupu (glukoza, riboza, deoksiriboza) i ketoze koje sadrže ketonsku grupu (fruktozu).
Oligosaharidi u prirodi su uglavnom predstavljeni disaharidima, koji se sastoje od dva monosaharida međusobno povezana glikozidnom vezom. Najčešća je maltoza, ili sladni šećer, koji se sastoji od dva molekula glukoze; laktoza, koja je dio mlijeka i sastoji se od galaktoze i glukoze; saharoza ili šećer od repe, uključujući glukozu i fruktozu.
Polisaharidi. U polisaharidima su jednostavni šećeri (glukoza, manoza, galaktoza itd.) međusobno povezani glikozidnim vezama. Ako su prisutne samo 1-4 glikozidne veze, tada se formira linearni, nerazgranati polimer (celuloza); ako su prisutne i 1-4 i 1-6 veze, polimer će biti razgranat (glikogen).
Celuloza je linearni polisaharid koji se sastoji od molekula glukoze. Celuloza je glavna komponenta biljnog ćelijskog zida. Škrob i glikogen su razgranati polimeri ostataka β-glukoze i glavni su oblici skladištenja glukoze u biljkama i životinjama. Hitin formira egzoskelet (ljusku) rakova i insekata i daje snagu ćelijskom zidu gljiva.
Funkcije ugljenih hidrata:
1.Energija. Oksidacijom jednostavnih šećera (prvenstveno glukoze), tijelo prima najveći dio energije koja mu je potrebna. Kada se 1 g glukoze potpuno razgradi, oslobađa se 17,6 kJ energije.
2.Prodavnica. Škrob i glikogen djeluju kao izvor glukoze, oslobađajući je po potrebi.
3. Izgradnja (konstruktivna). Celuloza i hitin daju snagu ćelijskim zidovima biljaka i gljiva. Riboza i deoksiriboza su dio nukleinskih kiselina.
4. Receptor. Funkciju stanica da se međusobno prepoznaju osiguravaju glikoproteini koji se sastoje ćelijske membrane. Gubitak sposobnosti međusobnog prepoznavanja karakterističan je za ćelije malignih tumora.
2.2.2.2. Lipidi
Lipidi su masti i organska jedinjenja nalik mastima koja su praktično nerastvorljiva u vodi. Njihov sadržaj u različitim ćelijama veoma varira: od 2-3 do 50-90% u ćelijama sjemena biljaka i masnog tkiva životinja. Hemijski, lipidi su općenito estri masnih kiselina i niza alkohola. Dijele se u nekoliko klasa: neutralne masti, voskovi, fosfolipidi, steroidi itd.
Funkcije lipida:
1. Izgradnja (konstrukcija). Fosfolipidi su, zajedno sa proteinima, osnova bioloških membrana. Holesterol je važna komponenta ćelijskih membrana kod životinja.
2. Hormonski (regulatorni). Mnogi hormoni su hemijski steroidi (testosteron, progesteron, kortizon).
3.Energija. Kada se oksidira 1 g masnih kiselina, oslobađa se 38 kJ energije i sintetizira se dvostruko više ATP-a nego kada se ista količina glukoze razgradi.
4.Prodavnica. Značajan dio energetskih rezervi tijela pohranjen je u obliku masti. Osim toga, masti služe kao izvor vode (kada se sagori 1 g masti, formira se 1,1 g vode). Ovo je posebno vrijedno za pustinjske i arktičke životinje koje doživljavaju nedostatak slobodne vode.
5.Protective. Kod sisara, potkožna mast djeluje kao toplinski izolator. Vosak pokriva epidermu biljaka, perja, vune i životinjske dlake, štiteći je od vlaženja.
6. Učešće u metabolizmu. Vitamin D igra ključnu ulogu u metabolizmu kalcijuma i fosfora.
2.2.2.3. Vjeverice
Proteini su biološki heteropolimeri čiji su monomeri aminokiseline.
By hemijski sastav aminokiseline su spojevi koji sadrže jednu karboksilnu grupu (-COOH) i jednu aminsku grupu (-NH2), povezane s jednim atomom ugljika, za koji je vezan bočni lanac - neki radikal R (to je ono što aminokiselini daje jedinstvena svojstva ).
Samo 20 aminokiselina je uključeno u formiranje proteina. Nazivaju se osnovnim ili osnovnim: alanin, metionin, valin, prolin, leucin, izoleucin, triptofan, fenilalanin, asparagin, glutamin, serin, glicin, tirozin, treonin, cistein, arginin, histidin, lizin, glutaminska kiselina i asparaginska kiselina. Neke od aminokiselina se ne sintetiziraju u životinjama i ljudima i moraju se unositi iz biljne hrane (nazivaju se esencijalnim).
Aminokiseline, povezujući se jedna s drugom kovalentnim peptidnim vezama, formiraju peptide različite dužine. Peptidna (amidna) veza je kovalentna veza formirana od karboksilne grupe jedne aminokiseline i aminske grupe druge. Proteini su polipeptidi visoke molekularne težine koji sadrže od sto do nekoliko hiljada aminokiselina.
Postoje 4 nivoa organizacije proteina:
Primarna struktura je sekvenca aminokiselina u polipeptidnom lancu. Nastaje zbog kovalentnih peptidnih veza između aminokiselinskih ostataka. Primarna struktura je određena redoslijedom nukleotida u dijelu molekule DNK koji kodira dati protein. Primarna struktura svakog proteina je jedinstvena i određuje njegov oblik, svojstva i funkcije.
Sekundarna struktura se formira savijanjem polipeptidnih lanaca u -helix ili -strukturu. Održava se vodoničnim vezama između atoma vodika NH- grupa i atoma kiseonika CO- grupa. -heliks nastaje kao rezultat uvrtanja polipeptidnog lanca u spiralu s jednakim razmacima između zavoja. Karakteristično je za globularne proteine koji imaju sferni oblik globule. -struktura je uzdužni raspored tri polipeptidna lanca. Karakteristična je za fibrilarne proteine koji imaju izdužen oblik fibrila. Samo globularni proteini imaju tercijarne i kvarterne strukture.
Tercijarna struktura nastaje kada se spirala savije u kuglu (globulu ili domenu). Domeni su globulaste formacije sa hidrofobnom jezgrom i hidrofilnim vanjskim slojem. Tercijarna struktura nastaje zbog veza formiranih između R radikala aminokiselina, zbog ionskih, hidrofobnih i disperzijskih interakcija, kao i zbog stvaranja disulfidnih (S-S) veza između cisteinskih radikala.
Kvaternarna struktura je karakteristična za kompleksne proteine koji se sastoje od dva ili više polipeptidnih lanaca koji nisu povezani kovalentnim vezama, kao i za proteine koji sadrže neproteinske komponente (joni metala, koenzimi). Kvaternarna struktura je podržana istim hemijskim vezama kao i tercijarna.
Konfiguracija proteina zavisi od redosleda aminokiselina, ali na nju mogu uticati i specifični uslovi u kojima se protein nalazi.
Gubitak strukturne organizacije proteinskog molekula naziva se denaturacija. Denaturacija može biti reverzibilna ili ireverzibilna. Reverzibilnom denaturacijom uništavaju se kvartarne, tercijarne i sekundarne strukture, ali zbog očuvanja primarne strukture, kada se vrate normalni uvjeti, moguća je renaturacija proteina – obnavljanje normalne (nativne) konformacije.
Na osnovu njihovog hemijskog sastava razlikuju se jednostavni i složeni proteini. Jednostavni proteini se sastoje samo od aminokiselina (fibrilarni proteini, imunoglobulini). Složeni proteini sadrže proteinski dio i neproteinski dio - prostetske grupe. Postoje lipoproteini (sadrže lipide), glikoproteini (ugljikohidrati), fosfoproteini (jedna ili više fosfatnih grupa), metaloproteini (razni metali), nukleoproteini (nukleinske kiseline). Protetske grupe obično igraju važnu ulogu u proteinu koji obavlja svoju biološku funkciju.
Funkcije proteina:
1.Katalitički (enzimski). Svi enzimi su proteini. Enzimski proteini katalizuju protok u tijelu hemijske reakcije.
2. Izgradnja (strukturalna). Obavljaju ga fibrilarni proteini keratini (nokti, kosa), kolagen (tetive), elastin (ligamenti).
3. Transport. Brojni proteini su sposobni da se vežu i prenose razne supstance(hemoglobin nosi kiseonik).
4. Hormonski (regulatorni). Mnogi hormoni su proteinske supstance (insulin reguliše metabolizam glukoze).
5.Protective. Imunoglobulini krvi su antitijela; fibrin i trombin su uključeni u zgrušavanje krvi.
6. Kontraktil (motorni). Aktin i miozin formiraju mikrofilamente i vrše kontrakciju mišića, tubulin formira mikrotubule.
7. Receptor (signal). Neki proteini ugrađeni u membranu "percipiraju informacije" iz okoline.
8.Energija. Kada se 1 g proteina razgradi, oslobađa se 17,6 kJ energije.
Enzimi. Enzimski proteini kataliziraju kemijske reakcije u tijelu. Ove reakcije, zbog energetskih razloga, ili se uopće ne javljaju u tijelu, ili se odvijaju presporo.
Po svojoj biohemijskoj prirodi, svi enzimi su visoke molekularne težine proteinske supstance, obično kvartarne strukture. Svi enzimi osim proteina sadrže i neproteinske komponente. Proteinski dio se naziva apoenzim, a neproteinski dio se naziva kofaktor (ako je jednostavna neorganska supstanca, na primjer Zn2+) ili koenzim (koenzim) (ako je organsko jedinjenje).
Molekul enzima sadrži aktivni centar, koji se sastoji od dvije sekcije - sorpcijske (odgovorne za vezivanje enzima na molekulu supstrata) i katalitičke (odgovorne za nastanak same katalize). Tokom reakcije, enzim veže supstrat, uzastopno mijenja njegovu konfiguraciju, formirajući niz međumolekula koji na kraju proizvode produkte reakcije.
Razlika između enzima i anorganskih katalizatora je sljedeća:
1. Jedan enzim katalizuje samo jednu vrstu reakcije.
2. Aktivnost enzima je ograničena na prilično uzak temperaturni raspon (obično 35-45 0C).
3.Enzimi su aktivni pri određenim pH vrijednostima (većina u blago alkalnom okruženju).
2.2.2.4. Nukleinske kiseline
Mononukleotidi. Mononukleotid se sastoji od jedne purinske (adenin - A, guanin - G) ili pirimidinske (citozin - C, timin - T, uracil - U) azotne baze, pentoznog šećera (riboza ili deoksiriboza) i 1-3 ostatka fosforna kiselina.
Polinukleotidi. Postoje dvije vrste nukleinskih kiselina: DNK i RNK. Nukleinske kiseline su polimeri čiji su monomeri nukleotidi.
DNK i RNA nukleotidi se sastoje od sljedećih komponenti:
1. Azotna baza (u DNK: adenin, gvanin, citozin i timin; u RNK: adenin, gvanin, citozin i uracil).
2. Pentoza šećer (u DNK - deoksiriboza, u RNK - riboza).
3. Ostatak fosforne kiseline.
DNK (deoksi ribonukleinske kiseline) je nerazgranati polimer dugog lanca koji se sastoji od četiri vrste monomera - nukleotida A, T, G i C - međusobno povezanih kovalentna veza kroz ostatke fosforne kiseline.
Molekul DNK se sastoji od dva spiralno uvijena lanca (dvostruki heliks). U ovom slučaju adenin formira 2 vodikove veze sa timinom, a gvanin 3 veze sa citozinom. Ovi parovi azotnih baza nazivaju se komplementarni. U molekulu DNK one su uvijek smještene jedna naspram druge. Lanci u molekulu DNK su u suprotnim smjerovima. Prostorna struktura DNK molekule su ustanovili 1953. D. Watson i F. Crick.
Vezivanjem za proteine, molekul DNK formira hromozom. Hromosom je kompleks jednog molekula DNK sa proteinima. Molekuli DNK eukariotskih organizama (gljiva, biljaka i životinja) su linearni, otvorenog tipa, vezani su za proteine, formirajući hromozome. Kod prokariota (bakterija), DNK je zatvorena u prsten, nije povezana sa proteinima i ne formira linearni hromozom.
Funkcija DNK: skladištenje, prijenos i reprodukcija kroz generacije genetske informacije. DNK određuje koje proteine treba sintetizirati iu kojim količinama.
RNK (ribonukleinske kiseline) sadrže ribozu umjesto deoksiriboze i uracil umjesto timina. RNK obično ima samo jedan lanac, koji je kraći od lanaca DNK. Dvolančana RNK nalazi se u nekim virusima.
Vrste RNK:
Informacijska (matrična) RNA - mRNA (ili mRNA). Ima otvoreni krug. Služi kao šablon za sintezu proteina, prenoseći informacije o njihovoj strukturi od molekula DNK do ribozoma u citoplazmi.
Transfer RNA - tRNA. Isporučuje aminokiseline u sintetizirani proteinski molekul. Molekul tRNA se sastoji od 70-90 nukleotida i zahvaljujući komplementarnim interakcijama unutar lanaca dobiva karakterističnu sekundarnu strukturu u obliku „listova djeteline“.
Ribosomalna RNK - rRNA. U kombinaciji sa ribosomskim proteinima formira ribozome - organele na kojima se odvija sinteza proteina.
U ćeliji, mRNA čini oko 5%, tRNA oko 10%, a rRNA oko 85% sve stanične RNK.
Funkcije RNK: učešće u biosintezi proteina.
Samodupliciranje DNK. Molekuli DNK imaju sposobnost koja nije svojstvena nijednom drugom molekulu – sposobnost udvostručavanja. Proces udvostručavanja molekula DNK naziva se replikacija. Replikacija se zasniva na principu komplementarnosti - formiranje vodoničnih veza između nukleotida A i T, G i C.
Ovaj proces provode enzimi DNK polimeraze. Pod njihovim uticajem, lanci molekula DNK se razdvajaju na mali segment molekula. Na lancu matične molekule kompletirani su lanci kćeri. Zatim se novi segment razotkriva i ciklus replikacije se ponavlja.
Kao rezultat, formiraju se kćerki molekuli DNK koji se ne razlikuju jedni od drugih niti od roditeljskog molekula. Tokom ćelijske diobe, ćerke DNK molekule se distribuiraju među rezultirajućim ćelijama. Tako se informacije prenose s generacije na generaciju.
POGLAVLJE 3. STANIČNA STRUKTURA
Osnovni principi ćelijske teorije:
1. Ćelija je strukturna jedinica svih živih bića. Svi živi organizmi se sastoje od ćelija (s izuzetkom virusa).
2. Ćelija je funkcionalna jedinica svih živih bića. Ćelija pokazuje čitav kompleks vitalnih funkcija.
3. Ćelija je jedinica razvoja svih živih bića. Nove ćelije nastaju samo kao rezultat deobe prvobitne (majčinske) ćelije.
4. Ćelija je genetska jedinica svih živih bića. Kromosomi ćelije sadrže informacije o razvoju cijelog organizma.
5. Ćelije svih organizama su slične po hemijskom sastavu, strukturi i funkcijama.
3.1. VRSTE ĆELIČNE ORGANIZACIJE
Među živim organizmima samo virusi nemaju ćelijska struktura. Svi ostali organizmi su predstavljeni ćelijskim oblicima života. Postoje dva tipa ćelijske organizacije: prokariotska i eukariotska. Prokarioti uključuju bakterije i plavo-zelene, eukarioti uključuju biljke, gljive i životinje.
Prokariotske ćelije su relativno jednostavne. Nemaju jezgro, područje u kojem se nalazi DNK u citoplazmi naziva se nukleoid, jedina molekula DNK je kružna i nije povezana sa proteinima, ćelije su manje od eukariotskih, u ćelijskom zidu se nalazi glikopeptid - murein, nema membranskih organela, njihove funkcije se obavljaju invaginacijama plazma membrane, ribozomi su mali, nema mikrotubula, pa je citoplazma nepomična, a cilije i bičevi imaju posebnu građu.
Eukariotske ćelije imaju jezgro u kojem se nalaze hromozomi - linearne DNK molekule povezane s proteinima; različite membranske organele nalaze se u citoplazmi.
Biljne ćelije se razlikuju po prisustvu debelog celuloznog ćelijskog zida, plastida i velike centralne vakuole koja pomera jezgro na periferiju. Ćelijski centar viših biljaka ne sadrži centriole. Ugljikohidrat za skladištenje je škrob.
Gljivične ćelije imaju ćelijski zid koji sadrži hitin, centralnu vakuolu u citoplazmi i nema plastida. Samo neke gljive imaju centriol u centru ćelije. Glavna rezerva ugljenih hidrata je glikogen.
Životinjske ćelije, u pravilu, imaju tanak stanični zid, ne sadrže plastide i centralnu vakuolu; ćelijski centar karakterizira centriol. Ugljikohidrat za skladištenje je glikogen.
3.2. STRUKTURA EUKARIOTSKE ĆELIJE
Sve ćelije se sastoje od tri glavna dela:
1. Ćelijska membrana ograničava ćeliju iz okoline.
2. Citoplazma čini unutrašnji sadržaj ćelije.
3. Nukleus (kod prokariota - nukleoid). Sadrži genetski materijal ćelije.
3.2.1. Stanične membrane
Struktura ćelijske membrane. Osnova stanične membrane je plazma membrana - biološka membrana koja ograničava unutrašnji sadržaj ćelije iz spoljašnje sredine.
Sve biološke membrane su dvosloj lipida, čiji su hidrofobni krajevi okrenuti prema unutra, a hidrofilne glave prema van. Proteini su uronjeni u nju na različite dubine, od kojih neki prodiru kroz membranu. Proteini se mogu kretati u ravnini membrane. Membranski proteini obavljaju različite funkcije: transport različitih molekula; prijem i pretvaranje signala iz okoline; održavanje strukture membrane. Najvažnije svojstvo membrana je selektivna permeabilnost.
Plazma membrane životinjskih ćelija imaju spolja sloj glikokaliksa koji se sastoji od glikoproteina i glikolipida, koji obavlja signalne i receptorske funkcije. Ima važnu ulogu u spajanju ćelija u tkiva. Plazma membrane biljne ćelije prekrivena ćelijskim zidom od celuloze. Pore u zidu omogućavaju prolaz vode i male molekule, a krutost daje ćeliji mehaničku potporu i zaštitu.
Funkcije ćelijske membrane. Stanična membrana obavlja sljedeće funkcije: određuje i održava oblik ćelije; štiti ćeliju od mehaničkih utjecaja i prodora štetnih bioloških agenasa; ograničava unutrašnji sadržaj ćelije; regulira metabolizam između stanice i okoline, osiguravajući postojanost unutarćelijskog sastava; vrši prepoznavanje mnogih molekularnih signala (na primjer, hormona); sudjeluje u formiranju međućelijskih kontakata i raznih vrsta specifičnih izbočina citoplazme (mikrovile, cilije, flagele).
Mehanizmi prodiranja supstanci u ćelije. Postoji stalna razmjena tvari između ćelije i okoline. Joni i male molekule se transportuju kroz membranu pasivnim ili aktivnim transportom, makromolekule i velike čestice endo- i egzocitozom.
Pasivni transport je kretanje tvari duž gradijenta koncentracije, koje se vrši bez utroška energije, jednostavnom difuzijom, osmozom ili olakšanom difuzijom uz pomoć proteina nosača. Aktivan transport- prijenos tvari pomoću proteina nosača protiv gradijenta koncentracije povezan je s utroškom energije.
Endocitoza je apsorpcija tvari okružujući ih izbočinama plazma membrane uz stvaranje membranom okruženih vezikula. Egzocitoza je oslobađanje supstanci iz ćelije okružujući ih izraslinama plazma membrane uz stvaranje membranom okruženih vezikula. Apsorpcija i oslobađanje čvrstih i velikih čestica nazivaju se fagocitoza, odnosno reverzna fagocitoza; tekuće ili otopljene čestice nazivaju se pinocitoza i reverzna pinocitoza.
3.2.2. Citoplazma
Citoplazma je unutrašnji sadržaj ćelije i sastoji se od glavne supstance (hijaloplazme) i različitih unutarćelijskih struktura koje se nalaze u njoj (inkluzije i organele).
Hijaloplazma (matrica) je vodeni rastvor anorganske i organske supstance, sposobne da menjaju svoj viskozitet i da su u stalnom kretanju.
Citoplazmatske strukture ćelije su predstavljene inkluzijama i organelama. Inkluzije su nestabilne strukture citoplazme u obliku granula (škrob, glikogen, proteini) i kapljica (masti). Organele su trajne i bitne komponente većine ćelija, imaju specifičnu strukturu i obavljaju vitalne funkcije.
Jednomembranske ćelijske organele: endoplazmatski retikulum, lamelarni Golgijev kompleks, lizozomi.
Endoplazmatski retikulum (mreža) je sistem međusobno povezanih šupljina, cijevi i kanala, omeđenih od citoplazme jednim slojem membrane i koji dijeli citoplazmu stanica na izolovane prostore. Ovo je neophodno za razdvajanje mnogih paralelnih reakcija. Postoje grubi endoplazmatski retikulum (na njegovoj površini se nalaze ribozomi na kojima se sintetiziraju proteini) i glatki endoplazmatski retikulum (na njegovoj površini se vrši sinteza lipida i ugljikohidrata).
Golgijev aparat (lamelarni kompleks) je gomila od 5-20 spljoštenih membranskih šupljina u obliku diska i mikromjehurića iz njih. Njegova funkcija je transformacija, akumulacija, transport tvari koje ulaze u različite unutarćelijske strukture ili izvan ćelije. Membrane Golgijevog aparata su sposobne da formiraju lizozome.
Lizozomi su membranske vezikule koje sadrže litičke enzime. U lizosomima, oba produkta koji ulaze u ćeliju endocitozom i sastavni dijelovi ćelije ili cijela stanica se probavljaju (autoliza). Postoje primarni i sekundarni lizozomi. Primarni lizozomi su mikromjehurići odvojeni od šupljina Golgijevog aparata, okruženi jednom membranom i sadrže skup enzima. Nakon fuzije primarnih lizosoma sa supstratom koji se digestira, formiraju se sekundarni lizozomi (na primjer, probavne vakuole protozoa).
Vakuole su membranske vrećice ispunjene tekućinom. Membrana se naziva tonoplast, a sadržaj se naziva ćelijski sok. Ćelijski sok može sadržavati rezervne hranjive tvari, otopine pigmenta, otpadne proizvode i hidrolitičke enzime. Vakuole su uključene u regulaciju metabolizma vode i soli, stvaranje turgorskog tlaka, nakupljanje rezervnih tvari i uklanjanje toksičnih spojeva iz metabolizma.
Endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks, lizozomi i vakuole su jednomembranske strukture i čine jedan membranski sistem ćelije.
Dvomembranske stanične organele: mitohondrije i plastidi.
Eukariotske ćelije također imaju organele izolirane iz citoplazme pomoću dvije membrane. To su mitohondrije i plastidi. Imaju svoju kružnu DNK molekulu, male ribozome i sposobni su za podjelu. To je poslužilo kao osnova za nastanak simbiotske teorije o porijeklu eukariota. Prema ovoj teoriji, u prošlosti su mitohondrije i plastidi bili nezavisni prokarioti, koji su kasnije prešli na endosimbiozu sa drugim ćelijskim organizmima.
Mitohondrije su štapićaste, ovalne ili okrugle organele. Sadržaj mitohondrija (matriksa) ograničen je od citoplazme s dvije membrane: vanjskom glatkom membranom i unutrašnjom koja formira nabore (kriste). ATP molekuli se formiraju u mitohondrijima.
Plastidi su organele okružene ljuskom koja se sastoji od dvije membrane s homogenom tvari unutar (stroma). Plastidi su karakteristični samo za ćelije fotosintetskih eukariotskih organizama. U zavisnosti od boje razlikuju se hloroplasti, hromoplasti i leukoplasti.
Kloroplasti su zeleni plastidi u kojima se odvija proces fotosinteze. Spoljna membrana je glatka. Unutrašnji - formira sistem ravnih vezikula (tilakoida), koji se skupljaju u hrpe (granas). Tilakoidne membrane sadrže zelene pigmente, hlorofile, kao i karotenoide. Hromoplasti su plastidi koji sadrže karotenoidne pigmente, dajući im crvenu, žutu i narandžastu boju. Daju svijetle boje cvijeću i voću. Leukoplasti su nepigmentirani, bezbojni plastidi. Sadrži u ćelijama podzemnih ili neobojenih dijelova biljaka (korijena, rizoma, gomolja). Sposoban da akumulira rezervne hranljive materije, prvenstveno skrob, lipide i proteine. Leukoplasti se mogu pretvoriti u hloroplaste (na primjer, kada gomolji krumpira procvjetaju), a hloroplasti se mogu pretvoriti u hromoplaste (na primjer, kada plodovi sazriju).
Organele koje nemaju membransku strukturu: ribozomi, mikrofilamenti, mikrotubule, ćelijski centar.
Ribosomi su male organele, globularnog oblika, koje se sastoje od proteina i rRNA. Ribozomi su predstavljeni sa dvije podjedinice: velikom i malom. Mogu biti ili slobodni u citoplazmi ili pričvršćeni za endoplazmatski retikulum. Sinteza proteina se odvija na ribosomima.
Mikrotubule i mikrofilamenti su strukture nalik na niti koje se sastoje od kontraktilnih proteina i odgovorne su za motoričke funkcije ćelije. Mikrotubule izgledaju kao dugi šuplji cilindri, čiji se zidovi sastoje od proteina - tubulina. Mikrofilamenti su još tanje, dugačke strukture nalik filamentima sastavljene od aktina i miozina. Mikrotubule i mikrofilamenti prodiru kroz cijelu citoplazmu stanice, formirajući njen citoskelet, uzrokujući ciklozu (citoplazmatski tok), unutarćelijske pokrete organela, formirajući vreteno itd. Na određeni način organizirane mikrotubule formiraju centriole ćelijskog centra, bazalnih tijela, cilija i bičaka.
Ćelijski centar (centrosom) obično se nalazi blizu jezgra i sastoji se od dva centriola smještena okomito jedan na drugi. Svaki centriol izgleda kao šuplji cilindar, čiji zid čini 9 trojki mikrotubula. Centriole igraju važnu ulogu u diobi stanica formiranjem vretena.
Flagele i cilije su organele kretanja, koje su osebujni izdanci citoplazme ćelije. Kostur flageluma ili cilije ima oblik cilindra, duž čijeg se perimetra nalazi 9 parnih mikrotubula, au sredini - 2 pojedinačne.
3.2.3. Core
Većina ćelija ima jedno jezgro, ali se nalaze i višejezgrene ćelije (u nizu protozoa, u skeletnim mišićima kičmenjaka). Neke visoko specijalizirane stanice gube svoje jezgre (eritrociti kod sisara i stanice sitaste cijevi u angiospermi).
Jezgro obično ima sferni ili ovalni oblik. Jezgro se sastoji od nuklearnog omotača i karioplazme koja sadrži kromatin (hromozome) i jezgre.
Nuklearni omotač čine dvije membrane (vanjska i unutrašnja). Rupe u nuklearnoj ovojnici nazivaju se nuklearnim porama. Preko njih dolazi do razmjene tvari između jezgre i citoplazme.
Karioplazma je unutrašnji sadržaj jezgra.
Hromatin je neumotani DNK molekul vezan za proteine. U ovom obliku, DNK je prisutna u ćelijama koje se ne dijele. U ovom slučaju moguće je udvostručavanje (replikacija) DNK i implementacija informacija sadržanih u DNK. Kromosom je spiralizirani DNK molekul povezan s proteinima. DNK se umotava pre deobe ćelije kako bi se genetski materijal preciznije distribuirao tokom deobe. U fazi metafaze, svaki hromozom se sastoji od dvije hromatide, koje su rezultat umnožavanja DNK. Kromatide su međusobno povezane u području primarne konstrikcije ili centromere. Centromera dijeli hromozom u dva kraka. Neki hromozomi imaju sekundarne konstrikcije.
Nukleolus je sferna struktura čija je funkcija sinteza rRNA.
Funkcije jezgra: 1.Skladištenje genetskih informacija i prijenos u ćelije kćeri tokom diobe. 2. Kontrola aktivnosti ćelije.
POGLAVLJE 4. METABOLIZAM I KONVERZIJA ENERGIJE
4.1. VRSTE ISHRANA ŽIVIH ORGANIZAMA
Svi živi organizmi koji žive na Zemlji su otvoreni sistemi koji ovise o snabdijevanju materijom i energijom izvana. Proces trošenja materije i energije naziva se ishrana. Hemijske supstance neophodni su za izgradnju tijela, energija - za obavljanje vitalnih procesa.
Na osnovu vrste ishrane živi organizmi se dele na autotrofe i heterotrofe.
Autotrofi su organizmi koji koriste ugljični dioksid kao izvor ugljika (biljke i neke bakterije). Drugim riječima, radi se o organizmima koji od neorganskih stvaraju organske tvari - ugljični dioksid, vodu, mineralne soli.
Ovisno o izvoru energije, autotrofi se dijele na fototrofe i kemotrofe. Fototrofi su organizmi koji se koriste za biosintezu svetlosna energija(biljke, cijanobakterije). Hemotrofi su organizmi koji za biosintezu koriste energiju hemijskih reakcija oksidacije anorganskih jedinjenja (kemotrofne bakterije: vodonik, nitrificirajuće, gvožđe bakterije, sumporne bakterije itd.).
Heterotrofi su organizmi koji koriste organske spojeve (životinje, gljive i većinu bakterija) kao izvor ugljika.
Prema načinu dobivanja hrane heterotrofi se dijele na fagotrofe (holozoane) i osmotrofe. Fagotrofi (holozoani) gutaju čvrste komade hrane (životinje), osmotrofi apsorbuju organske supstance iz rastvora direktno kroz ćelijske zidove (gljivice, većina bakterija).
Miksotrofi su organizmi koji mogu sintetizirati organske tvari iz anorganskih i hraniti se gotovim organskim spojevima (insektivorne biljke, predstavnici odjela algi euglene, itd.).
U tabeli 1 prikazan je način ishrane velikih sistematskih grupa živih organizama.
Tabela 1
Vrste ishrane velikih sistematskih grupa živih organizama
4.2. POJAM METABOLIZMA
Metabolizam je zbir svih hemijskih reakcija koje se odvijaju u živom organizmu. Važnost metabolizma je stvaranje tvari potrebnih tijelu i opskrba energijom. Postoje dvije komponente metabolizma - katabolizam i anabolizam.
Katabolizam (ili energetski metabolizam, ili disimilacija) je skup hemijskih reakcija koje dovode do stvaranja jednostavne supstance od složenijih (hidroliza polimera do monomera i razlaganje ovih do niskomolekularnih spojeva ugljičnog dioksida, vode, amonijaka i drugih tvari). Kataboličke reakcije se obično javljaju s oslobađanjem energije.
Anabolizam (ili plastični metabolizam, ili asimilacija) je suprotan koncept katabolizma - skup reakcija hemijske sinteze složene supstance od jednostavnijih (formiranje ugljikohidrata iz ugljičnog dioksida i vode tokom fotosinteze, reakcije sinteze matriksa). Anaboličke reakcije zahtijevaju utrošak energije.
Procesi plastike i energetski metabolizam su neraskidivo povezani. Svi sintetički (anabolički) procesi zahtijevaju energiju koja se dobiva putem reakcija disimilacije. Same reakcije razgradnje (katabolizam) nastaju samo uz učešće enzima koji se sintetiziraju tokom procesa asimilacije.
4.3. ATP I NJEGOVA ULOGA U METABOLIZMU
Energija koja se oslobađa tokom razgradnje organske materije ćelija se ne koristi odmah, već se pohranjuje u obliku visokoenergetskih jedinjenja, obično u obliku adenozin trifosfata (ATP).
ATP (adenozin trifosforna kiselina) je mononukleotid koji se sastoji od adenina, riboze i tri ostatka fosforne kiseline međusobno povezanih visokoenergetskim vezama. Ove veze pohranjuju energiju, koja se oslobađa kada se pokidaju:
ATP + H2O --> ADP + H3PO4 + Q1
ADP + H2O --> AMP + H3PO4 + Q2
AMP + H2O --> adenin + riboza + H3PO4 + Q3,
Gdje je ATP adenozin trifosforna kiselina; ADP - adenozin difosforna kiselina; AMP - adenozin monofosforna kiselina; Q1 = Q2 = 30,6 kJ; Q3 = 13,8 kJ.
Opskrba ATP-om u ćeliji je ograničena i nadopunjuje se procesom fosforilacije. Fosforilacija je dodavanje ostatka fosforne kiseline u ADP (ADP + P ATP). Energiju akumuliranu u molekulima ATP tijelo koristi u anaboličkim reakcijama (reakcije biosinteze). Molekul ATP-a je univerzalni skladište i nosilac energije za sva živa bića.
4.4. ENERGETSKA RAZMJENA
Energiju potrebnu za život većina organizama dobiva kao rezultat procesa oksidacije organskih tvari, odnosno kao rezultat kataboličkih reakcija. Najvažnija veza, koji djeluje kao gorivo, je glukoza.
U odnosu na slobodni kiseonik, organizmi se dele u tri grupe.
Aerobi (obavezni aerobi) su organizmi koji mogu živjeti samo u okruženju kisika (životinje, biljke, neke bakterije i gljive).
Anaerobi (obavezni anaerobi) su organizmi koji nisu u stanju da žive u okruženju kiseonika (neke bakterije).
Fakultativni oblici (fakultativni anaerobi) su organizmi koji mogu živjeti i u prisustvu kisika i bez njega (neke bakterije i gljive).
Kod obveznih aerobnih i fakultativnih anaeroba, u prisustvu kiseonika, katabolizam se odvija u tri faze: pripremni, bez kiseonika i kiseonik. Kao rezultat, organske tvari se raspadaju u neorganske spojeve. Kod obveznih anaerobnih i fakultativnih anaerobnih, kada postoji nedostatak kiseonika, dolazi do katabolizma u prve dve faze: pripremne i bez kiseonika. Kao rezultat, formiraju se srednja organska jedinjenja koja su još uvijek bogata energijom.
Faze katabolizma:
1. Prva faza – pripremna – sastoji se od enzimske razgradnje složenih organskih jedinjenja na jednostavnija. Proteini se razlažu na aminokiseline, masti na glicerol i masne kiseline, polisaharidi na monosaharide, nukleinske kiseline na nukleotide. U višećelijskih organizama to se događa u gastrointestinalnom traktu, kod jednoćelijskih organizama - u lizosomima pod djelovanjem hidrolitičkih enzima. Energija koja se oslobađa u ovom procesu se raspršuje u obliku topline. Rezultirajuća organska jedinjenja se ili podvrgavaju daljoj oksidaciji ili ih ćelija koristi za sintetizaciju sopstvenih organskih jedinjenja.
2. Druga faza - nepotpuna oksidacija (bez kiseonika) - sastoji se od daljeg razlaganja organskih materija, koje se vrši u citoplazmi ćelije bez učešća kiseonika.
Nepotpuna oksidacija glukoze bez kisika naziva se glikoliza. Kao rezultat glikolize jednog molekula glukoze nastaju dva molekula pirogrožđane kiseline (PVA, piruvat) CH3COCOOH, ATP i vode, kao i atomi vodonika, koji su vezani molekulom nosača NAD+ i pohranjeni u obliku NADTH.
Ukupna formula glikolize je sljedeća:
C6H12O6 + 2 H3PO4 + 2 ADP + 2 NAD+ --> 2 C3H4O3 + 2 H2O + 2 ATP + 2 NADH.
U nedostatku kiseonika u okolini, proizvodi glikolize (PVC i NADTH) se prerađuju ili u etil alkohol - alkoholna fermentacija (u kvascima i biljnim ćelijama sa nedostatkom kiseonika)
CH3COCOOH --> CO2 + CH3SON
CH3SON + 2 NADH --> C2H5OH + 2 NAD+,
Ili u mliječnu kiselinu - fermentacija mliječne kiseline (u životinjskim stanicama s nedostatkom kisika)
CH3COCOOH + 2 NADH C3H6O3 + 2 NAD+.
U prisustvu kiseonika u okolini, proizvodi glikolize se dalje razlažu do finalnih proizvoda.
3. Treća faza – potpuna oksidacija (respiracija) – sastoji se od oksidacije PVC-a do ugljen-dioksida i vode, koja se vrši u mitohondrijama, uz obavezno učešće kiseonika.
Sastoji se od tri faze:
A) formiranje acetil koenzima A;
B) oksidacija acetil koenzima A u Krebsovom ciklusu;
B) oksidativna fosforilacija u lancu transporta elektrona.
A. U prvoj fazi, PVC se prenosi iz citoplazme u mitohondrije, gde stupa u interakciju sa matriksnim enzimima i formira: 1) ugljen-dioksid koji se uklanja iz ćelije; 2) atomi vodonika, koji se molekulama nosačima dopremaju do unutrašnje membrane mitohondrija; 3) acetil koenzim A (acetil-CoA).
B. U drugoj fazi, acetil koenzim A oksidira se u Krebsovom ciklusu. Krebsov ciklus (ciklus trikarboksilne kiseline, ciklus limunske kiseline) je lanac uzastopnih reakcija tokom kojih jedan molekul acetil-CoA proizvodi: 1) dva molekula ugljičnog dioksida, 2) molekulu ATP-a i 3) četiri para prenesenih atoma vodika na molekule -transportere - NAD i FAD.
Dakle, kao rezultat glikolize i Krebsovog ciklusa, molekul glukoze se razlaže na CO2, a energija oslobođena tokom ovog procesa troši se na sintezu 4ATP i akumulira u 10NADTH i 4FADTH2.
B. U trećoj fazi, atomi vodonika sa NADTH i FADTH2 oksidiraju se molekularnim kiseonikom O2 da bi se formirala voda. Jedan NADTH je sposoban da formira 3 ATP, a jedan FADTH2 je sposoban da formira 2 ATP. Tako se energija oslobođena u ovom slučaju pohranjuje u obliku još 34 ATP. Stvaranje ATP-a u mitohondrijima uz sudjelovanje kisika naziva se oksidativna fosforilacija.
Dakle, ukupna jednačina za razgradnju glukoze u procesu ćelijskog disanja ima sljedeći oblik:
C6H12O6 + 6 O2 + 38 H3PO4 + 38 ADP --> 6 CO2 + 44 H2O + 38 ATP.
Tako se tokom glikolize formiraju 2 molekula ATP-a, tokom ćelijskog disanja - još 36 ATP-a, općenito uz potpunu oksidaciju glukoze - 38 ATP.
4.5. PLASTIC EXCHANGE
4.5.1. fotosinteza
Fotosinteza je sinteza organskih spojeva iz neorganskih pomoću svjetlosne energije. Ukupna jednačina fotosinteze je:
6 CO2 + 6 H2O --> C6H12O6 + 6 O2.
Fotosinteza se odvija uz učešće fotosintetskih pigmenata koji imaju jedinstvena nekretnina pretvaranje sunčeve svetlosti u energiju hemijska veza u obliku ATP-a. Najvažniji pigment je hlorofil.
Proces fotosinteze sastoji se od dvije faze: svijetle i tamne.
1.Svjetlosna faza fotosinteze se javlja samo u svjetlu u grana tilakoidnoj membrani. To uključuje: apsorpciju kvanta svjetlosti hlorofilom, fotolizu vode i stvaranje molekula ATP-a.
Pod uticajem svetlosnog kvanta (hv), hlorofil gubi elektrone, prelazeći u pobuđeno stanje:
Hv
chl --> chl* + e-.
Ove elektrone prenosioci prenose na vanjsku površinu tilakoidne membrane, odnosno okrenute prema matriksu, gdje se akumuliraju.
Istovremeno, unutar tilakoida dolazi do fotolize vode, odnosno do njenog raspadanja pod uticajem svetlosti
Hv
2 H2O --> O2 +4 H+ + 4 e-.
Rezultirajući elektroni prenose se nosačima na molekule klorofila i redukuju ih. Molekuli hlorofila se vraćaju u stabilno stanje.
Protoni vodonika koji nastaju tokom fotolize vode akumuliraju se unutar tilakoida, stvarajući H+ rezervoar. Kao rezultat toga, unutrašnja površina tilakoidne membrane je nabijena pozitivno (zbog H+), a vanjska površina negativno (zbog e-). Kako se suprotno nabijene čestice nakupljaju na obje strane membrane, razlika potencijala se povećava. Kada se dostigne kritična vrijednost razlike potencijala, sila električno polje počinje da gura protone kroz kanal ATP sintetaze. Energija oslobođena u ovom procesu koristi se za fosforilaciju ADP molekula. Formiranje ATP-a tokom fotosinteze pod uticajem svetlosne energije naziva se fotofosforilacija.
Vodikovi joni, kada se nađu na vanjskoj površini tilakoidne membrane, tamo se susreću s elektronima i formiraju atomski vodik, koji se vezuje za molekulu nosača vodika NADP (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat):
2 H+ + 4e- + NADP+ --> NADPH2.
Tako se tokom svjetlosne faze fotosinteze dešavaju tri procesa: stvaranje kisika uslijed razgradnje vode, sinteza ATP-a i formiranje atoma vodonika u obliku NADPH2. Kiseonik difunduje u atmosferu, a ATP i NADPH2 učestvuju u procesima tamne faze 2. Tamna faza fotosinteze se javlja u matriksu hloroplasta i na svetlu i u mraku i predstavlja niz uzastopnih transformacija CO2 koji dolazi iz vazduh u Calvinovom ciklusu. Reakcije tamne faze se izvode pomoću energije ATP-a. U Calvinovom ciklusu, CO2 se kombinuje sa vodonikom iz NADPH2 i formira glukozu.
U procesu fotosinteze, osim monosaharida (glukoze i dr.), sintetišu se i monomeri drugih organskih jedinjenja - aminokiseline, glicerol i masne kiseline.
4.5.2. Hemosinteza
Hemosinteza (hemoautotrofija) je proces sinteze organskih jedinjenja iz anorganskih (CO2 itd.) zbog hemijske energije oksidacije neorganske supstance(sumpor, vodonik sulfid, gvožđe, amonijak, nitrit, itd.).
Samo kemosintetske bakterije su sposobne za kemosintezu: nitrifikacijske, vodonik, željezne bakterije, sumporne bakterije itd. One oksidiraju spojeve dušika, željeza, sumpora i drugih elemenata. Svi hemosintetici su obavezni aerobi, jer koriste atmosferski kiseonik.
Energiju oslobođenu tijekom oksidacijskih reakcija bakterije pohranjuju u obliku ATP molekula i koristi se za sintezu organskih spojeva, koja se odvija slično reakcijama tamne faze fotosinteze.
4.5.3. Biosinteza proteina
Genetske informacije u gotovo svim organizmima pohranjene su u obliku specifične sekvence DNK nukleotida (ili RNK u RNA virusima). Prokarioti i mnogi virusi sadrže genetske informacije u obliku jedne molekule DNK. Svi njegovi dijelovi kodiraju makromolekule. U eukariotskim ćelijama genetski materijal je raspoređen u nekoliko molekula DNK organiziranih u hromozome.
Gen je dio molekule DNK (rjeđe RNK) koji kodira sintezu jedne makromolekule: mRNA (polipeptid), rRNA ili tRNA. Područje hromozoma u kojem se nalazi gen naziva se lokus. Skup gena ćelijskog jezgra je genotip, skup gena haploidnog seta hromozoma je genom, a skup gena ekstranuklearne DNK (mitohondrije, plastidi, citoplazma) je plazmon.
Implementacija informacija zapisanih u genima kroz sintezu proteina naziva se ekspresija gena (manifestacija). Genetske informacije se pohranjuju kao specifična sekvenca nukleotida DNK i implementiraju se kao sekvenca aminokiselina u proteinu. RNK djeluje kao posrednik i nosilac informacija. Odnosno, implementacija genetskih informacija odvija se na sljedeći način:
DNK --> RNK --> protein
Ovaj proces se odvija u dvije faze:
1) transkripcija;
2) emitovanje.
Transkripcija je sinteza RNK koristeći DNK kao šablon. Rezultat je mRNA. Proces transkripcije zahtijeva puno energije u obliku ATP-a i provodi ga enzim RNA polimeraza.
Pritom se ne transkribuje cijeli molekul DNK, već samo njegovi pojedinačni segmenti. Takav segment (transkripton) počinje promotorom - dijelom DNK na koji se vezuje RNA polimeraza i gdje počinje transkripcija, a završava terminatorom - dijelom DNK koji sadrži signal za završetak transkripcije. Transkripton je gen sa stanovišta molekularne biologije.
Transkripcija, kao i replikacija, zasniva se na sposobnosti azotnih baza nukleotida da se komplementarno vežu. Tokom transkripcije, dvostruki lanac DNK se prekida i sinteza RNK se odvija duž jednog lanca DNK.
Tokom procesa translacije, sekvenca nukleotida DNK se transkribuje na sintetizovani mRNA molekul, koji deluje kao šablon u procesu biosinteze proteina.
Translacija je sinteza polipeptidnog lanca koristeći mRNA kao šablon.
Sve tri vrste RNK su uključene u translaciju: mRNA je informaciona matrica; tRNA isporučuju aminokiseline i prepoznaju kodone; rRNA zajedno sa proteinima formira ribozome, koji drže mRNA, tRNA i protein i vrše sintezu polipeptidnog lanca.
mRNA se prevodi ne jednim, već istovremeno s nekoliko (do 80) ribozoma. Takve grupe ribozoma nazivaju se polizomi. Uključivanje jedne aminokiseline u polipeptidni lanac zahtijeva energiju od 4 ATP.
DNK kod. Informacije o strukturi proteina su "zapisane" u DNK u obliku niza nukleotida. Tokom procesa transkripcije, ona se kopira na sintetizirani mRNA molekul, koji djeluje kao šablon u procesu biosinteze proteina. Određena kombinacija nukleotida DNK, a time i mRNA, odgovara određenoj aminokiselini u polipeptidnom lancu proteina. Ova korespondencija se zove genetski kod. Jedna aminokiselina je određena sa 3 nukleotida spojena u triplet (kodon). Pošto postoje 4 vrste nukleotida, kombinujući 3 u triplet, oni daju 43 = 64 varijantna tripleta (dok je samo 20 aminokiselina kodirano). Od toga, 3 su "stop kodona" koji zaustavljaju prevođenje, preostalih 61 su kodoni. Različite aminokiseline su kodirane različitim brojem tripleta: od 1 do 6.
Svojstva genetskog koda:
1. Kod je triplet. Jedna aminokiselina je kodirana sa tri nukleotida (triplet) u molekulu nukleinske kiseline.
2. Šifra je univerzalna. Svi živi organizmi, od virusa do ljudi, koriste jedan genetski kod.
3. Kod je nedvosmislen (specifičan). Kodon odgovara jednoj aminokiselini.
4. Kod je suvišan. Jedna aminokiselina je kodirana sa više od jednog tripleta.
5. Kod se ne preklapa. Jedan nukleotid ne može biti dio nekoliko kodona u lancu nukleinske kiseline.
Faze sinteze proteina:
1. Mala podjedinica ribozoma se kombinuje sa inicijatorskom met-tRNK, a zatim sa mRNK, nakon čega se formira čitav ribozom koji se sastoji od male i velike podjedinice.
2. Ribosom se kreće duž mRNA, što je praćeno višestrukim ponavljanjem ciklusa dodavanja sljedeće amino kiseline rastućem polipeptidnom lancu.
3. Ribosom stiže do jednog od tri stop kodona mRNA, polipeptidni lanac se oslobađa i odvaja od ribozoma. Ribosomske subčestice se disociraju, odvajaju od mRNA i mogu učestvovati u sintezi sledećeg polipeptidnog lanca.
Reakcije sinteze matrice. Reakcije sinteze šablona uključuju: samoduplikaciju DNK, formiranje mRNA, tRNA i rRNA na molekulu DNK, biosintezu proteina na mRNA. Zajedničko svim ovim reakcijama je da molekul DNK u jednom slučaju ili molekul mRNA u drugom djeluje kao matrica na kojoj se formiraju identični molekuli. Reakcije sinteze matrice su osnova za sposobnost živih organizama da reprodukuju svoju vrstu.
http://sfedu.ru/lib1/chem/020101/m2_a_020101.htm
oživotvorite svoje ideje, što
2) Savremena omladina jednostavno nema vremena.Nastavni plan i program je toliko veliki da
3) Društvo ne zna šta je školski savet, kako (znači poređenje)........, zašto.........
1. Kada temperatura poraste iznad 20-25 stepeni Celzijusa, brzina fotosinteze se smanjuje jer: a) voda počinje intenzivno da isparavab) puči se zatvaraju, što sprečava prodor ugljičnog dioksida
c) počinje denaturacija enzima koji katalizuju reakcije fotosinteze
d) pobuđivanje elektrona u molekulima hlorofila se smanjuje
2. Oksidacijski procesi se odvijaju u ćelijskim organelama:
a) u ribosomima
b) u mitohondrijama
c) u endoplazmatskom retikulumu
d) u mitohondrijima i hloroplastima
3. Prva i druga faza razgradnje visokomolekularnih jedinjenja u ćeliji nastaju u:
a) citoplazma
b) mitohondrije
c) lizozomi
d) Golgijev kompleks
4. Glavni krajnji proizvodi Krebsovog ciklusa su:
a) ugljični dioksid i kisik
b) ugljen dioksid i FAD*H2
c) oksalosirćetna kiselina i piruvat d) oksalosirćetna kiselina, NAD*H2 i ADP
e) oksalosirćetna kiselina, NAD*H2 i ADP
f) oksalosirćetna kiselina, NAD*H2, FAD*H2 i ATP
5. Finalni proizvodi alkoholna fermentacija su:
a) alkohol, mliječna kiselina, ATP, ugljični dioksid
b) voda i ugljični dioksid
c) mlečna kiselina
d) alkohol, voda, ugljični dioksid i ATP
6. Sličnost procesa fermentacije u bakterijskim ćelijama iu mišićima sisara u uslovima gladovanja kiseonikom sastoji se u formiranju:
A) velika količina ugljen-dioksid
b) alkohol
c) NAD+ od NAD*H + H+
d) acetil-CoA e) mliječna kiselina
7. Masnoća koja ispunjava grbu kamile ne služi prvenstveno kao izvor energije, već kao izvor vode. Dobijanje vode iz masti omogućava metabolički proces:
a) oksidacija
b) pretvaranje masti u ugljene hidrate
c) razlaganje masti u vodu, masno karboksilne kiseline i glicerin
8. Masti su najefikasniji izvori energije u ćeliji jer:
a) njihove molekule sadrže mnogo atoma ugljika i vodika
b) ovo su jedinjenja male molekularne težine
c) njihovi molekuli ne sadrže dvostruke veze
d) njihove molekule sadrže nekoliko atoma kiseonika
Ko zna šta, pišite u odgovorima9. Endoplazmatski retikulum je
a) unutrašnji skelet ćelije
b) sistem membrana i tubula u kojima se odvija sinteza i transport supstanci
c) sistem membrana i tubula je sličan ekskretorni sistem organizmi
10. Većinu živih ćelija karakteriše:
a) sposobnost formiranja zametnih ćelija
b) sposobnost provođenja nervnih impulsa
c) sposobnost sklapanja ugovora
d) metabolička sposobnost
11. Voda je osnova života jer:
a) može biti u tri agregatna stanja
b) u ćelijama embriona ima više od 90%
c) otapalo je koje osigurava i dotok tvari u ćeliju i uklanjanje metaboličkih produkata iz nje
d) hladi površinu tokom isparavanja
12. Enzimski lanac ima nukleotidnu sekvencu TTAGGCCGCCATG. Odredite nukleotidnu sekvencu mRNA.
13. Tačnije se odražava suština ćelijske teorije:
a) svi biljni organizmi sastoje se od ćelija
b) svi živi organizmi se sastoje od ćelija
c) sve, i prokarioti i eukarioti, se sastoji od ćelija
d) ćelije svih organizama su iste građe
14. Transkripcija se vrši u procesu:
a) prijenos informacija sa DNK na mRNA
b) Replikacija DNK
c) prevođenje RNK informacija u sekvencu aminokiselina u proteinu
d) popravak DNK
15. U životinjskim ćelijama skladišteni ugljikohidrati su:
a) celuloza
b) skrob
c) murein
d) glikogen
A. gubitak krzna kod slonova b. produžavanje udova konja
V. pojava jaja reptila i njihov razvoj na kopnu
3. Koji smjer evolucije dovodi do ozbiljnih promjena u tijelu i pojave novih svojti?
A. pretvaranje listova kaktusa u bodlje b. pojava toplokrvnosti
V. gubitak organa za varenje kod pljosnatih crva
4. Različite vrste Darwinove zebe su nastale:
A. aromorfoza b. degeneracija c. idioadaptacije
5. Alge se svrstavaju u niže biljke, a mahovine u više biljke, jer:
A. mahovine se razmnožavaju sporama, ali alge ne b. mahovine imaju hlorofil, ali alge nemaju
V. mahovine imaju organe koji povećavaju njihovu organizaciju u odnosu na alge
d) podjela na niže i više biljke je proizvoljna, jer su i mahovine i alge na istom stupnju razvoja
6. Što se od sljedećeg odnosi na aromorfozu, idioadaptaciju, degeneraciju?
A. ćelijska pluća kod gmizavaca b. primarni cerebralni korteks kod gmizavaca
V. goli rep dabra d. odsustvo udova zmije
d) nedostatak korijena kod vihe
e. pojava septuma u ventrikulu srca kod gmizavaca
i. mliječne žlijezde kod sisara h. formiranje peraja kod morža
I. odsustvo cirkulatorni sistem kod trakavica
j. nedostatak znojnih žlezda kod pasa
7. Kao rezultat pojave hlorofila, organizmi su otišli:
A. To autotrofnu ishranu b. na heterotrofnu ishranu
V. na mešoviti tip ishrane 8. Raznovrsnost uređaja objašnjava se:
A. samo uticaj uslova okoline na organizam
b. interakcija genotipa i uslova okoline c. samo po karakteristikama genotipa
8. Biološki napredak određene grupe organizama postiže se na sljedeće načine:
A. aromorfoza b. idioadaptacija c. opšta degeneracija
D. a+b d. a+b+c
9. Vrstu koja je u stanju biološkog napretka karakteriše:
A. Povećanje nivoa organizacije b. pad nivoa organizacije
B. proširenje raspona, povećanje brojnosti, cijepanje vrste na podvrste
D. smanjenje broja i smanjenje dometa
10. Vrsta je u stanju biološkog napretka:
A. bizon b. ginkgo c. Black Crane Mr. House Sparrow
11. Koje od sljedećih vrsta organizama su u nekom stanju biološka regresija?
A. Kanadska Elodea b. Koloradska buba c. Ussuri tigar d. sivi štakor
13. Put evolucije u kojem nastaju sličnosti između organizama različitih sistematskih grupa koji žive u sličnim uslovima naziva se:
A.gradacija b. divergencija c) konvergencija d) paralelizam
14. Od sljedećih parova organa nisu homologni:
A. organi ravnoteže muva (haleteres), koji osiguravaju njihov stabilan let - krila insekata
B. škrge punoglavaca - škrge mekušaca B. škržne lukove riba - slušne koščice
15. Od navedenih parova organizama, primjer konvergencije može biti:
A. bijeli i smeđi medvjed b. tobolčar i polarni vuk
B. obična lisica i arktička lisica d. krtica i rovka
