Základní funkce buňky – maturitní otázka z biologie

 

   Otázka: Základní funkce buňky

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): konca88

 

 

 

MO BI 02

Příjem a výdej látek buňkou, vylučování látek z buňky, osmotické jevy buňky a jejich význam, přeměny energie v buňce (příjem a uvolňování energie), rozmnožování buněk (mitóza, meióza), buňěčný cyklus, diferenciace buněk

 

Příjem a výdej látek buňkou

Buňka je otevřená soustava, která vyměňuje látky s okolím.

Příjem a výdej látek probíhá přes semipermeabilní plazmatickou membránu.

 

Hlavní mechanismy transportu přes plazmatickou membránu buňky

1) pasivní transport – není k němu potřeba energie, probíhá ve směru koncentračního spádu – z míst s vyšší koncentrací na místa s nižší koncentrací

prostá difuze: transport látek přes plazmatickou membránu, molekuly rozpuštěné látky jsou transportovány po koncentračním spádu

–          zvláštním případem difuze je osmóza – snadno pronikají do buňky jen molekuly vody, malé částice (molekuly, ionty) prostupují

plazmatickou membránou pomalu

usnadněná difuze: transport látek přes plazmatickou membránu, po koncentračním spádu, ale transport se uskutečňuje díky přenašeči zabudovanému do membrány, na který se látka váže (přenašeč látky přenese z povrchu buňky na vnitřní stranu membrány)

– např. přenášení aminokyselin

 

2) aktivní transport – probíhá za spotřeby energie ( ve formě ATP ), probíhá proti směru koncentračního spádu – z míst s nižší koncentrací do míst s vyšší koncentrací, děje se prostřednictvím bílkovinných přenašečů

 

Pohlcování částic buňkou – endocytóza

1) pinocytóza – buňka tak přijímá látky ve formě kapiček

– membrána obalí pohlcované částice, vchlípí se do buňky a odškrtí se v podobě malého Měchýřku -> přejde do cytoplazmy buňky, rozpadne se a pohlcené částice se rozptýlí

– např. vstřebávání tukových kapiček v tenkém střevě

2) fagocytóza  – pohlcování částic pomocí panožek

– přeléváním cytoplazmy vytvoří buňka panožky, jimiž obklopí větší částici a uzavře v měchýřek, do něhož proudí enzymy, které částici rozloží

– např. kořenonožci (měňavky), bílé krvinky (leukocyty) pohlcují fagocytózou bakterie

 

Vylučování látek z buňky – exocytóza

– je opakem endocytózy

– měchýřek vytvořený uvnitř buňky splyne s plazmatickou membránou a jeho obsah je vyloučen do okolí

– buňka vylučuje látky škodlivé, látky odpadní a v organismu také např. hormony, které jsou pro něj důležité

 

Osmotické jevy v buňce

Osmotické jevy v buňce jsou způsobeny osmózou

osmóza – jednostranná difuze molekul rozpouštědla přes polopropustnou (semipermeabilní) plazmatickou membránu do roztoku

 

Různé typy prostředí:

1) hypertonické – koncentrace látek v prostředí je vyšší než koncentrace látek obsažených v buněčné šťávě  ->buňka do prostředí vydává vodu ->začíná se oddělovat cytoplazma od buněčné stěny, buňka se smršťuje

–    rostlinná buňka má pevnou buněčnou stěnu, proto se zmenší jen její obsah a plazmatická membrána se oddělí od buněčné stěny  -> plazmolýza

–    živočišná buňka se smršťuje celá  -> plazmorhýza

2) hypotonické – koncentrace látek v prostředí je menší než je koncentrace látek v buněčné šťávě

->buňka vodu nasává a zvětšuje svůj objem

–          rostlinná buňka díky buněčné stěně nepraskne, ale zvětší se vakuola , takže je větší tlak protoplastu na buněčnou stěnu-turgor

–          živočišná buňka praská ->plazmoptýza

3) izotonické – koncentrace látek v prostředí je stejná jako koncentrace látek v buněčné šťávě – osmotická hodnota prostředí je stejná jako osmotická hodnota buňky ->nic se neděje

 

Přeměny energie uvnitř buňky

Metabolismus – soubor všech reakcí probíhajících v živých organismech, při kterých dochází k přeměně látek  a energie

Druhy metabolických procesů:

1)            anabolické (syntetické, asimilační) – při nich vznikají z jednodušších látek látky složitější

– spotřebovává se při nich energie ->endergonické děje   (spotřeba ATP – adenosintrifosfátu)

2)            katabolické (rozkladné, disimilační)  – při nich vznikají ze složitějších látek látky jednodušší

         – energie se při nich uvolňuje ->exergonické děje (produkce ATP)                                                    

 

Kromě anabolických a katabolických drah existují v organismech  dráhy amfibolické – plní obě funkce metabolismu.

 

Energetika buňky – získávání energie,její přenos, skladování a využití.

Buňka energii využívá pro syntézu různých látek, při obnovování, rozmnožování, růstu, při pohybu , při šíření vzruchů pro práci svalů a nervů…

Uvolněná energie je z buňky vydávána ve formě tepla.

 

Rozmnožování buněk 

Schopnost rozmnožování (reprodukce) je jednou ze základních vlastností živých organismů, která zajišťuje vznik nových jedinců a tím trvání existence druhu.

Jsou 2 základní typy rozmnožování: nepohlavní (asexuální) a pohlavní (sexuální).

 

Nepohlavní (asexuální)

Nový jedinec vzniká z jedné nebo více tělních buněk mateřského organismu a je geneticky totožný s mateřskou buňkou.

Toto rozmnožování se vyskytuje u bakterií, prvoků, hub, rostlin a jednodušších živočichů.

Jsou různé typy:

pomocí spor (nepohlavních výtrusů)- aplanospory jsou nepohyblivé

zoospory jsou pohyblivé s bičíkem, např. u řas

pučení (na těle mateřského organismu vyroste nový a pak se oddělí), př.nezmar  obecný

vegetativní rozmnožování – u rostlin, př. roubování-ovocné dřeviny (jabloň, višeň), šlahouny-jahodník

fragmentace (rozpad) stélky -u řas

 

Pohlavní (sexuální)

Dochází při něm ke splynutí dvou pohlavních buněk-gamet, které vznikají meiózou v pohlavních orgánech. Gamety jsou samčí a samičí- jsou haploidní a jejich splynutím vzniká diploidní zygota. To znamená, že zygota má dvojí sadu chromozomů (od obou rodičovských buněk), takže s rodičovskými buňkami není geneticky totožná.

Jsou různé druhy gamet:

1)izogamety-stejné tvarem i velikostí

2)anizogamety-rozdílné tvarem i velikostí: makrospora=samičí- je větší, je jedna

mikrospory=samčí- jsou menší, je jich větší počet

 

Dělení mateřské buňky (cytokinezi) předchází dělení buněčného jádra (karyokineze). Přitom jsou důležité chromozomy (složené ze dvou chromatid spojených centromerou). V tělních (somatických ) buňkách je diploidní počet chromozomů (2n) a v pohlavních buňkách je jen poloviční haploidní počet chromozomů (n).

Nepřímé dělení jádra se nazývá mitóza, složitější redukční dělení je meióza.

 

Mitóza (nepřímé dělení) – viz obrázek

– homeotypické dělení: Z jedné mateřské diploidní buňky vznikají dvě diploidní (totožné) buňky dceřinné.

Má čtyři fáze:

1) Profáze– chromozomy se ztlušťují, zviditelňují se,spiralizují se,  rozpouští se jaderná

membrána, mizí jadérko

– centrozom (- umístěný na povrchu jádra a tvořený mikrotubuly) se rozdělí na

dva centrioly a ty se stěhují k opačným pólům buňky

-vzniká dělící vřeténko (- je to soustava dvou centriolů, je tvořeno mikrotubuly a

mikrofilamenty, na konci mitózy zaniká )

-chromozom je tvořen dvěma chromatidami

2) Metafáze –chromozomy se soustřeďují v rovníkové (ekvatoriální) rovině buňky, svou centromerou se přichytávají dělícího vřeténka

– mikrotubuly dělícího vřeténka se druhým oncem připojují k centriolům

3)Anafáze – mikrotubuly dělícího vřeténka se zkracují

– rozchod chromatid  k opačným pólům buňky (z každého chromozomu jedna chromatida k jednomu pólu buňky, druhá k druhému)

4)Telofáze – mizí dělící vřeténko, chromozomy se ztenčují, jsou méně viditelné, despiralizují se

-vzniká jaderná membrána a potom vznikají dvě jaderné buňky

Cytokineze– dělí se hmota buňky

-dochází k ní vchlipováním plazmatické membrány

–          u živočichů: vchlipuje se od obvodu do středu =centripetálně

–          u rostlin: vchlipuje se od středu po obvodu =centrifugálně

výsledek: dvě diplodní dceřinné buňky

 

Meióza (redukční dělení)

–    z jedné diploidní mateřské buňky vzniknou čtyři haploidní buňky dceřinné

–          jsou to jakoby dvě po sobě jdoucí mitózy:

–          1. mitóza: heterotypické dělení – 1. redukční (1. zrací dělení)

–          2.mitóza:  homeotypické dělení- ekvační (2. zrací dělení)

 

  1. Heterotypické :

1) Profáze:   a) Leptotené-dochází ke spiralizaci chromozomů

b) Zygotene-homologní (stejné) chromozomy vytváří tzv. bivalenty

c) Pachytene– bivalenty se dělí na čtyři chromatidy (tetrády- jsou spojené centromerou )

– mezi homologními chromozomy dochází k výměně nesesterských chromatid  -> může dojít k překřížení – crossing over  -> vznikají nové  kombinace genů v chromozomech – nové vlastnosti

d) Diplotene– homologní chromozomy se od sebe  rozestupují  k okrajům, zůstávají ale stále propletené (překřížené) v koncích –chiazmata

e) Diakineze– chiazmata se dostanou až úplně na konec chromozomu -> rozpouští se jaderná membrána -> tvoří se dělící vřeténko

 

2) Metafáze– tetrády chromozomů se seskupují v ekvatoriální rovině buňky a navážou se na dělící vřeténko – dochází k úplnému rozchodu bivalentů

3) Anafáze– dvouchromatidové chromozomy se rozestupují k pólům buňky

4) Telofáze– jedna buňka se rozdělí ve dvě dceřinné buňky

 

  1. Homeotypické :  -probíhá stejně jako 1. mitóza

1) Profáze

2) Metafáze

3) Anafáze

4) Telofáze

– Cytokineze

konečný výsledek:čtyři haploidní buňky dceřinné

 

Buněčný cyklus – generační čas buňky

–          je to sled dějů probíhající v buňce od jejího vzniku rozdělením

–          trvá různě dlouho podle typu buněk

1)      klidové období, přípravná fáze – buňka se připravuje na dělení (= interfáze)

2)      fáze m ( = mitóza– dělení buňky)

1)      interfáze – buňka se nedělí, chromozomy nejsou viditelné

G1 = postmitotická fáze – probíhá syntéza bílkovin, tvoří se RNA, bílkoviny

–  buňka roste, vznikají organely, vytváří se určité funkce buňky – pro nějakou funkci se specializuje

S = syntéza  – syntéza (tvorba) nových molekul DNA ( dědičnost, genetická informace),zdvojení = replikace DNA

G2= postsyntetická fáze – dokončuje se DNA, dokončuje se příprava na dělení buňky

G0= kontrolní uzel – buňka se už dál nedělí – může nastat i během G1 a G2 fáze

 

2)      fáze m  – zahrnuje dělení jádra (karyokinezi), dělení organel a vlastní rozdělení buňky (cytokinezi)

–    potom se buňka buď opět dostane do G1 fáze a proces se opakuje

–    nebo nastane G0 a buňka se už dál nedělí

 

Diferenciace a specializace buněk

= proces, během kterého se buňky přizpůsobují svojí stavbou k vykonávání určité funkce

všechny buňky mnohobuněčného organizmu jsou vybaveny kompletní sadou informací (genů) o vlastnostech daného organizmu. Dochází však k realizaci jen některých z nich, těch, které jsou potřebné = diferenční genová aktivita.

 

Soubory buněk , které mají přibližně stejný tvar a velikost a vykonávají stejnou funkci -> pletiva (u rostlin – např. asimilační, vzdušné nebo zásobní), tkáně (u živočichů – epitel, pojivo, svalová, nervová)

Buňka  -> tkáně (pletiva)  -> orgány  -> orgánové soustavy   -> organismus






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: