12.
Uveďte definície pojmov.
Divoká zver je
- Odpoveď: Súbor biologických systémov rôznych úrovní organizácie a rôznej podriadenosti.
Biologický systém je
- Odpoveď: Celok pozostávajúci zo vzájomne prepojených častí a majúci vlastnosti živej veci.
13.
Vyplňte tabuľku "Úrovne organizácie živej prírody."
-
Úroveň organizácie
|
Biologický systém
|
Prvky tvoriace systém
|
Molekulárna |
Molekula |
Molekuly |
Bunkový |
Bunka |
Bunky |
Organizmus |
Organizmus |
Organizmy |
Populácia-druh |
vyhliadka |
Druhy organizmov |
Ekosystém |
Ekosystém |
Ekosystémy |
Biosféra |
Biosféra |
Biosféra |
14.
Nakreslite možné varianty polymérov pozostávajúcich zo štyroch monomérov.
- Odpoveď: Nakreslíme toľko polymérov, koľko chceme, pozostávajúcich zo štyroch monomérov. Monoméry sú kruh, štvorec, šesťuholník a trojuholník.
Napíšte, koľko polymérov máte: 5.
Vypočítajte a napíšte, koľko polymérov môže byť tvorených piatimi monomérmi: 24.
15.
Vyplňte schému.
Klasifikácia uhľohydrátov.
1) Monosacharidy - glukóza, fruktóza, galaktóza, ribóza, deoxyribóza.
2) Disacharidy - sacharóza, maltóza, laktóza.
3) Polysacharidy – škrob, celulóza, glykogén, chitín.
16.
Uveďte funkcie, ktoré sacharidy vykonávajú v živých organizmoch.
- Odpoveď: Energia, konštrukcia, podpora a receptor.
Lipidy
17.
Definujte pojem.
- Odpoveď: Lipidy sú tukom podobné látky, nerozpustné vo vode, pozostávajúce z mastných kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou a trojsýtneho alkoholu glycerolu.
Zloženie a štruktúra bielkovín
19.
Dokončite vetu.
- Odpoveď: Proteínové monoméry sú aminokyseliny.
20.
Napíšte do všeobecného vzorca názvy častí, ktoré tvoria ľubovoľnú aminokyselinu.
21.
Vymenujte podobnosti a rozdiely v štruktúre molekúl všetkých aminokyselín.
- Odpoveď: Všetky aminokyseliny pozostávajú z uhľovodíkového reťazca, aminoskupiny a karboxylovej skupiny. Rozdiely spočívajú v štruktúre radikálu, ktorý môže mať rôznu dĺžku s nahradením atómov vodíka v ňom.
22.
Zvážte schému tvorby depeptidu. Napíšte názov väzby spájajúcej aminokyseliny v molekule proteínu.
- Odpoveď: Väzba spájajúca aminokyseliny v molekule proteínu sa nazýva peptid.
23.
Vyplňte tabuľku "Charakteristiky úrovní štruktúrnej organizácie proteínovej molekuly",
Funkcie proteínov
24.
Vyplňte tabuľku "Funkcie bielkovín"
-
Funkcia
|
Čo sú to (príklady)
|
Kde sa vykonáva?
|
Katalytický (enzymatický) |
Urýchlenie biochemických reakcií (špeciálne enzýmové proteíny) |
V bunkách |
Stavebníctvo |
Všetky proteíny sú súčasťou bunkových membrán a organel, stien krvných ciev, chrupaviek, šliach, vlasov a nechtov |
V bunkách a tkanivách |
Motor |
Pohyb mihalníc a bičíkov, pohyb chromozómov, svalová kontrakcia (špeciálne kontraktilné proteíny) |
V bunkách a tkanivách |
Doprava |
Transport látok v tele (transportné bielkoviny) |
V bunkách a tkanivách |
Ochranný |
Ochrana tela pred inváziou cudzích látok a pred poškodením (špecifické proteíny) |
V krvi a lymfe |
Regulačné |
Udržiavanie stálej koncentrácie látok v krvi a bunkách, účasť na raste, rozmnožovaní (harmones) |
V bunkách a krvi |
Signál |
Príjem signálov z vonkajšieho prostredia a prenos informácií do bunky |
V bunkách |
Energia |
Bielkoviny sú zdrojom energie |
V bunkách |
Nukleové kyseliny
25.
Vyplňte tabuľku "Nukleové kyseliny, ich štruktúra a biologická úloha."
-
názov
|
Štrukturálne vlastnosti
|
Biologická úloha
|
Kde je obsiahnutý?
|
DNA |
Deoxyrivoza, A, G, C, T |
Informácie o tele |
V jadre |
RNA |
Rivosa A,G,C,U |
rRNA, mRNA (mRNA), tRNA, 3 funkcie |
V jadre, cytoplazme, mitochondriách, plastidoch, rivozómoch |
26.
Dokážte, že nukleové kyseliny sú polyméry.
- Odpoveď: Polyméry sú látky pozostávajúce z mnohých monomérov spojených chemickými väzbami. Keďže nukleové kyseliny sú reťazce mnohých striedajúcich sa nukleotidov, sú to polyméry.
27.
Uveďte podobnosti a rozdiely v štruktúre molekúl DNA a RNA.
- Odpoveď: DNA je dvojitá špirála nukleotidy obsahujú deoxyribózu ako cukor. RNA je jednovláknové, nukleotidy obsahujú ribózu ako cukor. Molekula DNA aj molekula RNA obsahujú zvyšky kyseliny fosforečnej a obe sú biopolyméry.
28.
Pomocou princípu komplementarity dokončite druhý reťazec molekuly DNA.
T --A--T--C--G--A--A--G--A--C--C--T--A--C--
A--T--A--G--C--T--T--C--T--G--G--A--T--G--
29.
Dokončite diagram
ATP a iné organické zlúčeniny bunky
30.
Vyplňte tabuľku "Štruktúra a biologická úloha ATP"
31.
Napíšte podobnosti a rozdiely medzi ATP a nukleovými kyselinami.
- Odpoveď: ATP aj nukleové kyseliny zahŕňajú zvyšky adenínu, ribózy (RNA) a kyseliny fosforečnej. Ale ATP nie je biopolymér a DNA a RNA obsahujú aj iné dusíkaté bázy.
Biologické katalyzátory
32.
Definujte pojmy.
Katalyzátory- sú to látky, ktoré urýchľujú priebeh chemických reakcií, ale samy sa nemenia.
Enzýmy- Ide o proteínové katalyzátory, ktoré urýchľujú biochemické reakcie v bunkách živých organizmov.
34.
Vysvetlite, prečo môže nedostatok vitamínov spôsobiť poruchy životne dôležitých procesov v tele.
- Odpoveď: Vitamíny sú potrebné pre vstrebávanie živín, správny rast a vývoj organizmu, obnovu buniek a tkanív. Preto pri ich absencii dochádza k narušeniu základných životných procesov.
Vírusy
35.
Popíšte štrukturálne vlastnosti vírusov.
- Odpoveď: Vírusy sú nebunkové formy života s veľmi jednoduchou štruktúrou: molekula DNA alebo RNA obklopená proteínovým obalom.
36.
Vysvetlite, prečo sú vírusy klasifikované ako živé organizmy.
- Odpoveď: Vírusy sú klasifikované ako živé organizmy na základe toho, že môžu reprodukovať a prenášať dedičné informácie na ďalšiu generáciu a syntetizovať proteínový obal.
38.
Vyplňte tabuľku
Cytológia
Základné princípy bunkovej teórie. Bunka je štrukturálna a funkčná jednotka živých vecí strana 1
Organické látky bunky: lipidy, ATP, biopolyméry (sacharidy, bielkoviny, nukleové kyseliny) a ich úloha v bunke. str.5
Enzýmy, ich úloha v procese života str
Vlastnosti štruktúry prokaryotických a eukaryotických buniek s
Hlavné štrukturálne komponenty bunky strana 11
Povrchový aparát bunky strana 12
Transport molekúl cez membrány str
Funkcia receptora a jeho mechanizmus str
Štruktúra a funkcie kontaktov buniek strana 19
Pohybové a individualizačné funkcie PAK s
Organely všeobecného významu. Endoplazmatické retikulum, strana 21
Golgiho komplex strana 23
Lyzozómy, strana 24
Peroxizómy, strana 26
Mitochondrie strana 26
Ribozómy str.27
Plastidy str.28
Bunkový stred strana 28
Organely osobitného významu s
Bunkové jadro. Štruktúra a funkcie strana 29
Metabolizmus a premena energie v bunke s
Chemosyntéza strana 36
Základné princípy bunkovej teórie. Bunka je štrukturálna a funkčná jednotka živých vecí.
Cytológia
- náuka o bunkách. Cytológia študuje štruktúru a chemické zloženie buniek, funkcie vnútrobunkových štruktúr, funkcie buniek v tele živočíchov a rastlín, rozmnožovanie a vývoj buniek. Z 5 kráľovstiev organického sveta len kráľovstvo Vírusov, reprezentované živými formami, nemá bunkovú štruktúru. Zvyšné 4 kráľovstvá majú bunkovú štruktúru: kráľovstvo Baktérie spája prokaryoty – prednukleárne formy. Jadrové formy sú eukaryoty, medzi ktoré patria ríše húb, rastlín a zvierat. Základné princípy bunkovej teórie:
Bunka - funkčná a štrukturálna jednotka živých vecí. Bunka - elementárny systém je základom stavby a fungovania organizmu. Objav bunky je spojený s objavom mikroskopu:
1665 – Hooke vynašiel mikroskop a na časti korku videl bunky, ktoré nazval bunky. 1674 – A. Levinguk ako prvý objavil jednobunkové organizmy vo vode. Začiatok 19. storočia – J. Purkyňom nazval látku, ktorá vypĺňa bunkovú protoplazmu. 1831 – Brown objavil jadro. 1838-1839 – Schwann sformuloval hlavné ustanovenia bunkovej teórie. Základné princípy bunkovej teórie:
1.
Bunka - hlavná stavebná jednotka všetkých organizmov.
2.
Proces tvorby buniek je determinovaná rastom, vývojom a diferenciáciou rastlinných a živočíšnych buniek.
1858 – Bola publikovaná Virchowova práca „Celular Pathology“, v ktorej spojil patologické zmeny v tele so zmenami v štruktúre buniek, čím položil základ pre patológiu - začiatok teoretickej a praktickej medicíny. Koniec 19. storočia – Baer objavil vajíčko, čo ukazuje, že všetky živé organizmy pochádzajú z jednej bunky (zygoty). Objavila sa zložitá štruktúra bunky, popísali sa organely a študovala sa mitóza. Začiatok 20. storočia – Ujasnil sa význam bunkových štruktúr a prenos dedičných vlastností. Moderná bunková teória obsahuje nasledujúce ustanovenia:
Bunka - základná jednotka stavby a vývoja všetkých živých organizmov, najmenšia jednotka živých vecí.
Bunky Všetky jednobunkové a mnohobunkové organizmy sú podobné svojou stavbou, chemickým zložením, základnými prejavmi životnej činnosti a metabolizmu.
Reprodukcia buniek vzniká delením a každá nová bunka vzniká delením pôvodnej (materskej) bunky.
V zložitých mnohobunkových organizmoch bunky sú špecializované podľa funkcií, ktoré plnia a tvoria tkanivá. Orgány sú tvorené tkanivami, ktoré sú vzájomne prepojené a podriadené nervovým a humorálnym regulačným systémom.
Bunka - je otvorený systém pre všetky živé organizmy, charakterizovaný tokmi hmoty, energie a informácií spojených s metabolizmom (asimiláciou a disimiláciou). Samoaktualizácia prebieha v dôsledku metabolizmu. Samoregulácia prebieha na úrovni metabolických procesov podľa princípu spätnej väzby. Samorozmnožovanie Bunka je poskytovaná pri jej rozmnožovaní na základe toku hmoty, energie a informácií. Bunková a bunková štruktúra poskytuje:
Vďaka veľkému povrchu priaznivé podmienky pre metabolizmus.
Najlepšie uchovávanie a prenos dedičných informácií.
Schopnosť organizmov ukladať a prenášať energiu a premieňať ju na prácu.
Postupná náhrada celého organizmu (mnohobunková) odumierajúcich častí bez nahradenia celého organizmu.
V mnohobunkovom organizme poskytuje bunková špecializácia širokú adaptabilitu organizmu a jeho evolučné schopnosti.
Bunky majú štruktúrna podobnosť, t.j. podobnosť na rôznych úrovniach: atómová, molekulárna, supramolekulárna atď. Bunky majú funkčná podobnosť, jednota chemických metabolických procesov.
Celý názov vzdelávacej inštitúcie:Katedra stredného odborného vzdelávania Tomskej oblasti OGBPOU "Kolpashevsky Social-Industrial College"
Kurz: Biológia
Sekcia: Všeobecná biológia
Veková skupina: 10. ročník
Predmet: Biopolyméry. Nukleové kyseliny, ATP a iné organické zlúčeniny.
Účel lekcie: pokračovať v štúdiu biopolymérov, prispieť k formovaniu logických techník a kognitívnych schopností.
Ciele lekcie:
Vzdelávacie:oboznámiť študentov s pojmami nukleových kyselín, podporiť pochopenie a asimiláciu materiálu.
Vzdelávacie: rozvíjať kognitívne vlastnosti žiakov (schopnosť vidieť problém, schopnosť klásť otázky).
Vzdelávacie: formovať pozitívnu motiváciu pre štúdium biológie, túžbu získať konečný výsledok, schopnosť rozhodovať sa a vyvodzovať závery.
Čas implementácie: 90 min.
Vybavenie:
- PC a video projektor;
- autorská prezentácia vytvorená v Power Point;
- príručný didaktický materiál (zoznam kódovania aminokyselín);
Plán:
1. Typy nukleových kyselín.
2. Štruktúra DNA.
3. Hlavné typy RNA.
4. Prepis.
5. ATP a iné organické zlúčeniny bunky.
Priebeh lekcie:
I. Organizačný moment.
Kontrola pripravenosti na hodinu.
II. Opakovanie.
Ústny prieskum:
1. Popíšte funkcie tukov v bunke.
2. Aký je rozdiel medzi proteínovými biopolymérmi a sacharidovými biopolymérmi? Aké sú ich podobnosti?
Testovanie (3 možnosti)
III. Učenie sa nového materiálu.
1. Typy nukleových kyselín.Názov nukleové kyseliny pochádza z latinského slova „nucleos“, t.j. jadro: Prvýkrát boli objavené v bunkových jadrách. V bunkách sú dva typy nukleových kyselín: kyselina deoxyribonukleová (DNA) a kyselina ribonukleová (RNA). Tieto biopolyméry sú tvorené monomérmi nazývanými nukleotidy. Nukleotidové monoméry DNA a RNA majú podobné základné štruktúrne znaky a zohrávajú ústrednú úlohu pri ukladaní a prenose dedičných informácií. Každý nukleotid pozostáva z troch zložiek spojených silnými chemickými väzbami. Každý z nukleotidov, ktoré tvoria RNA, obsahuje triuhlíkový cukor – ribózu; jedna zo štyroch organických zlúčenín nazývaných dusíkaté zásady – adenín, guanín, cytozín, uracil (A, G, C, U); zvyšok kyseliny fosforečnej.
2. Štruktúra DNA . Nukleotidy tvoriace DNA obsahujú päťuhlíkový cukor – deoxyribózu; jedna zo štyroch dusíkatých báz: adenín, guanín, cytozín, tymín (A, G, C, T); zvyšok kyseliny fosforečnej.
V zložení nukleotidov je k molekule ribózy (alebo deoxyribózy) na jednej strane pripojená dusíkatá báza a na druhej strane zvyšok kyseliny fosforečnej. Nukleotidy sú navzájom spojené do dlhých reťazcov je tvorený pravidelne sa striedajúcimi zvyškami cukru a kyseliny fosforečnej a bočnými skupinami tohto reťazca sú štyri typy nepravidelne sa striedajúcich dusíkatých zásad.
Molekula DNA je štruktúra pozostávajúca z dvoch reťazcov, ktoré sú po celej svojej dĺžke navzájom spojené vodíkovými väzbami. Táto štruktúra, jedinečná pre molekuly DNA, sa nazýva dvojitá špirála. Znakom štruktúry DNA je, že oproti dusíkatej báze A v jednom reťazci leží dusíkatá báza T v druhom reťazci a dusíkatá báza C je vždy umiestnená oproti dusíkatej báze G.
Schematicky možno to, čo bolo povedané, vyjadriť takto:
A (adenín) - T (tymín)
T (tymín) - A (adenín)
G (guanín) - C (cytozín)
C (cytozín) - G (guanín)
Tieto páry báz sa nazývajú komplementárne bázy (vzájomne sa dopĺňajú). Reťazce DNA, v ktorých sú bázy umiestnené navzájom komplementárne, sa nazývajú komplementárne vlákna.
Model štruktúry molekuly DNA navrhli J. Watson a F. Crick v roku 1953. Experimentálne bol plne potvrdený a zohral mimoriadne dôležitú úlohu vo vývoji molekulárnej biológie a genetiky.
Poradie usporiadania nukleotidov v molekulách DNA určuje poradie usporiadania aminokyselín v lineárnych proteínových molekulách, t.j. ich primárnu štruktúru. Súbor bielkovín (enzýmy, hormóny atď.) určuje vlastnosti bunky a organizmu. Molekuly DNA uchovávajú informácie o týchto vlastnostiach a odovzdávajú ich generáciám potomkov, teda sú nositeľmi dedičnej informácie. Molekuly DNA sa nachádzajú najmä v jadrách buniek a v malom množstve v mitochondriách a chloroplastoch.
3. Hlavné typy RNA.Dedičná informácia uložená v molekulách DNA sa realizuje prostredníctvom proteínových molekúl. Informácie o štruktúre proteínu sú prenášané do cytoplazmy špeciálnymi molekulami RNA, ktoré sa nazývajú messenger RNA (i-RNA). Messenger RNA sa prenáša do cytoplazmy, kde dochádza k syntéze bielkovín pomocou špeciálnych organel - ribozómov. Poradie aminokyselín v proteínových molekulách určuje messenger RNA, ktorá je komplementárna k jednému z reťazcov DNA.
Na syntéze bielkovín sa podieľa aj ďalší typ RNA - transportná RNA (t-RNA), ktorá privádza aminokyseliny na miesto vzniku molekúl bielkovín - ribozómov, akýchsi tovární na výrobu bielkovín.
Ribozómy obsahujú tretí typ RNA, takzvanú ribozomálnu RNA (r-RNA), ktorá určuje štruktúru a fungovanie ribozómov.
Každá molekula RNA, na rozdiel od molekuly DNA, je reprezentovaná jedným reťazcom; Namiesto deoxyribózy obsahuje ribózu a namiesto tymínu uracil.
takže, Nukleové kyseliny vykonávajú v bunke najdôležitejšie biologické funkcie. DNA uchováva dedičné informácie o všetkých vlastnostiach bunky a organizmu ako celku. Rôzne typy RNA sa podieľajú na implementácii dedičnej informácie prostredníctvom syntézy proteínov.
4. Prepis.
Proces tvorby mRNA sa nazýva transkripcia (z latinského „transkripcia“ - prepisovanie). K transkripcii dochádza v bunkovom jadre. DNA → mRNA za účasti enzýmu polymerázy.tRNA funguje ako prekladateľ z „jazyka“ nukleotidov do „jazyka“ aminokyselín,tRNA dostane príkaz od mRNA - antikodón rozpozná kodón a nesie aminokyselinu.
5. ATP a iné organické zlúčeniny bunky
V každej bunke sa okrem bielkovín, tukov, polysacharidov a nukleových kyselín nachádza niekoľko tisíc ďalších organických zlúčenín. Možno ich rozdeliť na konečné a medziprodukty biosyntézy a rozkladu.
Konečné produkty biosyntézysú organické zlúčeniny, ktoré hrajú v organizme samostatnú úlohu alebo slúžia ako monoméry na syntézu biopolymérov. Medzi konečné produkty biosyntézy patria aminokyseliny, z ktorých sa v bunkách syntetizujú proteíny; nukleotidy - monoméry, z ktorých sa syntetizujú nukleové kyseliny (RNA a DNA); glukóza, ktorá slúži ako monomér na syntézu glykogénu, škrobu a celulózy.
Cesta k syntéze každého z konečných produktov vedie cez sériu medziproduktov. Mnoho látok podlieha enzymatickému rozkladu a rozkladu v bunkách.
Konečnými produktmi biosyntézy sú látky, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu pri regulácii fyziologických procesov a vývoji organizmu. Patria sem mnohé živočíšne hormóny. Hormóny úzkosti alebo stresu (napríklad adrenalín) pri strese zvyšujú uvoľňovanie glukózy do krvi, čo v konečnom dôsledku vedie k zvýšeniu syntézy ATP a aktívnemu využívaniu energie uloženej v tele.
Adenozín fosforečné kyseliny.Obzvlášť dôležitú úlohu v bioenergetike bunky zohráva adenylnukleotid, ku ktorému sú pripojené ďalšie dva zvyšky kyseliny fosforečnej. Táto látka sa nazýva kyselina adenozíntrifosforečná (ATP). molekula ATP je nukleotid tvorený dusíkatou bázou adenínom, päťuhlíkovým cukrom ribózou a tromi zvyškami kyseliny fosforečnej. Fosfátové skupiny v molekule ATP sú navzájom spojené vysokoenergetickými (makroergickými) väzbami.
ATP - univerzálny biologický akumulátor energie. Svetelná energia Slnka a energia obsiahnutá v skonzumovanej potrave sú uložené v molekulách ATP.
Priemerná životnosť 1 molekuly ATP v ľudskom tele je menej ako minúta, takže sa rozkladá a obnovuje 2400-krát denne.
Energia (E) je uložená v chemických väzbách medzi zvyškami kyseliny fosforečnej molekuly ATP, ktorá sa uvoľňuje pri odstránení fosfátu:
ATP = ADP + P + E
Touto reakciou vzniká kyselina adenozíndifosforečná (ADP) a kyselina fosforečná (fosfát, P).
ATP + H2O → ADP + H3PO4 + energia (40 kJ/mol)
ATP + H2O → AMP + H4P2O7 + energia (40 kJ/mol)
ADP + H3PO4 + energia (60 kJ/mol) → ATP + H2O
Všetky bunky využívajú energiu ATP na procesy biosyntézy, pohybu, tvorby tepla, prenosu nervových vzruchov, luminiscencie (napríklad u luminiscenčných baktérií), teda pre všetky životne dôležité procesy.
IV. Zhrnutie lekcie.
1. Zhrnutie preberanej látky.
Otázky pre študentov:
1. Aké zložky tvoria nukleotidy?
2. Prečo sa stálosť obsahu DNA v rôznych bunkách tela považuje za dôkaz, že DNA je genetický materiál?
3. Uveďte porovnávací popis DNA a RNA.
4. Riešenie problémov:
G-G-G-A-T-A-A-C-A-G-A-T dokončite druhý reťazec.
Odpoveď: DNA G-G-G-A-T-A-A-C-A-G-A-T
Ts-Ts-Ts-T-A-T-T-G-T-Ts-T-A
(založené na princípe komplementarity)
2)
Označte sekvenciu nukleotidov v molekule mRNA postavenej na tomto úseku reťazca DNA.
Odpoveď: mRNA G-G-G-A-U-A-A-C-A-G-C-U
3)
Fragment jedného reťazca DNA má nasledujúce zloženie:
- -A-A-A-T-T-C-C-G-G-. dokončite druhú reťaz.
5. Vyriešte test:
4)
Ktorý nukleotid nie je súčasťou DNA?
a) tymín;
b) uracil;
c) guanín;
d) cytozín;
d) adenín.
Odpoveď: b
5)
Ak je nukleotidové zloženie DNA
ATT-GCH-TAT - aké by potom malo byť nukleotidové zloženie i-RNA?
A) TAA-CHTs-UTA;
B) TAA-GTG-UTU;
B) UAA-CHTs-AUA;
D) UAA-CHC-ATA.
Odpoveď: v