www.yrok.net_Vidpovidi-PDA-11-Biologiya

Тенденція до підвищення вмісту СО2 в атмосфері через спалювання величезних об’ємів нафти, газу може сприяти збільшенню середньої температури на поверхні Землі, що призведе до прискорення танення льодовиків у горах і на полюсах, затоплення прибережних зон. Одночасно підвищення концентрації СО2 сприятиме підсиленню фотосинтезу рослин, що усуне надмірне накопичення вуглекислого газу.

4. Накопичення кисню в атмосфері.

Спочатку в атмосфері Землі кисень (О2) був присутній у незначній кількості. Сьогодні він становить 21 % (за об’ємом повітря). Поява й накопичення О2 в атмосфері пов’язані із життєдіяльністю зелених рослин. Цей кисень необхідний для дихання всіх гетеротрофів — бактерій, грибів, тварин і людини, а також зелених рослин у нічну добу. Особливе значення в підтримці високої концентрації О2 в атмосфері мають ліси.

рення озонового екрану у верхніх шарах атмосфери на висоті близько 25 км. Озон затримує більшу частину ультрафіолетових променів, які згубно діють на все живе. Запобігання руйнування озонового екрану через забруднення атмосфери промисловими та іншими відхода-

Завдання D16

Мітохондрії — двомембранні структури видовженої, сферичної або ниткоподібної форми. Від цитоплазми ці органели відокремлені подвійною мембраною, крізь яку проникає багато сполук. Зовнішня мембрана гладенька, а внутрішня утворює складки (кристи), що збільшують її поверхню. У мембранах мітохондрій, що складаються із комплексів білків і ліпідів, сконцентрована більшість ферментів, що каталізують процеси окиснення і фосфорилювання.

Усередині мітохондрії заповнені напіврідкою речовиною — матриксом, у якому містяться кільцева молекула ДНК, іРНК, тРНК, рибосоми, що утворюють власний білоксинтезуючий апарат. У матриксі відбувається значна кількість біохімічних реакцій. Матрикс

63 п

містить ферменти лимонної кислоти, що каталізують окислення жирних кислот і синтез рибосом, та ферменти, що беруть участь у синтезі РНК і ДНК. Мітохондрії мають свій власний генетичний матеріал і системи для виробництва власної РНК і білків.

Головне завдання мітохондрій — забезпечення клітин енергією, а саме синтез аденозинтрифосфатної кислоти (АТФ). Ця кислота синтезується в мітохондріях і являє собою універсальне джерело енергії, необхідної для здійснення процесів життєдіяльності клітинки й організму в цілому. Енергія в мітохондріях виробляється в результаті процесу біологічного окиснення. У мітохондріях окиснюються органічні речовини до вуглекислого газу й води за допомогою ферментів. Окиснення відбувається ступінчасто, і на кожному його етапі виділяється енергія. Утворені всередині мітохондрії молекули АТФ переносяться назовні, обмінюючись на молекули АДФ, що перебу-

човин. Енергія, що виділяється, нагромаджується в молекулах АТФ, синтез яких відбувається в цих структурах.

Пластиди — органели, що характерні тільки для рослинних клі-

Хлоропласти — двомембранні органели зеленого кольору. За будовою хлоропласти подібні до мітохондрій. Від цитоплазми хлоропласт відмежований двома мембранами — зовнішньою і внутрішньою. Зовнішня мембрана гладка, без складок і виростів, а внутрішня утворює багато складчастих виростів, спрямованих усередину хлоропласта — ламелей. Ламелі можуть утворювати окремі замкнені мішечки — тилакоїди. Тилакоїди можуть об’єднуватися в групи — грани, які з’єднуються між собою з допомогою ламел. У тилакоїдах містяться основні пігменти (зокрема, фотосинтезуючий пігмент — хлорофіл) та всі ферменти, потрібні для процесу фотосинтезу. Їхні мембрани здатні вловлювати світло і спрямовувати його на хлорофіл.

64

п

Внутрішня частина хлоропласта заповнена стромою, у яку занурені грани. У стромі є кільцева молекула ДНК, РНК, рибосоми. У хлоропластах, так само як і в мітохондріях, відбувається синтез білка, необхідного для діяльності цих органоїдів. Маючи свою ДНК, хлоропласти відіграють певну роль у передачі спадкової інформації.

У хлоропластах відбувається процес фотосинтезу. У результаті фотосинтезу з вуглекислого газу й води з допомогою сонячної енергії утворюються вуглеводи. Цей процес складається з двох основних фаз — світлової і темнової. На мембрані тілакоїда відбуваються реакції світлової фази фотосинтезу, а в стромі — тем-

Хромопласти — двомембранні органели, що містять каротиноїди — пігменти жовтого, жовтогарячого, червоного.або бурого кольорів.

Лейкопласти — різноманітні4bookза формою безбарвні двомембранні пластиди. На відміну від хлоропластів,. у них немає розвиненої системи ламел. У матриксіwwwлейкопластів містяться рибосоми, ДНК, а також

Хромопласти містяться в цитоплазмі кліток різних частин рослин: у квітках, плодах, стеблах, листках. Присутність хромопластів зумовлює жовте, жовтогаряче і червоне забарвлення віночків квіток, плодів, осінніх листків.

ферменти, які забезпечують синтез і розщеплення запасних речовин (крохмалю, білків та ін.). Лейкопласти містять запасні поживні речовини. Деякі лейкопласти можуть бути повністю заповнені зернами крохмалю.

Отже, головні функції пластид: фотосинтез (хлоропласти), забарвлення рослин (хромопласти) та запасання речовин (лейкопласти) — забезпечуються особливостями будови цих двомембранних органел.

Завдання D17

Ядро — частина еукаріотичних клітин, у якій міститься і зберігається спадкова інформація.

Будову ядра можна представити схемою:

65

Розглянемо особливості будови ядра у зв’язку з його функціями.

на мембрана з’єднується з внутрішньою навколо мікроскопічних

Поверхневий апарат складається з двох мембран.org Зовнішня ядер-

отворів — ядерних пор. Отвір пори заповнений. особливими білковими структурами, здатними4bookреагувати на речовини, які проходять

через пору. Така будова поверхневого апарату відмежовує ядро від цитоплазми й одночасно забезпечує обмін речовинами між ядром та цитоплазмою. Із ядра до цитоплазми транспортуються молекули РНК, а із цитоплазми всередину ядра надходять білки.

Ядерний сік — гелеподібна. рідина, у якій розчинено багато речовин. Він відіграєwwwважливу роль у забезпеченні нормального функціонування ядра, забезпечує умови для протікання всіх процесів у ядрі. Ядерний сік підтримує загальну структуру ядра. Білки каріоплазми забезпечують певне просторове розташування хромосом, а також впливають на їхню активність.

Ядерця — це щільні структури, які складаються з комплексів рибонуклеопротеїдних фібрил. Часто в ядрах міститься лише 1–2 ядерця, але їх може бути 5–7 і більше. Ядерце не має оболонки, контур його нерівний. Функції ядерець: синтез рРНК; утворення субодиниць рибосом; синтез ядерних білків.

Хроматин — особливі структури ядра, утворені зі специфічних білків та нуклеїнових кислот. Мають вигляд тонких ниток, які під час поділу ущільнюються і з них формуються хромосоми. Хроматин — це матеріал хромосом. Функція хромосом — зберігати спадкову інформацію, яка передається від покоління до покоління.

66

Така будова забезпечує виконання основних функцій ядра, а саме зберігання спадкової інформації й передачу її від материнської клітини дочірній під час поділу. Ядро також регулює біохімічні, фізіологічні та морфологічні процеси в клітині.

Завдання D18

Цитоплазматична мембрана зовні вкриває клітину і є необхідною умовою існування будь-якої клітини. Цитоплазматична мембрана має такий самий принцип будови, як інші мембрани. Однак її будова є більш складною, оскільки вона є поліфункціональною системою і виконує багато загальних, важливих для всієї клітини функцій.

Цитоплазматична мембрана складається з подвійного шару ліпідів (біліпідного шару), який поділяє водні фази внутрішньогоorg середовища клітини та її оточення, тобто обмежує внутрішнє середовище клітини від зовнішнього. Ліпідні молекули розташовані.строго впорядковано: водорозчинні (гідрофільні) кінці4bookмолекул повернені до зовнішнього та внутрішнього боків мембрани, а водонерозчинні (гідрофобні) — всередину.

Цитоплазматична мембрана виконує захисну функцію, оскільки захищає вміст клітини від зовнішніх несприятливих впливів.

Ліпідний бішар з обох боків.вкритий білками. Молекули білків не утворюють суцільногоwwwшару, а занурені у біполярний ліпідний шар на різну глибину у вигляді мозаїки. Частина білків розміщена на поверхні мембрани — це периферичні білки. Інші білки частково або повністю занурені в мембрану — це інтегральні білки. Більшість занурених білків мембран є ферментами, які створюють пори і беруть участь у транспорті речовин через мембрану.

Мембранні білки виконують кілька функцій:

1) вони можуть переносити молекули крізь мембрану;

2) є рецепторами для хімічних агентів (гормонів);

3) через свої розгалужені вуглеводні ланцюги забезпечують міжклітинну взаємодію;

4) серед мембранних білків є такі, що здатні розпізнавати антигени і запобігати їхньому проникненню в клітину.

Одна з основних функцій цитоплазматичної мембрани — транспортна. Надходження в клітину деяких речовин може відбуватися за

67

законами дифузії (речовина дифундує туди, де концентрація її менша) без витрати енергії. При полегшеній дифузії білок-переносник з’єднується з молекулою речовини і проводить його через мембрану. При активному транспорті йде переміщення речовин проти градієнта концентрації з витратою енергії АТФ.

Через цитоплазматичну мембрану можуть надходити в клітину не тільки дрібні молекули або йони, але й великі молекули й навіть частинки. При цьому мембрана оточує частинку, краї її стуляються і частинка опиняється в пухирці мембрани в цитоплазмі. Такий спосіб поглинання твердих частинок називається фагоцитозом, а крапель рідини — піноцитозом.

Отже, цитоплазматична мембрана виконує такі основні функції:

• відмежовує і захищає клітину від дії навколишнього середо-ви- ща;

• забезпечує обмін речовин і енергії між клітиною і зовнішнім се-

Надцарство www— найвища систематична категорія, яка об’єднує царства природи. У системі організмів розрізняють надцарства прокаріотів (царство Дроб’янки) та еукаріотів (царство Рослини, царство Тварини, царство Гриби). Порівняємо спочатку будову клітин пред-

ставників надцарств прокаріотів та еукаріотів.

Порівняльна характеристика прокаріотичних і еукаріотичних клітин

68

ють відносно просту будову. Цитоплазма прокаріотичної клітини значно бідніша за складом порівняно з еукаріотичною клітинкою.

ДНК прокаріотів вільно перебуває в цитоплазмі й має форму кільця. В еукаріотів є ядро, де розташована лінійна ДНК. Тому еукаріоти здебільшого багатоклітинні організми, які розмножуються мітозом і мейозом, а прокаріоти — одноклітинні, розмножуються поділом надвоє. Розміри еукаріотичної клітини значно перевищують розміри прокаріотичної, при цьому еукаріоти характеризуються наявністю фагоцитозу, який сприяє достатньому харчуванню клітини.

У цитоплазмі бактерій містяться рибосоми 70S-типу і включення. Зазвичай рибосоми зібрані в полісоми. Кожна рибосома складається з малої (30S) і великої субодиниць (50S). Функція рибосом: збирання поліпептидного ланцюга. Включення представлені зернами крохмалю, глікогену, волютину, ліпідними краплинами.

69

Енергетичні процеси в прокаріотів відбуваються в цитоплазмі на спеціальних структурах — мезосомах (виростах клітинної мембрани, які закручені у спіраль для збільшення площі поверхні, на якій відбувається синтез АТФ). Усередині клітини можуть перебувати газові бульбашки, запасні речовини у вигляді гранул поліфосфатів, гранул вуглеводів, жирових крапель. Можуть бути також присутні включення Сульфуру (що утворюється, наприклад, у результаті безкисневого фотосинтезу). У фотосинтетичних бактерій є складчасті структури, які називаються тилакоїдами, на яких відбувається фотосинтез. Отже, у прокаріотів є ті ж самі елементи, але без внутрішніх мембран.

У зв’язку із цим можна зазначити, що, не зважаючи на порівняно просту будову прокаріотів, для них є характерними ті ж самі процеси

життєдіяльності, що і для еукаріотів.

Тепер порівняємо будову клітин представників надцарства еукарі-

отів — царство Рослини, царство Тварини, царство Гриби.

Проаналізувавши таблицю, можна зазначити, що основні відмінності будови клітин представників царства Рослини, царства Тварини, царства Гриби такі:

1. Для рослинних клітин характерна наявність різних пластид (тому тип живлення автотрофний); великих вакуолей, у яких зберігаються різні речовини, у тому числі й кінцеві продукти обміну речовин, іноді вакуолі виконують функції лізосом; жорсткої клітинної оболонки, що складається із целюлози, тому протопласти рослинних клітин об’єднуються за допомогою плазмодесм і рослини не здатні до активного руху. Запасним вуглеводнем у клітинах рослин є крохмаль.

70

2.У клітинах грибів клітинна стінка утворена з хітину, пластиди відсутні (тому тип живлення гетеротрофний); запасним вуглеводнем

єглікоген.

3.У клітинах тварин відсутня щільна клітинна стінка. У тварин вона представлена еластичним глікокаліксом, тому тварини здатні до активного руху, немає пластид (тому тип живлення гетеротрофний) і справжньої вакуолі. Резервним вуглеводнем у клітинах тварин є також глікоген.

Отже, можна сказати, що спосіб життя представників різних царств і будова їхніх клітин взаємопов’язані.

Завдання D20

Сукупність клітин і міжклітинної речовини, подібних за будовою, функцією та походженням, називається тканиною. В організмі твари-

Епітеліальна тканина утворює шар клітин, з яких складаються слизові оболонки всіх внутрішніх органів і порожнин організму. Через епітелій проходить обмін речовин між організмом і навколишнім середовищем. В епітеліальній.тканині клітини щільно прилягають одна до одної, міжклітинної речовини мало.

Завдяки цьомуwwwстворюється перешкода для проникнення в організм мікроорганізмів, шкідливих речовин; забезпечується надійний захист тканин, що розташовані під епітелієм. Розрізняють декілька видів епітелію. Існують різні типи епітелію залежно від будови клітин: плоскоклітинний епітелій, кубічний, циліндричний, залозистий і війчастий. Кожний тип епітелію вистилає певні органи та виконує характерну функцію. Наприклад, залозистий епітелій заповнює секреторні органи, війчастий епітелій вистилає носову порожнину, тим самим запобігаючи рухом вій проникненню пилу та інших об’єктів у внутрішні дихальні органи.

Особливістю сполучної тканини є сильний розвиток міжклітинної речовини. До сполучної тканини відносять кров, лімфу, хрящову, кісткову і жирову тканини. Основними функціями сполучної тканини є трофічна (харчова) й опорна. Кров і лімфа — це рідкі сполучні тканини, які завдяки перенесенню різних речовин і газів забезпечують

71

п

живлення, дихання, імунітет тканин, органів і взаємозв’язок між органами. Волокниста сполучна тканина складається з клітин, з’єднаних між собою міжклітинною речовиною у вигляді волокон. Волокна можуть лежати щільно і пухко. Волокниста сполучна тканина є в усіх органах. До пухкої сполучної тканини подібна і жирова тканина, у якій міститься багато наповнених жиром клітин. У хрящовій тканині клітини більші, міжклітинна речовина пружна, щільна, містить еластичні та інші волокна. її багато в суглобах, між тілами хребців. Кісткова тканина складається з кісткових пластинок, усередині яких лежать клітини, що сполучені між собою багатьма тонкими відростками. Кісткова тканина відзначається твердістю.

М’язова тканина утворена окремими клітинами, що називаються

м’язовими волокнами. В них розташовані orgнайтонші нитки — міофі-

брили, здатні скорочуватись. Виділяють гладеньку і поперечносму-

гасту (посмуговану) м’язові тканини. Остання. називається так тому,

що її волокна мають поперечну смугастість завдяки правильному чергуванню світлих і темних4bookдисків.

Поперечносмугасту м’язову тканину часто поділяють на скелетну та серцеву. Скелетна складається з волокон витягнутої форми, які досягають у довжину 10–12 см і забезпечують функції руху. Серцева м’язова тканина, як і скелетна,. має поперечну смугастість, однак, на відміну від скелетної,wwwмістить спеціальні ділянки, де м’язові волокна щільно змикаються. Завдяки такій будові скорочення одного волокна швидко передається іншим, що забезпечує одночасне скорочення великої ділянки м’яза. З гладенької м’язової тканини побудовані стінки внутрішніх органів — шлунка, кишечнику, сечового міхура, кровоносних судин. Гладенькі м’язи регулюють їх скорочення і зміну діаметра кровоносних судин.

Нервова тканина виконує функції сприйняття, переробки, зберігання і передачі інформації, що поступає як із навколишнього середовища, так і зсередини організму. Діяльність нервової системи забезпечує реакцію організму на різні подразники і координацію роботи різних органів тварин і людини. Нервові клітини — нейрони зазвичай мають зірчасту або веретеноподібну форму і складаються з тіла та відростків (аксон і дендрити). Покриті оболонкою відростки нервових клітин називаються нервовими волокнами. Основними власти-

72