Budowa i funkcje mitochondriów, Streszczenia z Transport

Pobierz Budowa i funkcje mitochondriów i więcej Streszczenia w PDF z Transport tylko na Docsity! Budowa i funkcje mitochondriów Wprowadzenie Przeczytaj Grafika interaktywna Sprawdź się Dla nauczyciela Mała, mobilna elektrownia, która kieruje się tam, gdzie jest najbardziej potrzebna. Niemożliwe? A jednak. Jest w komórce „elektrownia”, która nosi nazwę mitochondrium. Przemieszcza się do miejsc komórki o największym zapotrzebowaniu na „paliwo komórkowe” w postaci związku, jakim jest ATP. Potrafi też coś więcej – przy dużym zapotrzebowaniu na energię może się namnażać. Twoje cele Omówisz budowę mitochondrium. Wyjaśnisz wpływ aktywności metabolicznej komórki na rozmieszczenie i liczebność mitochondriów. Wskażesz przystosowania w budowie mitochondriów do roli, jaką pełnią w komórce. Mitochondria nazywane są „elektrowniami” komórki. Bez tych organelli nasz organizm nie przeżyłby nawet pięciu minut. Uwalniają one energię ze związków organicznych i magazynują ją w postaci ATP — cząsteczki, bez której żaden organizm nie może funkcjonować. Źródło: NICHD, Flickr, licencja: CC BY 2.0. Budowa i funkcje mitochondriów drobnocząsteczkowych, m.in. cholesterolu, ADP i ATP. Błona wewnętrzna zawiera więcej białek niż błona zewnętrzna, na które składają się białka przenośnikowe, białka łańcucha oddechowego oraz syntaza ATP – białko enzymatyczne uczestniczące w syntezie ATP. Jest nieprzepuszczalna dla większości jonów. Ich transport odbywa się za pośrednictwem specjalnych przenośnikowych białek błonowych. Błona wewnętrzna jest silnie pofałdowana i tworzy grzebienie mitochondrialne, które znacznie zwiększają jej powierzchnię zarówno w stosunku do błony zewnętrznej,  jak i błony komórkowej. Na przykład w komórkach wątroby łączna powierzchnia błon wewnętrznych wszystkich mitochondriów pięciokrotnie przekracza powierzchnię ich błony zewnętrznej i ok. 17‐krotnie powierzchnię błony komórkowej. Liczba grzebieni mitochondrialnych, ich kształt i stopień upakowania zależą od miejsca występowania mitochondrium, a tym samym roli, jaką mają do spełnienia. Na silnie rozbudowanych grzebieniach mitochondrialnych w mięśniach poprzecznie prążkowanych występuje dużo białek enzymatycznych uczestniczących w reakcjach utleniania komórkowego i syntezy ATP. Źródło: Dr David Furness, Wellcome Collecon, licencja: CC BY-ND 4.0. Między błoną zewnętrzną a wewnętrzną znajduje się przestrzeń międzybłonowa. Błona wewnętrzna wyznacza przestrzeń mitochondrialną zwaną macierzą lub matriks. Ma ona konsystencję żelu, w którym są zawieszone: jedna lub kilka (w komórkach ludzkich od 4 do 10) kolistych cząsteczek DNA mitochondrialnego (mtDNA); RNA mitochondrialny (mtRNA); podjednostki mitochondrialnych rybosomów 70S (u ssaków 55S); liczne enzymy, których zestaw zależy od jej rodzaju komórki. Mitochondria zawierają własny materiał genetyczny, dzięki czemu mogą się namnażać niezależnie od podziałów jądra komórkowego a zgodnie z zapotrzebowaniem komórki na energię. Mają też własne rybosomy, na których wytwarzają część potrzebnych im mitochondrialnych białek. Źródło: Przedmiotowy model 3D został opracowany przez Englishsquare.pl Sp. z o.o. na podstawie materiału źródłowego zakupionego w ramach serwisu: www.turbosquid.com. Jakiekolwiek dalsze użycie tego modelu 3D podlega wszelkim ograniczeniom opisanym w licencji opublikowanej na przywołanej stronie internetowej. Mitochondria określane są jako centra energetyczne komórki. Zachodzi w nich proces utleniania komórkowego, w którym substraty energetyczne (cukry, kwasy tłuszczowe) zostają rozłożone do dwutlenku węgla i wody. Uwalniana w tym procesie energia wykorzystywana jest przez komórkę do wytworzenia ATP. W mitochondriach odbywają się również przemiany tłuszczów, a w komórkach wątroby (hepatocytach) w organellach tych zachodzi cykl przekształcania toksycznego amoniaku do mniej szkodliwego mocznika. W mitochondriach zachodzi proces tlenowego oddychania komórkowego, który polega na utlenianiu związków organicznych do wody i dwutlenku węgla. U organizmów samożywnych utleniane związki pochodzą z fotosyntezy, a u organizmów cudzożywnych są one pozyskiwane z pokarmu. Proces oddychania przebiega przy udziale tlenu i prowadzi do wyzwolenia energii zmagazynowanej w wysokoenergetycznych wiązaniach ATP. Energia przechowywana w ATP jest następnie wykorzystywana w różnych procesach życiowych, a bez niej życie organizmu byłoby niemożliwe. Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Słownik ATP związek organiczny złożony z zasady azotowej – adeniny, cukru rybozy i trzech grup fosforanowych; gromadzi energię w dwóch wysokoenergetycznych wiązaniach, która jest wykorzystywana w procesie oddychania komórkowego; uwalnianie energii zgromadzonej w wysokoenergetycznych wiązań następuje w wyniku odłączenia od ATP reszt kwasu fosforowego; energia ta wykorzystywana jest m.in. do aktywnego transportu czy skurczu mięśni DNA mitochondrialne (mtDNA) kolista cząsteczka kwasu deoksyrybonukleinowego zbudowana z nukleotydów, stanowiąca mitochondrialny materiał genetyczny, który nie ulega rekombinacji i jest dziedziczony w linii żeńskiej endosymbiont organizm, który żyje na zasadzie symbiozy w komórkach innego organizmu matriks macierz mitochondrialna; koloidalna substancja wypełniająca wnętrze mitochondrium, ograniczona błoną wewnętrzną; zawiera liczne enzymy katalizujące proces oddychania komórkowego, a także koliste cząsteczki DNA mitochondrialnego i rybosomy mitochondrium organella półautonomiczna otoczona dwiema błonami białkowo‐lipidowymi, w której zachodzi m.in. proces oddychania komórkowego z uwalnianiem energii magazynowanej w postaci ATP; uwolniona energia ulega częściowemu rozproszeniu w postaci ciepła oddychanie tlenowe komórkowe wieloetapowy proces metaboliczny, w którym podczas tlenowego rozkładu związków organicznych następuje uwalnianie energii; energia ta jest krótkotrwale magazynowana w ATP, a następnie wykorzystywana do procesów życiowych, takich jak transport aktywny czy procesy syntezy rybosomy 70S ziarniste struktury w obrębie matriks mitochondrium zbudowane z rRNA i białek; zachodzi w nich synteza białek mitochondrialnych; rybysomy mitochondrialne mają stałą sedymentacji (S) niższą niż te występujące w cytoplazmie i na siateczce wewnątrzplazmatycznej; stała sedymentacji rybosomów w mitochondriach ssaków, w tym człowieka, wynosi tylko 55S Ćwiczenie 2 Oceń, czy poniższe stwierdzenia są prawdziwe czy fałszywe. Prawda Fałsz Liczba mitochondriów w komórce eukariotycznej jest determinowana jej aktywnością metaboliczną. W wielokomórkowym organizmie eukariotycznym wszystkie komórki zawierają mitochondria. Dzięki obecności mtDNA mitochondria syntetyzują wszystkie potrzebne im białka. Grzebienie błony wewnętrznej zwiększają funkcjonalną powierzchnię mitochondrium. Ćwiczenie 3 Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Ćwiczenie 4 Do podanych elementów budowy mitochondrium przyporządkuj cechy charakterystyczne. Błona zewnętrzna Błona wewnętrzna grzebienie gładka zawiera więcej białek gruba przepuszczalna dla jonów H + nieprzepuszczalna dla jonów H +         輸 輸 輸 醙 Informacja do ćwiczeń 7 i 8 W komórkach jednej z tkanek budujących ciała ssaków jest bardzo dużo drobnych mitochondriów mających gęsto upakowane grzebienie mitochondrialne. Stwierdzono też, że występuje tam niewielka ilość syntazy ATP – enzymu katalizującego wytwarzanie ATP, a duża termogeniny, czyli białka rozprzęgającego, które ogranicza syntezę ATP, a wzmaga produkcję energii cieplnej. Ćwiczenie 5 Uzupełnij tekst, zaznaczając poprawne informacje. HydrofilowyHydrofobowy charakter błon mitochondrialnych warunkuje ich ograniczonązwiększoną przepuszczalność. Większa ilość białektłuszczów w błonie zewnętrznejwewnętrznej jest związana m.in. z transportem jonów. Błona wewnętrzna jest silniejsłabiej rozwinięta w komórkach o większym zapotrzebowaniu na energię. Ćwiczenie 6 Wybierz właściwą odpowiedź. Aby potwierdzić słuszność hipotezy zakładającej, że liczba mitochondriów w komórce zależy od jej zapotrzebowania energetycznego, do obserwacji mikroskopowych należy użyć: komórek wątroby i komórek tkanki tłuszczowej brunatnej komórek trzustki i komórek naskórka komórek naskórka i starzejących się komórek nabłonka komórek wątroby i włókna mięśnia szkieletowego Ćwiczenie 7 Korzystając z tekstu, określ dwie funkcje, jakie pełni mitochondrium w przemianach energii. W odpowiedzi uwzględnij obie formy energii.     醙 醙 難 Ćwiczenie 8 Komórki zawierające opisane w tekście mitochondria budują tkankę: mięśniową gładką ściany naczynia krwionośnego tłuszczową brunatną noworodków kostną w okresie regeneracji kości nabłonka jelita cienkiego Uzasadnij odpowiedź, podając jeden argument. Ćwiczenie 9 Ćwiczenie 10 Mitochondria w komórkach nabłonka kanalika nerkowego. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. W komórkach nabłonka kanalika nerkowego mitochondria układają się w szeregi prostopadłe do błony podstawnej komórki. Wyjaśnij, czym jest uwarunkowane takie rozmieszczenie mitochondriów w komórkach nabłonka kanalika nerkowego.     難 難 難 Faza realizacyjna: 1. Nauczyciel dzieli klasę na cztery grupy. Każda grupa otrzymuje flamastry i arkusz papieru A3. Zadaniem grup jest wykonanie mapy myśli dotyczącej kształtu, liczebności i rozmieszczenia mitochondriów. Uczniowie wpisują hasła, opisy, wykonują rysunki. 2. Nauczyciel nadzoruje pracę grup, w razie potrzeby wyjaśnia wątpliwości. 3. Uczniowie prezentują swoje mapy myśli. 4. Nauczyciel zapisuje na tablicy hasło „Budowa i funkcje mitochondrium” i rysuje duży schemat budowy mitochondrium. Następnie przedstawiciel każdej z grup losuje hasło, które będzie opracowywane przez grupę (ważne, by liczba grup odpowiadała liczbie zaplanowanych do opracowania haseł): „Błona zewnętrzna”; „Błona wewnętrzna i grzebienie mitochondrialne”; „Macierz mitochondrialna”; „DNA mitochondrialny”; „Rybosomy”. Uczniowie na podstawie informacji zawartych w e‐materiale, szczególnie w grafice interaktywnej, zapisują na kartkach najważniejsze informacje dotyczące wylosowanej struktury. Następnie przedstawiciele grup są proszeni o przymocowanie za pomocą masy plastycznej lub taśmy lepiącej swoich opisów w odpowiednim miejscu na rysunku mitochondrium sporządzonym przez nauczyciela na tablicy. Uczniowie podchodzą do tablicy i czytają opisy. Nauczyciel czuwa nad poprawnością wykonanego ćwiczenia. Uczniowie mogą także wykonać w zeszytach własne rysunki schematyczne mitochondrium i je opisać. 5. Uczniowie wieszają i prezentują graffiti. Nauczyciel w razie potrzeby uzupełnia informacje. 6. Nauczyciel prosi o zapoznanie się grafiką interaktywna zawartą w e‐materiale. 7. Uczniowie wykonują ćwiczenia interaktywne nr 1, 3 i 4. Faza podsumowująca: 1. Nauczyciel wybiera ucznia, który dokończy czytane przez nauczyciela zdanie (materiały pomocnicze). W przypadku udzielenia dobrej odpowiedzi uczeń wskazuje osobę, która dokończy kolejne zdanie czytane przez nauczyciela. W przypadku udzielenia złej odpowiedzi zdanie kończy osoba zgłaszająca się i wskazuje następną osobę. Praca domowa: Wykonaj ćwiczenia interaktywne nr 2 oraz od 5 do 8 zawarte w e‐materiale. Materiały pomocnicze: Niedokończone zdania: 1. Liczebność mitochondriów w komórce zależy od… 2. Mitochondria najczęściej mają kształt… 3. Przykładem komórek zawierających dużą liczbę mitochondriów są… 4. Najczęściej w komórce mitochondria występują… 5. Mitochondria są otoczone… 6. Więcej białek występuje w błonie… 7. Błona wewnętrzna jest silnie pofałdowana i tworzy… 8. Substancją wypełniającą wnętrze mitochondrium jest… 9. Między błoną zewnętrzną a wewnętrzną znajduje się… 10. Mitochondria pełnią funkcję… Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania grafiki interaktywnej: Grafika interaktywna powinna zostać wykorzystana w fazie realizacyjnej lekcji. Można ją także wykorzystać podczas przygotowania ucznia do lekcji.