Różnorodność budowy komórek eukariotycznych, Notatki z Transport

Pobierz Różnorodność budowy komórek eukariotycznych i więcej Notatki w PDF z Transport tylko na Docsity!

Różnorodność budowy komórek eukariotycznych

Wprowadzenie Przeczytaj Grafika interaktywna Sprawdź się Dla nauczyciela

Wyspecjalizowana budowa komórki eukariontów wynika ze specjalizacji funkcji pełnionych przez poszczególne organelle komórkowe. Zwiększa to sprawność i efektywność wszystkich procesów życiowych. Dzięki takiej wyspecjalizowanej budowie komórki mogły osiągnąć większe rozmiary. Możliwe było także powstanie organizmów wielokomórkowych i organizacja poszczególnych grup komórek w tkanki. Komórki eukariotyczne można podzielić na trzy główne kategorie: komórki grzybów, roślin i zwierząt. Komórki należące do każdej z nich odznaczają się specyficznymi cechami, które wynikają z pozycji filogenetycznej, budowy i trybu życia danej grupy organizmów. Dzięki niniejszemu e‐materiałowi poznasz różnorodność budowy komórek eukariotycznych na przykładzie komórki roślinnej, grzybowej i zwierzęcej.

Twoje cele

Scharakteryzujesz organelle typowe dla komórek eukariotycznych oraz omówisz ich funkcje. Wykażesz różnice w budowie komórki roślinnej, grzybowej i zwierzęcej. Rozpoznasz elementy budowy komórek eukariotycznych na ich modelach oraz zdjęciach mikroskopowych.

Schemat budowy komórki roślinnej. Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Różnorodność budowy komórek eukariotycznych

Elementy budujące komórki eukariotyczne

Słonie (Elephandae) to zwierzęta należące do organizmów eukariotycznych, zwanych także eukariontami lub organizmami jądrowymi. Organizmy te są zbudowane z komórek o wyższym stopniu organizacji w porównaniu z komórkami prokariotycznymi. Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wnętrze komórki eukariotycznej wypełnione jest koloidalnym roztworem – cytozolem , zwanym też cytoplazmą podstawową. Tworzą go białka, lipidy, cukry oraz liczne pierwiastki zawieszone w wodzie.

Cytozol otacza błona komórkowa , która występuje we wszystkich komórkach. Zbudowana jest z dwóch warstw fosfolipidów i związanych z nimi białek. Główną jej funkcją jest oddzielenie środowiska wewnętrznego komórki od środowiska zewnętrznego. Umożliwia ona utrzymanie gradientu stężeń oraz transport substancji odżywczych i wody. Ponadto odgrywa ważną rolę w komunikowaniu się komórki ze środowiskiem zewnętrznym oraz innymi komórkami.

Wszystkie żywe komórki zawierają materiał genetyczny. U eukariontów prawie wszystkie geny komórki zlokalizowane są w jądrze komórkowym. Struktura ta otoczona jest podwójną błoną nazywaną otoczką jądrową , która oddziela jej zawartość od środowiska wewnętrznego komórki. Jądro komórkowe jest miejscem replikacji i transkrypcji materiału genetycznego. Jego funkcja polega również na regulacji i kontroli wszystkich procesów życiowych zachodzących w komórce.

Struktury występujące w komórkach eukariotycznych Jądro komórkowe Błona komórkowa Ściana komórkowa Cytoplazma Cytozol Aparat Golgiego Siateczka śródplazmatyczna Rybosomy Lizosomy Mitochondria Wakuole Cytoszkielet Peroksysomy

Komórka roślinna

Model komórki roślinnej. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W komórkach roślinnych występują specyficzne organelle, zwane plastydami. Struktury te otoczone są dwiema błonami. Wyróżnia się ich różne rodzaje, np. chloroplasty , chromoplasty i leukoplasty. Pierwsze z nich zawierają chlorofil i uczestniczą w procesie fotosyntezy – to dzięki nim rośliny wytwarzają pokarm (są zatem organizmami autotroficznymi). Chromoplasty bogate są w barwniki: karoteny i ksantofile, które nadają pomarańczowe zabarwienie kwiatom i owocom oraz liściom jesienią. Leukoplasty pełnią funkcję zapasową – gromadzą tłuszcze, cukry lub białka.

W niektórych komórkach roślinnych występuje specyficzny rodzaj peroksysomów - glioksysomy. Są to organelle, w których zachodzi skomplikowany szlak przemian tłuszczy w cukry.

Celulozowa ściana komórkowa nadaje komórkom kształt i większą wytrzymałość mechaniczną. Pozwala to roślinom rosnąć nawet na duże wysokości w poszukiwaniu dostępu do światła czy stawiać opór czynnikom środowiskowym, jak na przykład wiatrowi. Ponadto ściana komórkowa zabezpiecza komórki przed inwazją drobnoustrojów.

Turgor komórki utrzymywany jest natomiast dzięki obecności jednej dużej wakuoli, która otoczona jest pojedynczą błoną - tonoplastem i wypełniona sokiem wakuolarnym (komórkowym). Wakuola w komórkach roślin pełni często funkcje magazynujące. W niektórych wakuolach występujących w komórkach roślinnych zawarte są także barwniki nadające kolor niektórym organom, np. kwiatom czy owocom.

Komórka grzybowa

Model komórki grzybów. Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Grzyby były kiedyś zaliczane do roślin ze względu na obecność ściany komórkowej oraz dużych wakuol. Późniejsze analizy wykazały jednak, że ściana ta zbudowana jest z chityny, a nie z celulozy jak u komórek roślinnych. Ponadto okazało się, że komórki grzybowe dzielą

pewną pulę cech z komórkami zwierzęcymi, są cudzożywne i nie mają chloroplastów, a ich materiałem zapasowym jest glikogen. Inną wspólną cechą niektórych komórek grzybowych i zwierzęcych jest występowanie centrioli , czyli organelli komórkowych biorących udział w tworzeniu wrzeciona podziałowego w dzielących się komórkach. Organelle te nie występują u roślin wyższych (nagonasiennych i okrytonasiennych).

Komórka zwierzęca

Model komórki zwierzęcej. Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Komórka zwierzęca nie ma ściany komórkowej – wyposażona jest wyłącznie w błonę komórkową, co umożliwia komórkom łatwiejsze przemieszczanie się i pobieranie pokarmu na drodze endocytozy. Ważną rolę w utrzymaniu kształtu komórki odgrywa natomiast cytoszkielet. Występujące w komórce zwierzęcej wakuole są na ogół drobne, a magazynowanym w nich polisacharydem jest glikogen.

Porównanie komórek eukariotycznych

Struktura Komórka eukariotyczna roślinna grzybowa zwierzęca Jądro komórkowe + + + Błona komórkowa + + + Aparat Golgiego + + + Mitochondria + + + Lizosomy - - + Rybosomy + + + Siateczka śródplazmatyczna + + + Wakuole + + + Centriole -/+ -/+ + Ściana komórkowa + + -

Grafika interaktywna

Funkcje wybranych składników komórek eukariotycznych

Źródło: Louisa Howard, Bstlee, Englishsquare Sp. z o.o., Mnolf, Thomas Dreps, licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 1

Polecenie 2

Polecenie 3

Przeanalizuj grafikę interaktywną, a następnie wskaż struktury, w których zachodzi biosynteza związków organicznych.

Wymień struktury komórkowe otoczone dwiema błonami oraz wskaż komórki, w których występują.

Wskaż różnice i podobieństwa w budowie komórki roślinnej i komórki grzybowej.

Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia: 輸 醙 難

Ćwiczenie 1

Zaznacz struktury komórkowe pozwalające na odróżnienie komórki roślinnej od zwierzęcej.

błona komórkowa

aparat Golgiego

jądro komórkowe

ściana komórkowa

mitochondrium

chloroplasty

Ćwiczenie 3

Do podanych organelli komórkowych przyporządkuj funkcję.

aparat Golgiego synteza białek

chloroplasty kontrolowanie i regulowanie syntezybiałek

jądro komórkowe trawienie substancji pokarmowych

lizosomy udział w fotosyntezie

mitochondrium izolacja środowiska wewnętrznegokomórki od otoczenia

siateczka śródplazmatyczna oddychanie komórkowe

błona komórkowa

ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi, nadawanie kształtu komórkom roślinnym i grzybowym

ściana komórkowa sortowanie białek

Ćwiczenie 4

Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń.

Prawda Fałsz Aparat Golgiego zbudowany jest ze spłaszczonych cystern błonowych. Oddychanie komórkowe zachodzi w peroksysomach. Ściana komórkowa jest charakterystyczna dla komórek roślin i grzybów. Chromoplasty są strukturami magazynującymi węglowodany i tłuszcze w komórkach roślinnych.

Ćwiczenie 5

Uzupełnij tekst odpowiednimi określeniami.

uczestniczą w. Strawiony materiał przechodzi do , natomiast niestrawione resztki są usuwane z komórki w procesie lub pozostają w niej jako ciała resztkowe. Lizosomy powstają z pęcherzyków odłączających się od. Pełniona przez lizosomy funkcja możliwa jest dzięki obecności.

przemianie energii świetlnej w energię chemiczną w procesie fotosyntezy kwaśnych hydrolaz Lizosomy cytozolu Rybosomy Peroksysomy

aparatu Golgiego chloroplastów zasadowych hydrolaz wakuoli

kontroli procesu syntezy białek egzocytozy

trawieniu substancji pokarmowych, zbędnych produktów przemiany materii oraz patogenów jądrze komórkowym mitochondrium endocytozy

Ćwiczenie 8

Ćwiczenie 9

Komórki eukariotyczne. Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przeanalizuj powyższą ilustrację przedstawiającą w schematyczny sposób trzy komórki eukariotyczne. Która z nich jest komórką zwierzęcą, która roślinną, a która grzybową? Swoją odpowiedź uzasadnij.

Dla nauczyciela

Autor: Daria Reczyńska

Przedmiot: biologia

Temat: Różnorodność budowy komórek eukariotycznych

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa: Zakres podstawowy Treści nauczania – wymagania szczegółowe II. Komórka. Uczeń:

1. rozpoznaje elementy budowy komórki eukariotycznej na preparacie mikroskopowym, na mikrofotografii, rysunku lub na schemacie; Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe II. Komórka. Uczeń:
2. rozpoznaje elementy budowy komórki eukariotycznej na preparacie mikroskopowym, na mikrofotografii, rysunku lub na schemacie;
3. wykazuje różnice w budowie komórki prokariotycznej i eukariotycznej;
4. wykazuje różnice w budowie komórki roślinnej, grzybowej i zwierzęcej.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji; kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii; kompetencje cyfrowe; kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne: Uczeń:

charakteryzuje struktury charakterystyczne dla komórek eukariotycznych i omawia ich funkcje; wykazuje różnice w budowie różnych typów komórek eukariotycznych na przykładzie komórki roślinnej, grzybowej i zwierzęcej; rozpoznaje elementy budowy komórek eukariotycznych na ich modelach oraz preparatach mikroskopowych.

zdefiniowanie terminu „komórka”; przypomnienie sposobów frakcjonowania komórek.

2. Nauczyciel przedstawia temat i cele lekcji.

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie zapoznają się z wprowadzeniem do e‐materiału oraz tekstem w sekcji „Przeczytaj”. Analizują modele komórek eukariotycznych zamieszczone w tej części e‐materiału.
2. Uczniowie, pracując w niewielkich, czteroosobowych grupach, wykonują na dużych arkuszach papieru mapy myśli dotyczące struktur występujących w komórkach eukariotycznych. Za punkt wyjścia przyjmują mapę zamieszczoną w e‐materiale. Ich zadaniem jest:

dopisanie nieuwzględnionych struktur; określenie, w jakich komórkach eukariotycznych dana struktura występuje; określenie funkcji każdej struktury.

3. Po upływie wyznaczonego czasu każda z grup zmienia miejsce zgodnie ze wskazówkami zegara. Uczniowie na podstawie e‐materiału, w tym także grafiki interaktywnej, sprawdzają poprawność map myśli wykonanych przez kolegów. Czerwonymi pisakami korygują błędy lub uzupełniają brakujące informacje.
4. Grupy wracają na swoje poprzednie miejsca a ich członkowie przeprowadzają analizę błędów, które popełnili, wykonując mapę myśli. Nauczyciel monitoruje pracę uczniów.
5. Uczniowie, w parach, wykonują polecenia do grafiki interaktywnej. Ochotnicy przedstawiają swoje odpowiedzi na forum klasy.
6. Nauczyciel prosi uczniów, żeby uważnie przyjrzeli się zdjęciom mikroskopowym zamieszczonym na grafice interaktywnej, a następnie w parach przeprowadzili obserwacje mikroskopowe otrzymanych preparatów (komórki roślinnej, grzybowej i zwierzęcej) i odnaleźli na nich te same struktury.
7. W parach uczniowie przygotowują preparat z liści moczarki kanadyjskiej, zgodnie z instrukcją otrzymaną od nauczyciela (zob. materiały pomocnicze). Na wykonanym preparacie odnajdują pod mikroskopem poznane na lekcji struktury komórkowe. Dokumentują obserwację, wykonując rysunek spod mikroskopu, podpisując go i opisując.

Faza podsumowująca:

1. Wybrani uczniowie na forum klasy wykonują ćwiczenia interaktywne od 1 do 5.
2. Nauczyciel ocenia pracę uczniów na lekcji.

Praca domowa:

Wszyscy uczniowie wykonują ćwiczenia interaktywne od 6 do 8. Zainteresowani tematem wykonują model przestrzenny wybranej przez siebie komórki.

Materiały pomocnicze:

Instrukcja przygotowania preparatu mikroskopowego:

1. Na szkiełko podstawowe nanieś zakraplaczem kroplę wody.
2. Za pomocą skalpela odetnij cienki fragment liścia moczarki kanadyjskiej, a następnie umieść go w kropli wody.
3. Igłą laboratoryjną rozłóż równo odcięty fragment liścia moczarki kanadyjskiej.
4. Ustaw szkiełko nakrywkowe pod kątem 30° do szkiełka podstawowego, a następnie delikatnie połóż je na preparacie.
5. Sprawdź, czy nie powstały pęcherze powietrza między szkiełkiem podstawowym a nakrywkowym. Jeśli powstały, spróbuj je usunąć lub wykonaj preparat ponownie.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania grafiki interaktywnej:

Grafika interaktywna może zostać wykorzystana w fazie podsumowującej lekcję.