Gimnazjum podr�cznik

139106_okladka 14.indd 1 2010-06-01 12:46:56

139106_Ciek_BIOL 3 str tyt K.ind1 1 2009-07-08 13:48:00

3

Spis tre�ci

O podr�czniku / 5 Od Autorów / 6

I. Coraz bli�ej istoty �ycia

1. Budowa chemiczna organizmów / 8 2. Cukry i t�uszcze / 12 3. Bia�ka / 16 4. B�ony biologiczne / 20 5. Budowa komórki zwierz�cej / 25 6. Budowa komórki ro�linnej / 29 7. Informacja genetyczna i jej odczytywanie / 33 8. Replikacja DNA i mitoza / 40 9. Mejoza / 4610. Genetyka klasyczna / 5111. Dziedziczenie cech jednogenowych / 5512. Dziedziczenie grup krwi / 5913. Genetyka cz�owieka / 6214. Mutacje. Choroby genetyczne / 68 Podsumowanie dzia�u I / 74 Test do dzia�u I / 77

4

SPIS TRE�CI

II. Ekologia, ochrona �rodowiska i ewolucjonizm

15. Ekologia / 8016. Organizm w �rodowisku / 8417. Przyjazne wspó��ycie organizmów i gatunków / 9318. Konkurencja / 9819. Zjadaj�cy i zjadani / 10420. O� ary kontra drapie�niki / 11021. �acuch pokarmowy i piramida ekologiczna / 11722. Konsekwencje kr��enia materii i przep�ywu energii / 12623. Wp�yw aktywno�ci cz�owieka na zmiany w �rodowisku / 13424. Dowody ewolucji organizmów / 14225. Za�o�enia teorii ewolucji / 14626. Pochodzenie cz�owieka / 151 Podsumowanie dzia�u II / 157 Test do dzia�u II / 160

Literatura dla ucznia / 163S�owniczek / 165Indeks polsko-angielski / 172

29

Wa�ne poj�cia

chloroplasty grana chloro� l wakuole �ciana komórkowa

W komórkach ro�linnych wyst�puj� plastydy i wakuole

Komórki ro�lin zawieraj� wi�cej sk�adników ni� komórki zwierz�t (ryc. 6.1).

Wy��cznie w komórkach ro�linnych wyst�puj� struktury komórkowe nazywane plastydami (ryc. 6.2). Zalicza si� do nich: chloroplasty (nazywane tak�e cia�ka-mi zieleni), chromoplasty oraz leukoplasty.

6 BUDOWA KOMÓRKI RO LINNEJ

Ryc. 6.1. Na rysunku przedstawiono budow� komórki ro�linnej

cytoplazma

j�dro komórkowe

�ciana komórkowa

struktury b�oniaste

wakuola

chloroplast

mitochondrium

rybosom

b�ona komórkowa

30

CORAZ BLI�EJ ISTOTY �YCIA

Najwi�ksze znaczenie maj� chloropla-sty. S� one otoczone dwiema b�ona-mi. W ich wn�trzu wyst�puj� grana, czyli stosy sp�aszczonych b�oniastych p�cherzyków (ryc. 6.3). To w�a�nie w b�onach gran jest zawarty chloro l – zielony barwnik wychwytuj�cy energi� promieni �wietlnych, wykorzystywan� do fotosyntezy. Najwi�cej chloropla-stów wyst�puje w mi�kiszu asymila-cyjnym li�ci, a tak�e w plesze glonów (ryc. 6.4).

Chromoplasty – plastydy, w których znajduj� si� �ó�te, pomaraczowe lub czerwone barwniki. Nadaj� one kolor np. p�atkom kwiatów i owocom. Dzi�ki temu wabi� zwierz�ta, które zapylaj� kwiaty i rozsiewaj� nasiona. Leuko-plasty nie zawieraj� barwników, a ich zadaniem jest gromadzenie materia�ów zapasowych ro�liny, najcz��ciej w po-staci skrobi.Przez ca�e �ycie komórki w soku komór-kowym zbieraj� si� niepotrzebne i szko-dliwe substancje, gdy� komórki ro�linne nie usuwaj� ich na zewn�trz. Dlatego m�ode komórki ro�linne zawieraj� wiele drobnych wakuol, które z czasem ��cz� si� i – w starszych komórkach – tworz� jedn� wielk� wakuol�, zajmuj�c� niekie-dy nawet 90 % obj�to�ci komórki. Wa-kuola stanowi równie� zbiornik wody w komórce. Mi�dzy wakuolami s�siednich komórek mo�e przep�ywa� woda na za-sadzie osmozy.

Ryc. 6.2. Na zdj�ciach przedstawiono komórki ro�linne z ró�nego rodzaju plastydami: mi�kisz li�cia z chloroplastami, komórki owocu papryki z chromoplastami, mi�kisz spichrzowy bulwy ziemniaka z leukoplastami. S� to zdj�cia spod mikroskopu �wietlnego

chloroplasty

chromoplasty

leukoplasty

W komórkach ro�linnych wyst�puj� wakuole – nazywane te� wodniczka-mi – otoczone pojedyncz� b�on�. S� to obszary komórki zawieraj�ce wod-ny roztwór zwi�zków chemicznych zwany sokiem komórkowym.

31

Budowa komórki ro�linnej

Komórki ro�lin i grzybów maj� �ciany komórkowe

ciana nie stanowi bariery dla transportowanych do lub z komórki substancji, po-niewa� zawiera liczne otworki, przez które nawet du�e cz�steczki z �atwo�ci� si� przemieszczaj�. G�ównym zadaniem �ciany komórkowej jest nadawanie komórce kszta�tu i jej mechaniczna ochrona. Podstawowym budulcem �cian komórek ro�lin-nych jest celuloza, natomiast �cian komórek grzybowych – chityna.

Komórki ro�linne i grzybowe s� zaopatrzone w �cian� komórkow�, otaczaj�c� od zewn�trz b�on� komórkow� (patrz ryc. 6.1).

Ryc. 6.3. W chloroplastach zachodzi fotosynteza

dwie b�onybiologiczne

grana

Ryc. 6.4. Wi�kszo�� glonów zawiera chloroplasty i dlatego zalicza si� je do organizmów samo�ywnych

SKR TNICAGWIAZDOSZEK (u góry) i NOWIK (u do�u)

32

CORAZ BLI�EJ ISTOTY �YCIA

POLECENIA

1. Omów budow� i funkcje wakuoli.2. Wymie� rodzaje plastydów i okre�l rol� ka�dego z nich.3. Omów budow� i funkcj� �ciany komórkowej.

Najwa�niejszymi plastydami s� chloroplasty (zwane cia�kami zieleni), w których zachodzi fotosynteza.

W komórkach ro�linnych wyst�puj� ponadto wakuole i �ciana komórkowa. ciana komórkowa ochrania komórk� i nadaje jej kszta�t. Rol� wakuol jest gromadzenie wody i substancji szkodliwych.

Struktury autonomiczne w komórceMitochondria i chloroplasty ró�ni� si� od innych struktur komórek zawieraj�cych j�dro: s� otoczone dwiema b�onami, maj� w�asne koliste cz�steczki DNA oraz rybo-somy, na których mog� tworzy� w�asne bia�ka. Mog� te� dzieli� si� niezale�nie

od podzia�ów komórki. Struktury te s� za-tem cz��ciowo autonomiczne, czyli nieza-le�ne. Biologowie uwa�aj�, �e wywodz� si� one od bakterii, b�d�cych kiedy� orga-nizmami, które �y�y w symbiozie z pier-wotnymi komórkami, a z czasem sta�y si� ich integraln� cz��ci�.

74

I

FUNKCJE STRUKTUR KOMÓRKOWYCH

STRUKTURAKOMÓRKOWA

FUNKCJAZNAJDUJE SI W:

KOMÓRCE RO�LINNEJ

KOMÓRCEZWIERZ CEJ

CYTOPLAZMA s� w niej zawieszone inne struktury; jest �rodowiskiem zachodzenia reakcji

biochemicznychtak tak

JDRO KOMÓRKOWE zawiera materia� genetyczny (DNA); kieruje �yciem i podzia�ami komórki tak tak

B�ONA KOMÓRKOWA oddziela komórk� od otoczenia; transportuje substancje do i z komórki; odbiera informacje z otoczenia

tak tak

�CIANA KOMÓRKOWA chroni komórk� i nadaje jej kszta�t tak nie

MITOCHONDRIA w nich zachodzi oddychanie tlenowe – uwalnianie energii tak tak

CHLOROPLASTY w nich zachodzi fotosynteza tak nie

RYBOSOMY syntetyzuj� bia�ka tak tak

WAKUOLA gromadzi szkodliwe i niepotrzebne substancje tak nie

PORÓWNANIE MITOZY I MEJOZY

PORÓWNYWANE CECHY MITOZA MEJOZA

Liczba powstaj�cych komórek 2 4

Zmniejszenie liczby chromosomów w komórkach potomnych

nie tak

Rekombinacja genetyczna nie tak

Zachodzenie w organizmie cz�owieka

podczas wzrostu i rozwoju od zap�odnienia do koca �ycia;

odtwarzanie zu�ytych komórek, np. naskórka, krwi

podczas powstawania komórek rozrodczych

75

Podsumowanie dzia�u I

PORÓWNANIE BUDOWY DNA I RNA

SK�ADNIKI BUDULCOWE

DNA RNA

deoksyryboza

reszta fosforanowa

adenina

guanina

tymina

cytozyna

reszta fosforanowa

ryboza

adenina

guanina

uracyl

cytozyna

BUDOWA CZSTECZKI

DNA RNA

wi�zanie wodorowe

nukleotydy nukleotydy

76

CORAZ BLI�EJ ISTOTY �YCIA

MUTACJE WYWO�UJ�CE CHOROBY GENETYCZNE

GENOWE CHROMOSOMOWE

Allele recesywne: mukowiscydoza, fenyloketonuria

Allele recesywne sprz��one z p�ci�: hemo� lia, dystro� a mi��niowa Duchenne’a

Allele dominuj�ce: pl�sawica Huntingtona

Zwi�kszona o 1 liczba chromosomów: zespó� Downa

CHROMOSOMOWEGENOWE

MUTACJE

WYWO�ANE PRZEZ CZYNNIKI MUTAGENNESAMORZUTNE

MUTACJE

OD GENU DO CECHY

Gen – odcinek DNA

transkrypcja ( j�dro komórkowe)

mRNA

translacja ( rybosomy)

bia�ko (enzym)

reakcja biochemiczna

cecha

RÓ�NE SPOSOBY DZIEDZICZENIA

SPOSÓB DZIEDZICZENIA ISTOTA PRZYK�ADY

Dominowanie zupe�ne u heterozygot ujawniaj� si� wy��cznie allele dominuj�ce

dziedziczenie zdolno�ci do zwijania j�zyka i odstaj�cych uszu u cz�owieka

Allele wielokrotne istniej� wi�cej ni� dwa allele tego samego genu warunkuj�ce cech�

dziedziczenie grup krwi uk�adu AB0 u cz�owieka

Dziedziczenie cech sprz��onych z p�ci�

gen warunkuj�cy cech� znajduje si� w chromosomie X

dziedziczenie daltonizmu i hemo� lii u cz�owieka

77

1. Na podstawie schematu wska� poprawne doko�czenie zdania.

Biosfera wyró�nia si� spo�ród innych sfer du�� zawarto�ci�:A – wodoru. B – krzemu. C – w�gla. D – tlenu.

2. Na podstawie analizy przedstawionych wzorów strukturalnych cukru pro-stego, dwucukru i wielocukru wska� poprawne doko�czenie zdania.

Cz�steczka sacharozy jest:A – wi�ksza od cz�steczki glukozy, lecz mniejsza od cz�steczki glikogenu.B – wielko�ci podobnej do cz�steczki glukozy, lecz znacznie mniejsza od

cz�steczki skrobi.C – wi�ksza od cz�steczki skrobi, lecz mniejsza od cz�steczki celulozy.D – wi�ksza od cz�steczki glukozy i cz�steczki celulozy.

3. Wybierz b��dne zdanie dotycz�ce enzymów.A. Wi�kszo�� enzymów to bia�ka.B. Enzymy s� katalizatorami reakcji biochemicznych.C. Cz�steczka enzymu wielokrotnie powtarza t� sam� reakcj�.D. Cz�steczki enzymu zu�ywaj� si� podczas katalizowanych reakcji.

tlen – 70 %

wodór – 10 %w�giel – 18 %

BIOSFERA

pozosta�e – 2 %

CUKIER PROSTY – GLUKOZA DWUCUKIER – SACHAROZA

WIELOCUKIER – SKROBIA

OO

H H

OH

C

C

H

O H

C

H

OH

C

OH

H

C

H

C

H H

OH

C

C

H

O

C

H

OH

C

OH

H

C

H

C

O

H

C

O

H H

OH

C

C

H

O H

C

H

OH

C

OH

H

COH

H

C

OH H

OH

C

C

H

C

C

OH

H H

H

OH

C

OH

H

C

H H

OH

C

C

H

O

H

OH

C

H

OH

C

OH

H

COH

H

C

78

CORAZ BLI�EJ ISTOTY �YCIA

4. Wska� poprawne doko�czenie zdania.Osmoza powoduje, �e:A – woda nap�ywa do korzeni ro�liny w warunkach suszy zjologicznej.B – ryby s�odkowodne musz� pi� wod�, by uzupe�ni� jej straty.C – s�odkowodne jednokomórkowce musz� pozbywa� si� nadmiaru wody.D – ryby morskie musz� aktywnie usuwa� nadmiar wody.

5. Wska� i podpisz na schemacie element budowy komórki odpowiedzialny za oddychanie tlenowe.

6. Wska� poprawne doko�czenie zdania.W wyniku mitozy komórki diploidalnej o 30 chromosomach powstan�:A – dwie komórki haploidalne o 15 chromosomach ka�da.B – cztery komórki haploidalne o 15 chromosomach ka�da.C – dwie komórki diploidalne o 30 chromosomach ka�da.D – cztery komórki diploidalne o 30 chromosomach ka�da.

7. Cecha oczu piwnych dominuje nad cech� oczu niebieskich. Wska� odpo-wied� poprawnie ilustruj�c� prawdopodobie�stwo wyst�pienia oczu nie-bieskich u dziecka homozygotycznych rodziców o oczach piwnych.A – 0 %. C – 50 %.B – 25 %. D – 75 %.

8. Wska� poprawne doko�czenie zdania.Osoba o grupie krwi 0 nie mo�e mie� dziecka o grupie krwi:A – A. B – B.C – AB. D – 0.

9. Wska� poprawne doko�czenie zdania.Je�eli m��czyzna chory na daltonizm ma dziecko ze zdrow� kobiet� (nie nosicielk�), to prawdopodobie�stwo, �e to dziecko b�dzie cierpia�o na daltonizm, wynosi:A – 0 %. B – 25 %.C – 50 %. D – 75 %.

10. Zaznacz odpowied�, która okre�la przyczyn� choroby zwanej mukowi-scydoz�.A – allel dominuj�cy.B – allel recesywny sprz��ony z p�ci�.C – allel recesywny niesprz��ony z p�ci�.D – zmiana liczby chromosomów.