Porównanie budowy komórki eukariotycznej i prokariotycznej
Komórki organizmów należących do odrębnych królestw – bakterii, roślin i zwierząt – różnią się między sobą pod względem budowy. Wynika to z przystosowania danego organizmu do jego środowiska życia. Jednak komórki bakteryjne, roślinne i zwierzęce mają też cechy wspólne.
czym charakteryzują się komórki prokariotyczne i eukariotyczne;
jak zbudowane są komórki bakterii, roślin i zwierząt;
w jaki sposób komórka pobiera i wydala substancje;
czym jest metoda naukowa (w jaki sposób należy przeprowadzać doświadczenia naukowe).
Porównasz budowę komórki bakteryjnej, roślinnej i zwierzęcej.
Wskażesz cechy umożliwiające rozróżnienie komórki bakteryjnej, roślinnej i zwierzęcej.
Wyjaśnisz, na czym polega półprzepuszczalność błony komórkowej.
Opiszesz, jak przeprowadzić doświadczenie potwierdzające selektywną przepuszczalność błony komórkowej.
1. Porównanie budowy komórki eukariotycznej i prokariotycznej
Komórki to najmniejsze części organizmu, które są zdolne do przeprowadzania czynności życiowych. W ich wnętrzach znajdują się organelleorganelle. Komórki dzielimy na:
prokariotyczne (bezjądrowe), których materiał genetyczny jest ułożony luźno w cytozolu;
eukariotyczne (jądrowe), których materiał genetyczny znajduje się głównie w jądrze komórkowym.
Ilustracja przedstawia schematyczną budowę komórki zwierzęcej, roślinnej i bakteryjnej. Komórka zwierzęca jest największa i przypomina prostokąt zaokrąglony z jednej strony. Z zaokrąglonej strony ma wypustki. Wnętrze komórki otacza błona komórkowa. W środku znajdują się organella komórkowe: kuliste jądro komórkowe otoczone jest mocno sfałdowaną siateczką śródplazmatyczną przypominającą labirynt o nieregularnym kształcie. W komórce znajdują się też mitochondria, kształtem przypominające bochenki chleba z poprzecznymi bruzdami, a także niewielkie lizosomy o kulistym kształcie. Widoczne są też trzy wodniczki kształtem przypominające fasolę, a także pojedynczy aparat Golgiego. Aparat Golgiego tworzy nieregularną strukturę nieco przypominającą kleks, zbudowany ze spłaszczonych fałdów błon, na obrzeżach których luźno rozmieszczone są mniejsze i większe pęcherzyki. Mniej więcej równomiernie w całej cytoplazmie rozmieszczone są liczne rybosomy – najmniejsze z organelli komórkowych, przypominające małe plamki. Komórka roślinna o kulistym kształcie otoczona jest grubą ścianą komórkową, pod którą znajduje się cieńsza błona komórkowa. Komórka ta, podobnie jak zwierzęca, posiada kuliste jądro otoczone pofałdowaną siateczką śródplazmatyczną. Zawiera też mitochondria i dwa aparaty Golgiego. W odróżnieniu od komórki zwierzęcej posiada też chloroplasty o kształcie i wielkości podobnej do mitochondriów, ale bez poprzecznych bruzd. Największą organellą komórkową, ponad dwukrotnie większą od jądra otoczonego siateczką, jest wakuola. Mniej więcej równomiernie w całej cytoplazmie rozmieszczone są liczne rybosomy. Komórka bakterii jest najmniejsza z pokazanych tu komórek i ma pałeczkowaty kształt. Wyrastają z niej cienkie, rzadkie włoski. Z jednego końca bakterii wyrasta też bardzo długa wić. Całą komórkę otacza gruba warstwa śluzu. Pod nim znajduje się błona komórkowa. W cytoplazmie, po środku komórki, znajdują się splątane nici DNA. Są ułożone równolegle do długiego boku komórki. Po cytoplazmie rozsiane są liczne rybosomy.
Porównaj komórkę prokariotyczną (bakteryjną) z komórkami eukariotycznymi (roślinną i zwierzęcą).
2. Półprzepuszczalność błony komórkowej
Błona komórkowa oddziela wnętrze komórki od jej środowiska i kontroluje transport substancji między komórką a jej otoczeniem. Jedne substancje przechodzą przez błonę łatwiej niż inne, co określane jest jako półprzepuszczalnośćpółprzepuszczalność (selektywna przepuszczalność). Woda swobodnie przenika przez błonę komórkową, podczas gdy większe cząsteczki, np. cukry, takie jak glukoza, są przez nią przepuszczane w sposób kontrolowany.
Dlaczego po zjedzeniu cukru odczuwa się pragnienie?
Pragnienie odczuwane po zjedzeniu cukru wynika ze zwiększenia jego ilości we krwi. Po zjedzeniu cukru najpierw trafia on do żołądka, a następnie do układu krwionośnego, co powoduje, że woda z komórek przemieszcza się za cukrem do krwi. Komórki, które utraciły wodę, wysyłają do mózgu sygnał wskazujący, że potrzebują większego uwodnienia. Wynikiem tych zjawisk jest uczucie pragnienia.
Przeprowadź doświadczenie dotyczące przepuszczalności błony komórkowej. Zanotuj wyniki i wnioski. Zweryfikuj hipotezę.
Na podstawie opisu wirtualnego laboratorium dotyczącego selektywnej przepuszczalności błony komórkowej zweryfikuj hipotezę i zapisz wnioski.
Co będzie potrzebne?
szklana U‑rurka z selektywnie przepuszczalną błoną (np. błona dializacyjnabłona dializacyjna)
woda destylowana
glukoza
pipeta
test paskowy do badania stężenia glukozy
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PFBMNpCX8
W wirtualnym laboratorium na stole stoją różne odczynniki i przyrządy. Po kliknięciu na łyżeczkę unosi się ona i wędruje do pojemnika z glukozą. Na łyżeczkę nabierana jest niewielka ilość glukozy. Następnie należy ją przenieść do U‑rurki wyglądającej jak duża litera U wsparta na krótkiej pionowej podstawce. Glukozę wsypuje się do jednego z ramion rurki. Glukoza opada w dół aż do miejsca, w którym oba ramiona U‑rurki stykają się ze sobą. Rozdziela je niewielka pionowa błona. Po wsypaniu glukozy klika się na leżący na stole marker, który przemieszcza się do U‑rurki i zaznacza obu jej ramionach po jednej poziomej linii na granicy cieczy i powietrza. Na koniec z innego pojemnika pobierane są dwa paski do sprawdzania stężenia glukozy. Każdy z nich jednocześnie zanurza się w jednym z ramion. Następnie paski unoszą się w górę. Pasek, który był zamoczony w roztworze glukozy, zmienia kolor z zielonego na czerwony. Ten, który był zamoczony w sąsiadującym ramieniu, pozostaje zielony. Następnie widać, jak na okrągłym zegarze wiszącym na ścianie przesuwają się wskazówki tak, że mija godzina. Po upływie godziny w jednym z ramion U‑rurki słup cieczy jest niższy, a w drugim wyższy. Poziom cieczy w ramieniu, w którym znajduje się glukoza, jest powyżej pierwotnego poziomu wody - słup cieczy jest wyraźnie wyżej niż kreska narysowana godzinę wcześniej markerem.
Mizeria to sałatka z surowych ogórków z dodatkiem śmietany lub jogurtu, doprawiona solą i pieprzem.
Roztwory oznaczone jako I i II różnią się zawartością glukozy (oznaczonej schematycznie błękitnymi kółkami) i są oddzielone od siebie błoną półprzepuszczalną.
Testy paskowe do badania stężenia glukozy są wykorzystywane do oznaczania stężenia glukozy w moczu, zwykle u osób chorych na cukrzycę, w celu kontrolowania przebiegu choroby. Wyniki pomiarów odczytuje się na podstawie porównania barwy uzyskanej na pasku ze skalą barwną dołączoną do testu.
Słownik
błona półprzepuszczalna mająca określony rozmiar porów; cząsteczki większe od porów błony zatrzymywane są przez jej ściany, natomiast cząsteczki mniejsze swobodnie przez nią przenikają
metoda oczyszczania krwi z niepotrzebnych substancji oraz uzupełniania składu krwi, stosowana u chorych z uszkodzeniem nerek, które stanowi poważne zagrożenie dla funkcjonowania organizmu (z utratą życia włącznie)
(poprawna odmiana w l. mn.: „organelle”; odmiana wariantu tego słowa, który w l. poj. ma formę „organellum”, w l. mn. przyjmuje formę „organella”); struktura oddzielona błoną od cytozolu, np. chloroplasty, mitochondria
zdolność błon biologicznych do regulacji przepływu substancji
Zadania
Notatnik
Bibliografia
Levi A., Does Sugar Make You Thirsty?, „Health”, 15.06.2022, www.health.com/condition/type‑2-diabetes/why‑sugar‑makes‑you‑thirsty [dostęp: 13.05.2023].
Reece J.B., Urry L.A., Cain M.L. i in., Biologia Campbella, tłum. wyd. pol. Dabert M., Dabert J., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2021.