opracowane tematy z biologii dla i klasy...
TRANSCRIPT
2
SPIS TREŚCI
1. Ekologia a ochrona środowiska…………………………………….. 3
2. Poznajemy podstawowe pojęcia ekologiczne……………………… 4
3. Dlaczego jedne gatunki rzadko występują, a inne są pospolite?....... 5
4. Rozmieszczenie, liczebność, zagęszczenie. ……………………….. 6
5. Rozrodczość, śmiertelność, imigracja, emigracja i struktura
wiekowa……………………………………………………………. 7
6. Oddziaływania (interakcje) między populacjami…………………. 9
7. Drapieżnictwo……………………………………………………… 10
8. Pasożytnictwo i konkurencja………………………………………. 11
9. Allelopatia…………………………………………………………. 12
10. Stosunki nieantagonistyczne (mutualizm i komensalizm). ……….. 13
11. Najważniejsze cechy biocenozy…………………………………… 14
12. Obieg materii w ekosystemie……………………………………… 15
13. Dlaczego duże drapieżniki są tak mało liczebne?.............................. 16
14. Wpływ człowieka na funkcjonowanie ekosystemu………………… 18
15. Właściwości istot żywych………………………………………….. 19
16. Czy organizmy powstały na Ziemi?................................................... 20
17. Znaczenie makroskładników dla organizmów……………………… 21
18. Znaczenie mikroskładników dla organizmów……………………… 22
19. Woda jako środowisko procesów życiowych………………………. 23
20. Rola związków organicznych w prawidłowym rozwoju
organizmów. ……………………………………………………….. 24
21. Kwasy nukleinowe…………………………………………………. 26
22. Komórka jako najmniejsza funkcjonalna część organizmu………… 28
23. Fotosynteza – to proces anaboliczny, cz kataboliczny?...................... 30
24. Oddychanie jako proces kataboliczny………………………………. 31
Literatura …………………………………………………………… 34
3
Temat: Ekologia a ochrona środowiska.
1. Ochrona środowiska przyrodniczego polega na:
a) tworzeniu: - parków narodowych
- parków krajobrazowych
- rezerwatów przyrody
- obszarów chronionego krajobrazu o dużej wartości
przyrodniczej
b) ustanawianiu pomników przyrody
c) odnowie gatunkowej roślin i zwierząt
d) na racjonalnym wykorzystywaniu zasobów przyrody
2. Ochrona środowiska korzysta z wyników badań następujących nauk:
- geografii
- geologii
- chemii
- biologii
- ekologii
3. Środowisko – to ogół elementów przyrody ożywionej (biotycznych) i
nieożywionej (abiotycznych), bezpośrednio wpływających
na życie organizmu.
Do czynników abiotycznych zaliczamy:
- nasłonecznienie
- wilgotność
- wiatr
- temperatura
- ukształtowanie terenu
- rodzaj podłoża, itp.
Do czynników biotycznych zaliczamy:
- rośliny
- grzyby
- zwierzęta
- mikroorganizmy
4. Ekologia – to nauka o organizmach w ich „domu”, czyli w ich rodzinnym
środowisku. Bada zależności między środowiskiem a
organizmami oraz między samymi organizmami.
4
Temat: Poznajemy podstawowe pojęcia ekologiczne.
Populacja – jest to zbiór osobników jednego gatunku, wzajemnie na siebie
wpływających, zamieszkujących ten sam obszar.
Gatunek – jest to zbiór populacji osobników mających wspólne pochodzenie
i odznaczających się tymi samymi cechami, które są przekazywane
płodnemu potomstwu.
Biotop – jest to abiotyczne środowisko życia organizmów.
Biocenoza – jest to zespół populacji różnych gatunków, występujących
w danym środowisku i powiązanych różnego rodzaju
zależnościami.
Ekosystem – jest to biocenoza wraz z abiotycznym środowiskiem
czyli biotopem.
Producent – jest to organizm samożywny, przede wszystkim roślina,
która wykorzystując energię słoneczną, wytwarza ze związków
nieorganicznych materię organiczną. Jest to pierwsze ogniwo
łańcuchów pokarmowych.
Konsument – jest to organizm cudzożywny.
Konsument I rzędu – to roślinożerca.
Konsument II rzędu – to mięsożerca.
Destruenci – to organizmy przetwarzające materię organiczną (szczątki roślin
i zwierząt) w nieorganiczną. Destruentami są bakterie i grzyby.
5
Temat: Dlaczego jedne gatunki rzadko występują, a inne są pospolite?
Siedlisko - jest to miejsce, które organizm zamieszkuje, np. jelito człowieka
w przypadku tasiemca.
Nisza ekologiczna – jest to wszystko to, co umożliwia organizmowi przeżycie
i rozród.
Tolerancja ekologiczna – jest to zdolność przystosowania się do zmian
określonego czynnika środowiska.
Synantropijne rośliny – są to rośliny żyjące w otoczeniu budynków
mieszkalnych i produkcyjnych , dróg oraz pól
uprawnych, wprowadzone nieumyślnie przez
człowieka.
Bioindykatory – organizmy, których obecność, brak lub sposób zachowania się
wskazuje np. występowanie jakiegoś związku w środowisku
(np. porosty wrażliwe na dwutlenek siarki) bądź określa
właściwości środowiska (np. skrzyp – gleba kwaśna).
Gatunki, które rzadko występują to te, których zdolności przystosowania się
(adaptacji) są zbyt małe i w związku z tym znalezienie odpowiedniego miejsca,
czyli niszy, jest dla nich bardzo trudne.
6
Temat: Rozmieszczenie, liczebność i zagęszczenie.
Właściwości populacji biologicznej to:
- rozmieszczenie
- liczebność
- zagęszczenie
- rozrodczość
- śmiertelność
- imigracja
- emigracja
- struktura wiekowa
Rozmieszczenie – jest to sposób występowania osobników danej populacji na
określonym terenie.
Rozmieszczenie może być:
- przypadkowe
- równomierne
- skupiskowe
Rozmieszczenie przypadkowe w przyrodzie występuje bardzo rzadko np. u
kozibrodu pajęczynowatego na wydmach śródlądowych lub u solibrodu zielnego
tylko najstarsze okazy.
Rozmieszczenie skupiskowe polega na tworzeniu stad i kolonii lub kęp roślin.
Zwierzęta tworzące stada (antylopy, pawiany, żubry).
Zwierzęta tworzące kolonie (gawrony, kormorany, pieski preriowe).
Rośliny w skupiskach – pokrzywa, jałowiec, koniczyna łąkowa, kocanki
piaskowe.
Rozmieszczenie równomierne występuje u dziko rosnących traw,
w monokulturach sosnowych, w uprawach warzywnych, u ptaków i ssaków
drapieżnych mających terytorium łowieckie np. u myszołowów lub rysi
i u gniazdujących ptaków śpiewających.
Liczebność – jest to liczba osobników zasiedlających obszar zajęty przez daną
populację.
Zagęszczenie – jest to liczba osobników populacji przypadająca na jednostkę
powierzchni lub objętości środowiska.
7
Temat: Rozrodczość, śmiertelność, imigracja, emigracja i struktura
wiekowa.
Rozrodczość – jest to zdolność populacji do wydawania nowych osobników.
Śmiertelność – jest to wymieranie osobników w czasie w danej populacji.
Imigracja – jest to napływ nowych osobników do danej populacji.
Emigracja – jest to opuszczanie granic zasięgu danej populacji.
Wpływ rozrodczości, śmiertelności, emigracji, imigracji na zagęszczenie
populacji
Krzywa przeżywania typu A (wypukła) jest charakterystyczna dla człowieka i
większych zwierząt kręgowych.
Krzywa przezywania typu B (wklęsła) jest charakterystyczna dla mniejszych
organizmów, np. myszy, wielu zwierząt bezkręgowych i roślin.
8
Liczebność populacji zależy od zróżnicowania wiekowego osobników
tworzących daną populację, czyli struktury wieku.
W życiu osobników wyróżniamy trzy okresy:
- okres młodociany (od urodzenia do osiągnięcia dojrzałości płciowej)
- okres rozrodczy (związany z wydawaniem potomstwa)
- okres starości (po zakończeniu okresu rozrodczego)
Populacja rozwijająca się to taka, gdzie liczba urodzeń jest większa od liczby
zgonów.
Populacja wymierająca to taka, gdzie liczebność osobników młodocianych jest
mniejsza od liczebności osobników starych.
Populacja ustabilizowana to taka, gdzie liczebność osobników okresu
młodocianego i rozrodczego jest podobna.
9
Temat: Oddziaływania (interakcje) między populacjami.
Stosunki antagonistyczne – to takie, gdzie populacja jednego gatunku działa
na niekorzyść populacji innego gatunku.
Do stosunków antagonistycznych zaliczamy:
- drapieżnictwo
- pasożytnictwo
- konkurencja
Stosunki nieantagonistyczne – to takie, gdzie populacja jednego gatunku
działa na korzyść populacji innego gatunku .
Do stosunków nieantagonistycznych zaliczamy:
- mutualizm
- komensalizm
10
Temat: Drapieżnictwo
Drapieżnictwo – jest to stosunek antagonistyczny, w którym jeden gatunek
zwierząt (drapieżca) poluje na drugi gatunek zwierzęcy
(ofiarę), zabija ją i zjada.
Przystosowania drapieżników do wykrycia ofiary, schwytania jej i zjedzenia:
- dobry wzrok (sokół)
- węch (pies, kret)
- echolokacja (nietoperz, delfiny)
- budowa sieci (pająk)
- zastawianie pułapek (mrówkolew)
- język (żaba, kameleon)
- parzydełka (stułbia)
- świecący wyrostek (ryby głębinowe)
- polowanie z zasadzki ( jaguar, szczupak)
- itp.
Metody obrony ofiary przed atakiem drapieżników:
- ucieczka (mysz, zając, antylopa)
- muszle (małże, ślimaki)
- pancerz (żółw)
- substancje chemiczne odstraszające wroga(tchórz, skunks)
- żądło (pszczoły, osy)
- kolce (jeż)
- rogi (jelenie)
- jaskrawe ubarwienie (kumaki)
- upodobnienie się kształtem do otoczenia ( patyczaki)
- upodobnienie się kolorem do otoczenia (płastugi, ćmy)
- itp.
11
Temat: Pasożytnictwo i konkurencja.
Pasożytnictwo – jest to antagonistyczna forma współżycia gatunków. Pasożyt
bytuje i zdobywa pokarm w organizmie (pasożyt wewnętrzny)
lub na organizmie (pasożyt zewnętrzny) żywiciela, osłabiając
go, a niekiedy prowadząc do jego śmierci.
Pasożyty zewnętrzne to, np. : pijawki, kleszcze, wszy, pchły, komary,
z roślin np. kanianka.
Pasożyty wewnętrzne to, np. : glista ludzka, tasiemce.
Konkurencja – jest to współżycie antagonistyczne dwóch gatunków
występujących w tym samym siedlisku i mających te same
wymagania, np. pokarmowe (żubr i sarna).
Dwa gatunki nie mogą żyć w jednej niszy ekologicznej.
Populacje dwóch a nawet kilku gatunków, występujące w tym samym siedlisku i
mające takie same wymagania, konkurują ze sobą, np. o pokarm, wodę,
przestrzeń, światło, kryjówki przed drapieżnikiem, miejsce i materiał na
gniazdo, dominację w stadzie, itp.
12
Temat: Allelopatia
Allelopatia – jest to wzajemne oddziaływanie roślin na siebie, przyspieszające
(dodatnie) lub hamujące (ujemne) wzrost i rozwój poprzez
wydzielane substancje chemiczne.
Wydzieliny korzeni i liści niektórych roślin:
- odstraszają owady
- zapobiegają chorobą roślin
- hamują inwazję innych roślin
Przykłady allelopatii dodatniej:
- posadzenie cebuli obok truskawek zapobiega rozwojowi szarej pleśni (grzyba)
- na polach kukurydzy i fasoli posadzenie dyni eliminuje inne niepożądane
gatunki roślin.
- posianie gryki lub gorczycy eliminuje uporczywy chwast jakim jest perz
- większe plony daje niewielka ilość chabra w życie, kąkolu w pszenicy,
rumianku w rzepaku, czy łubinu w ziemniakach
Przykłady allelopatii ujemnej:
- nie należy siać pszenicy po jęczmieniu
- maku po ziemniakach (będą bardziej podatne na choroby i dadzą mniejsze
polny)
13
Temat: Stosunki nieantagonistyczne.
Mutualizm - jest to nieantagonistyczna forma współżycia dwóch gatunków, dla
obu stron korzystna ; w wielu przypadkach jest niezbędna do
przetrwania.
Przykłady mutualizmu:
-) porost= komórki glonów + strzępki grzyba
-) mikoryza współżycie grzybów z korzeniami drzew
-) współżycie roślin motylkowych z bakteriami brodawkowymi
-) trzmiele zapylające koniczynę czerwoną
-) bąkojady odżywiające się owadami na skórze hipopotamów
-) mrówki broniące mszyce przed biedronkami
-) owady zapylające kwiaty
Komensalizm - jest to nieantagonistyczne współżycie dwóch gatunków
korzystne tylko dla jednego, a dla drugiego zupełnie obojętne.
Przykłady komensalizmu:
-) lew i hiena
-) lew i sęp
-) rekin i podnawka
14
Temat: Najważniejsze cechy biocenozy.
Łańcuch troficzny tworzą: producenci, konsumenci i destruenci. Grupa
organizmów, która zajmuje w łańcuchu troficznym
to samo miejsce, wchodzi w skład określonego
poziomu troficznego.
Producentem jest roślina, ewentualnie porost lub bakteria samożywna.
Konsumentem I rzędu są zwierzęta roślinożerne, np. : ssaki, owady, ślimaki,
ptaki.
Konsumentami II rzędu, czyli drapieżcami, są zarówno pierwotniaki jak i małe
owady oraz wiele ssaków.
Konsumentami III rzędu, czyli drapieżcami szczytowymi, są np. : niektóre
ryby, ptaki, czy ssaki.
Destruentami są przede wszystkim bakterie i grzyby.
Kolejność ogniw łańcucha jest stała.
Im większa różnorodność gatunków ,tym większa liczba różnego rodzaju
układów w biocenozie, tym łatwiej o równowagę w biocenozie.
15
Temat: Obieg materii w ekosystemie.
Biocenoza jest ściśle związana ze swym środowiskiem – biotopem i tworzy z
nim razem układ, zwany ekosystemem, w którym krąży materia i przez który
przepływa energia.
Materię organiczną, wytwarzają organizmy samożywne w procesie fotosyntezy.
Producenci, korzystając z energii świetlnej, przetwarzają pobrane ze
środowiska proste związki nieorganiczne w złożone związki organiczne, które
konsumenci zużywają jako materiał budulcowy i źródło energii.
Obumarłe szczątki, zarówno producentów, jak i konsumentów, są przez
destruentów rozkładane do prostych związków nieorganicznych i w ten sposób
materia wraca do środowiska, skąd znowu może zostać pobrana przez
producentów. Obieg materii zostaje zamknięty.
Materia krąży między biocenozą a jej biotopem.
16
Temat: Dlaczego duże drapiezniki sa tak mało liczebne?
Między poziomami troficznymi istnieją ścisłe zależności ilościowe.
W ekosystemie liczba organizmów tworzących kolejne, wyższe poziomy
trofinzne jest coraz mniejsza.
Każdy ekosystem można przedstawić za pomocą piramidy liczb, która jest
również piramidą masy.
Odpowiedź na pytanie - dlaczego jest tak mało dużych zwierząt?, podano
wówczas, gdy przeliczono masę żywego organizmu (biomasę) na energię
chemiczną zawartą w związkach organicznych budujących jego ciało.
Wyniki badań Oduma wykazują, że na kolejnych poziomach troficznych ilość
energii, która przepływa przez ekosystem, jest coraz mniejsza. Najwięcej mają
jej producenci, najmniej drapieżcy szczytowi. Minimalne ilości energii
pozostające w martwych szczątkach ostatniego ogniwa całkowicie wykorzystują
destruenci.
17
Rośliny magazynują w związkach organicznych około 1,2% energii słonecznej.
Przyswojona przez rośliny energia jest potrzebna do wykonania czynności
życiowych, takich jak wzrost, rozmnażanie, wymiana gazowa. Duża ilość
energii w czasie tych procesów jest uwalniana w postaci ciepła.
Roślinożercy od producentów uzyskują tylko 16% energii pobranej przez nich
od słońca (co stanowi 0,2% energii początkowej, dochodzącej ze Słońca na
Ziemię).
Roślinożercy zużyją część tej energii na oddychanie, rozmnażanie, wzrost,
trawienie, ruch, itp.
Zwierzęta mięsożerne otrzymują już tylko 11% z wyjściowych 16%
( co stanowi 0,02% energii początkowej, dochodzącej ze Słońca na Ziemię).
Dla drapieżców szczytowych pozostaje tylko 5,5% energii z wyjściowych 16%,
(co stanowi 0,001% energii początkowej, dochodzącej ze Słońca na Ziemię).
Jest to tak mała ilość, iż niemożliwe jest, aby wystarczyła dla większej liczby
szczytowych drapieżców, (dlatego nie spotyka się łańcuchów pokarmowych
zawierających więcej niż pięć gatunków organizmów).
Podczas przepływu energii przez ekosystem, następują jej ubytki w czasie
przejścia z jednego poziomu troficznego na drugi.
18
Temat: Wpływ człowieka na funkcjonowanie ekosystemu
Człowiek jako gatunek istnieje już co najmniej 100 tysięcy lat.
Rozwój cywilizacji naukowo-technicznej od około 500 lat spowodował bardzo
szybki wzrost populacji ludzkich na Ziemi.
W starożytności ludzie średnio żyli 22 lata, a dziś średnia długość życia wynosi
około 70 lat.
W 2000 roku było nas 6 mld
Ludzie zaczynają dostrzegać ujemny wpływ powstającego zagęszczenia. Jest
nim stres wynikający z braków pożywienia i z przeludnienia, a objawiający się
agresją, nietolerancją, zachowaniami prowadzącymi do samozniszczenia.
Obecnie na świecie jest około 1,5 mld ludzi jest źle odżywionych lub
niedożywionych, a około 500 mln jest stale niedożywionych lub umierających
z głodu.
Zagospodarowanie przez człowieka coraz większych terenów, sprawia, że
wymiera wiele gatunków roślin i zwierząt. Naturalne środowisko jest niszczone
na skutek:
- rozwoju przemysłu
- budowy kopalń odkrywkowych
- zastępowania ekosystemów naturalnych sztucznymi
- chemizacji rolnictwa
- budowy dróg i autostrad
- niekontrolowanego łowiectwa i zbieractwa
19
Temat: Właściwości istot żywych.
Wszystkie organizmy zbudowane są z komórek.
Organizm – to istota żywa, która wykazuje objawy życia czyl:i
- oddycha,
- odżywia się,
- wydala,
- rośnie,
- rozwija się
- rozmnaża,
- reaguje na zmiany zachodzące w środowisku.
Komórka – to podstawowa jednostka strukturalna i funkcjonalna organizmu.
Elementy budowy Komórka
roślinna
Komórka
zwierzęca
Bakterie Komórka
grzybów
ściana komórkowa + - + +
błona komórkowa + + + +
jądro komórkowe + + - +
chloroplasty + - - -
wodniczki duże liczne, małe - duże
mitochondria + + - +
Tkanka – zbiór komórek o tym samym pochodzeniu, podobnej budowie
i wielkości, spełniających takie same czynności w organizmie.
Narząd – zbiór tkanek wyspecjalizowany do pełnienia określonej funkcji
w organizmie.
20
Temat: Czy organizmy żywe powstały na Ziemi?
Organizmy żywe zbudowane są ze :
-związków organicznych tj. : białek, węglowodanów, tłuszczy i kwasów
nukleinowych
- związków nieorganicznych: wody i soli mineralnych.
Materia organiczna i nieorganiczna zbudowana jest z pierwiastków.
Na Ziemi w stanie naturalnym wykryto 92 pierwiastki.
Z tych pierwiastków tylko 19 występuje w organizmach żywych.
Istoty żywe zawierają bardzo dużo azotu, węgla, wodory i tlenu, są to tzw.
pierwiastki biogenne. Stanowią one 96% składu istot żywych.
Glin występuje w dużej ilości w przyrodzie nieożywionej, w organizmach
nie odgrywa żadnej roli.
Jeśli organizmy i skorupa ziemska zbudowane są z takich samych
pierwiastków, tylko że w innych proporcjach, to można uznać, że życie
powstało na Ziemi.
Stromatolity – to ślady form żywych, znalezione w skałach liczących sobie
3,5 miliarda lat.
Dowodem, że żywe istoty powstały z materii nieożywionej, świadczącym
o jedności budowy naszego świata, jest występowanie aminokwasów
w kosmosie poza Ziemią.
21
Temat: Znaczenie makroskładników dla organizmów.
Zależnie od ilości, w jakiej pierwiastki występują w organizmach, można je
podzielić na dwie grupy:
- makroskładniki (makroelementy) – węgiel, wodór, tlen, azot, siarka, wapń,
magnez, sód, fosfor, potas
- mikroelementy ( mikroskładniki) - żelazo, miedź, cynk, mangan, bor,
molibden, jod, kobalt
Znaczenie makroskładników
Pierwia
stek
Symbol
chemi-
czny
Występowanie
w organizmie
Rola w organizmie
węgiel
wodór
tlen
C
H
O
wchodzą w skład
podstawowych związków
chemicznych, np.: białek
i węglowodanów
są materiałem służącym do
budowy struktur komórkowych;
ich brak powoduje śmierć
organizmów
azot N składnik białek, witamin,
hormonów wzrostowych
wpływa na wzrost organizmów
fosfor P wchodzi w skład kości,
kwasów nukleinowych
jego brak powoduje krzywicę,
zaburzenia przemian
metabolicznych i zaburzenia
oddychania
wapń Ca składnik kości, muszli
mięczaków, płynów
ustrojowych
niedobór wapnia u kręgowców
powoduje krzywicę i łamliwość
kości, próchnicę zębów; wapń
uczestniczy w procesie
krzepnięcia krwi, przyczyniając
się do tworzenia skrzepów
sód
potas
Na
K
składnik płynów
ustrojowych i komórek
uczestniczą w transporcie
substancji przez błonę
komórkową; wpływają na
pobudliwość, np. nerwowych,
mięśniowych
magnez Mg wchodzi w skład chlorofilu
u roślin; u kręgowców
występuje w małych
ilościach w kościach oraz w
komórkach w cytoplazmie
u roślin jego brak powoduje
żółknięcie liści, u zwierząt brak
może wywołać kurcze mięśni
siarka S wchodzi w skład białek;
występuje w paznokciach
i włosach
brak powoduje u człowieka
kruchość i łamliwość paznokci
i włosów
22
Temat: Znaczenie mikroskładników dla organizmu.
Pierwiastek Symbol
chemiczny Występowanie
w organizmie
Rola w organizmie
żelazo Fe u zwierząt wchodzi
w skład hemoglobiny
transport tlenu w postaci
oksyhemoglobiny u roślin
uczestniczy w wytwarzaniu
chlorofilu
jod J składnik tyroksyny –
hormonu
produkowanego przez
tarczycę
wpływa na tempo przemiany
materii i energii
mangan Mn wchodzi w skład
enzymów
wpływa na wzrost kości
u ludzi, jego brak ogranicza
rozmnażanie
miedź Cu wchodzi w skład
enzymów
wpływających
na proces oddychania
uczestniczy w wytwarzaniu
chlorofilu u roślin
i hemoglobiny u ludzi
kobalt Co składnik witaminy B12 uczestniczy przy produkcji
hemoglobiny
fluor F szkliwo nazębne jego brak wywołuje próchnicę
zębów
cynk Zn składnik enzymów
czynnych
w przemianie białek
i węglowodanów,
składnik insuliny
jego brak powoduje powolne
gojenie się ran, choroby
skóry, łamliwość paznokci
23
Temat: Woda jako środowisko procesów życiowych.
Woda to substancja nieorganiczna, stanowi od 65 do 85% masy każdego
organizmu. Cząsteczka wody zbudowana jest z jednego atomu tlenu i
dwóch atomów wodoru.
Cząsteczka wody charakteryzuje się:
- dobrą rozpuszczalnością,
- wysoką pojemnością cieplną,
- dużym naporem powierzchniowym,
- dużym ciepłem parowania.
Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem dla wielu substancji zarówno
organicznych ja i nieorganicznych, dlatego ma ogromne znaczenie jako czynnik
transportujący. Krew zawiera 90% wody, dzięki czemu może przenosić
produkty przemiany materii, substancje pokarmowe, hormony i witaminy.
Woda stanowi środowisko, w którym zachodzą prawie wszystkie procesy
życiowe.
Woda posiada duże ciepło właściwe, z czym związana jest duża pojemność
cieplna. Nagrzewanie i ochładzanie wody następuje bardzo powoli, a to chroni
organizmy przed gwałtownymi zmianami temperatury wewnątrz ciała.
Woda ze względu na duże ciepło parowania skutecznie uczestniczy w procesie
termoregulacji. Gdy się pocimy, wraz z parującą wodą pozbywamy się
nadmiaru ciepła i w ten sposób ochładzamy swoje ciało, chroniąc je przed
przegrzaniem.
Woda ma największą gęstość w temperaturze +40 C.
Temperatura powietrza oraz wody na różnych
głębokościach jeziora latem (a) i zimą (b)
24
Temat: Rola związków organicznych w prawidłowym rozwoju organizmów.
Związki organiczne występujące w komórkach
cukry tłuszcze białka kwasy nukleinowe
Cukry to przede wszystkim materiał energetyczny i budulcowy. Ze względu na
budowę wyróżniamy cukry proste (glukoza), dwucukry (laktoza,
sacharoza) i wielocukry (skrobia, celuloza, czyli błonnik, glikogen,
chityna).
Podstawowym cukrem jest glukoza. Jest ona łatwo dostępnym dla
organizmu źródłem energii. Glukoza jest substratem w procesie
oddychania komórkowego, w którego wyniku wyzwala się energia
potrzebna do życia. Nadwyżka glukozy w organizmach zwierzęcych
magazynowana jest w wątrobie w postaci glikogenu.
Sacharoza jest używana do słodzenia herbaty.
Skrobia jest zawarta np. w ryżu, pszenicy, kukurydzy i ziemniakach.
Celuloza czyli błonnik zwiększa objętość treści pokarmowej oraz
ułatwia jej przechodzenie przez jelita. Powoduje też zmniejszenie
wchłaniania cholesterolu i kwasów nasyconych. Celuloza jest cukrem
budulcowym roślin, wchodzącym w skład ściany komórkowej roślin.
Tłuszcze są zbudowane z węgla, wodoru i tlenu, nie rozpuszczają się w wodzie.
Służą jako:
- materiał energetyczny: w wyniku spalania tłuszczów uzyskuje się
energię potrzebną do pracy komórek,
- materiał budulcowy: wchodzą w skład błon komórkowych,
- materiał zapasowy: u roślin i zwierząt.
Ponadto tłuszcze:
- ochraniają rośliny przed utratą wody, np. woski na liściach,
- stanowią warstwę termoizolacyjną (chroniącą przed utratą ciepła) u
zwierząt,
- ochraniają niektóre narządy wewnętrzne, np. nerki przed urazami
mechanicznymi.
25
Białka to związki organiczne, w których skład oprócz węgla, wodoru i tlenu
wchodzą jeszcze azot i siarka. Związki te składają się z drobnych
elementów – 20 różnych aminokwasów. Białka stanowią podstawowy
materiał budulcowy organizmów, jeżeli występują w nadmiarze,
mogą być wykorzystywane jako źródło energii.
Złożonymi białkami są enzymy regulujące procesy w komórkach oraz
niektóre hormony np. insulina. Białka są też magazynowane w
roślinach i stanowią materiał zapasowy, np. : u pszenicy.
Białka występują między komórkami, gdzie stanowią materiał
podtrzymujący i wzmacniający, np. kolagen w kościach, ścięgnach,
więzadłach, chrząstkach. Mogą również występować w płynach
ustrojowych jako białka odpornościowe.
26
Temat: Kwasy nukleinowe
Kwasy nukleinowe występują w organizmach w minimalnej ilości –
stanowią 1% suchej masy. Ich cząsteczki tworzą łańcuchy składające się z
tysięcy powtarzających się w różnym układzie 4 jednostek, zwanych
nukleotydami.
Wyróżniamy dwa rodzaje kwasów nukleinowych: deoksyrybonukleinowy
(DNA), i rybonukleinowy (RNA).
DNA – kwas deoksyrybonukleinowy
Cząsteczka DNA składa się z dwóch spiralnie skręconych nici na których są
umieszczone nukleotydy.
Wyróżniamy cztery rodzaje nukleotydów:
Każdy nukleotyd DNA składa się z trzech części:
1) zasadowego związku azotowego (Z)
2) węglowodanu czyli deoksyrybozy (D)
3) kwasu fosforowego (P)
zasada (Z) + deoksyryboza (D) + kwas fosforowy (P) = nukleotyd wchodzący
w skład DNA
adenina (A) + D + P = nukleotyd adeninowy
guanina (G) + D + P = nukleotyd guaninowy
tymina (T) + D + P = nukleotyd tyminowy
cytozyna (C) + D + P = nukleotyd cytozy nowy
W skład DNA wchodzą nukleotydy czterech rodzajów. Budowę cząsteczki
DNA cechuje zasada uzupełniana się nukleotydów, tj. A odpowiada T,
a G odpowiada C.
Kwasy nukleinowe kierują syntezą białek, zarówno budulcowych, jak i
enzymatycznych.
DNA jest odpowiedzialny za przekazywanie cech rodziców potomstwu, czyli za
proces dziedziczenia.
27
Cechą charakterystyczną danego typu DNA jest:
- liczba nukleotydów wchodzących w skład każdego łańcucha,
(może sięgać kilkunastu tysięcy nukleotydów)
- sekwencja czyli specyficzny układ nukleotydów,
- zasada uzupełniania się nukleotydów.
PODWÓJNA NIĆ DNA
28
Temat: Komórka jako najmniejsza funkcjonalna część organizmu
Komórka - jest to najmniejsza strukturalna i funkcjonalna część
żywego organizmu.
Życie całego organizmu warunkują procesy chemiczne i fizyczne zachodzące w
komórkach, czyli przemiana materii i energii – metabolizm.
29
Organizmy zwierzęce pobierają pokarm z otoczenia. Aby zawarte w pożywieniu
białko, cukry i tłuszcze zostały wykorzystane przez komórki, muszą ulec
strawieniu, czyli rozkładowi na związki proste. Następnie krew transportuje je
do komórek ciała. Na teren komórek dostarczany jest także tlen przez krew.
Z otrzymanych prostych związków organicznych komórki budują takie
związki, które są im bezpośrednio potrzebne lub takie, których wytwarzanie jest
właściwą funkcją komórek.
Organizmy roślinne pokarm czyli cukry produkują w procesie fotosyntezy.
Te wszystkie procesy syntezy, czyli anabolizmu, wymagają stałego
dostarczania energii.
W komórce oprócz procesów asymilacji, zachodzą również procesy dysymilacji,
polegające na rozkładzie związków organicznych wytworzonych w procesie
anabolizmu. Zawsze w takim wypadku wyzwala się energia, potrzebna do
wykonywania czynności życiowych oraz budowy związków organicznych.
Jednocześnie powstają produkty metabolizmu, które są wydalane z organizmu.
Organizm przez całe swoje życie tworzy jedne związki, a rozkłada jednocześnie
inne. Przy czym, nie ma równowagi między tymi procesami w ciągu życia
organizmu.
W okresie wzrastania, przeważają w komórkach procesy anabolizmu.
W okresie względnej stabilizacji życia między tymi procesami zachodzi
równowaga.
W okresie starości przeważają procesy kataboliczne, ponieważ komórki nie
nadążają z reperacją swych struktur, nawet jeżeli dostarczymy im wszystkich
potrzebnych składników.
30
Temat: Fotosynteza – to proces anaboliczny, czy kataboliczny?
Fotosynteza - jest to proces anaboliczny, tworzenia cukrów z dwutlenku węgla
i wody z udziałem energii świetlnej w obecności chlorofilu.
Produktami ubocznymi są tlen i woda.
Schemat przebiegu fotosyntezy
6CO2 + 6H2O + energia chlorofil
C6H12O6 + 6O2
I faza świetlna:
24H2O + energia 24H + 24OH
24OH 12H2O2 12H2O + 6O2
II faza ciemna: 24H + 6CO2 C6H12O6 + 6H2O
Zapis przebiegu procesu fotosyntezy, uwzględniający ilości cząsteczkowe.
6CO2 + 24H2O + energia chlorofil
C6H12O6 + 18H2O + 6O2
Pierwszy etap to fotoliza wody. Polega ona na rozbiciu cząsteczki wody pod
wpływem energii świetlnej pochłoniętej przez chlorofil na wodór i grupę
wodorotlenowa , a energia świetlna zostaje przekształcona w energię chemiczną.
Grupy wodorotlenowe łączą się ze sobą tworząc nietrwały związek – nadtlenek
wodoru, który natychmiast rozpada się na wodę i atomy tlenu. Natomiast atomy
tlenu łącza się ze sobą, ponieważ w warunkach naturalnych tlen występuje w
postaci cząsteczkowej.
W drugiej fazie wodór i energia przenoszone są na dwutlenek węgla i w ten
sposób powstaje związek organiczny, którym jest cukier.
31
Temat: Oddychanie jako proces kataboliczny.
Oddychanie – jest to proces kataboliczny zachodzący w komórkach, polegający
na utlenianiu lub rozkładzie substancji organicznych, w wyniku
czego uwalnia się energia potrzebna do wykonania każdej
czynności życiowej.
Glukoza + tlen dwutlenek węgla + woda + energia
Aby uzyskać energię ze związku organicznego komórka potrzebuje tlenu.
Organizmy pobierają go ze środowiska w procesie wymiany gazowej. Różne
organizmy mają różne narządy wymiany gazowej, np. : skrzela, tchawki,
płucotchawki, skóra czy płuca.
Podczas utleniania energia wiązań chemicznych zamienia się w energię
mechaniczną, cieplną lub inną jej formę.
32
Niektóre organizmy uzyskują energię potrzebną do procesów życiowych
podczas oddychania beztlenowego.
*Oddychanie tlenowe – to fermentacja i gnicie
Oddychanie beztlenowe jest mało wydajne, ponieważ ilość uzyskanej energii
jest bardzo mała. Na tak małą ilość energii mogą sobie pozwolić jedynie
organizmy najmniejsze, jak bakterie czy jednokomórkowe grzyby, oraz mające
dużo pokarmu pasożytnicze płazińce. Ten sposób oddychania umożliwia im
życie w środowisku beztlenowym.
W czasie dużego wysiłku , gdy krew nie nadąża z dostarczaniem tlenu, nasze
mięśnie również uzyskują energię w wyniku oddychania beztlenowego.
W anabolizmie zachodzi proces magazynowania energii,
a substraty zawierają jej mniej niż produkty. Natomiast w katabolizmie energia
jest uwalniana, przy czym substraty są związkami bogatszymi w energię niż
produkty.
33
Rośliny energię otrzymują od słońca, natomiast zwierzęta wykorzystują
energię uzyskaną w procesach katabolizmu.
Odżywianie może zachodzić dwoma sposobami, ale oddychanie jest procesem
odbywającym się w taki sam sposób w komórkach wszystkich organizmów. W
przyrodzie istnieje jedność nie tylko podstawowych schematów budowy, lecz i
funkcji życiowych organizmów żyjących na tej planecie.
34
LITERATURA:
- Podręcznik dla uczniów klasy II gimnazjum. Biologia. Organizm a
środowisko. Autor: Barbara Klimuszko, Wydawnictwo Edukacyjne Zofii
Dobkowskiej ŻAK, Warszawa 2001 r.
- Repetytorium gimnazjalisty. Biologia. Autor – Ilona Jarosz, Wydawnictwo
Zielona Sowa Kraków 2008 r.
- Biologia. Vademecum. Gimnazjum. Autor – Krystyna Stypińska.
Wydawnictwo GREG Kraków
- Biologia. Podręcznik dla klasy czwartej szkoły podstawowej.
Autor – Kazimierz Stępczak. Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne ,
Warszawa 1990 r.
- Biologia. Podręcznik dla klasy ósmej szkoły podstawowej. Autor – Kazimierz
Stępczak. Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne. Warszawa 1987 r.