1 opțiune
1.Biopolimerii includ:
A) proteine; b) grăsimi; c) acizi nucleici; d) săruri minerale
2.Monomerii proteici sunt: a) nucleotide; b) glucoză; c) aminoacizi
3.Forma dublă helix este caracteristică moleculei:
A) proteine; b) ADN; c) ARN; d) amidon
4.Funcţia enzimatică este caracteristică: a) proteinei; b) ADN; c) ARN; d) ATP
5.Sinteza substanțelor organice complexe are loc în procesul:
A) anabolism; b) catabolism; c) digestia
6.Eliberarea de energie are loc în procesul:
A) anabolism; b) catabolism; c) emisiuni
7.Procesul de transcripție în timpul biosintezei proteinelor are loc:
8.Crearea unui lanț polimeric din aminoacizi se numește:
9.Fotosinteza are loc:
A) în ribozomi; b) în cloroplaste; c) în mitocondrii
10.Faza de tempo a fotosintezei are loc:
11.Etapa fără oxigen a metabolismului energetic se numește:
12.Oxidarea oxigenului are loc:
A) în mitocondrii; b) în citoplasmă; c) în ribozomi
13.Formarea glucozei din dioxid de carbon și apă are loc atunci când:
A) glicoliză; b) respiratie; c) fotosinteza
14.Fotosinteza folosește energie:
15.Procesul de replicare este caracteristic pentru: a) ARN; b) ADN; c) veverita
Opțiunea 2
1.Celula conține substanțe organice:
A) proteine; b) grăsimi; c) acizi nucleici; d) apa
2.Monomerii acizilor nucleici sunt:
A) nucleotide; b) glucoză; c) aminoacizi
3.Secvența de aminoacizi dintr-o proteină o determină:
A) structura primara; b) structura secundara; c) structura terţiară
4.Sursă universală de energie în celulă: a) proteină; b) ADN; c) ARN; d) ATP
5.Descompunerea substanțelor organice complexe are loc în procesul:
A) anabolism; b) catabolism; c) fotosinteza
6.Consumul de energie are loc în procesul:
A) anabolism; b) catabolism; c) glicoliză
7.Procesul de translație în timpul biosintezei proteinelor are loc:
A) în ribozomi; b) în mitocondrii; c) în nucleu
8.Formarea i-ARN prin „eliminarea” informațiilor genetice se numește:
A) transcriere; b) difuzare; c) reduplicare
9.Pentru ca fotosinteza să aibă loc, prezența:
A) ADN; b) ARN; c) clorofila
10.Faza ușoară a fotosintezei are loc:
A) numai la lumină; b) numai pe întuneric; c) în lumină și în întuneric
11.Etapa oxigenului a metabolismului energetic se numește:
a) respiratie; b) transcriere; c) glicoliză
12.Glicoliza are loc: a) în mitocondrii; b) în citoplasmă; c) în ribozomi
13.Fotosinteza produce un produs secundar:
A) glucoză; b) apa; c) oxigen
14.Metabolismul energetic folosește energie:
A) însorit; b) chimic; c) termică
15.Procesul de transcriere are loc atunci când:
A) fotosinteza; b) catabolism; c) anabolism
I. A. Nikitina, Instituția de învățământ bugetar municipal Liceul nr. 6, Khimki, Regiunea Moscova
Această publicație conține răspunsuri la întrebările de la examenul de biologie din clasa a IX-a de liceu. Aceste întrebări sunt propuse de Ministerul Educației al Federației Ruse și publicate în „Buletinul Educației”, publicația oficială a ministerului.
Întrebările de pe bilete sunt combinate în așa fel încât răspunsul corect detaliat la ambele întrebări de pe oricare dintre bilete vă permite să vă evaluați cunoștințele de biologie în ansamblu, și nu doar una dintre secțiunile acesteia. Se acordă multă atenție unor probleme biologice generale precum procesul evolutiv, reproducerea organismelor animale și vegetale, rolul diferitelor grupuri de organisme vii în biocenoze, problema adaptării la condițiile de viață etc.
În manualele școlare, desigur, puteți găsi răspunsuri la toate întrebările puse în bilete. Una dintre sarcinile cu care s-au confruntat autorii a fost de a facilita aceste căutări și de a combina cunoștințele prezentate în diferite manuale. Răspunsurile la întrebări conțin material care depășește oarecum domeniul de aplicare al curriculum-ului școlar, ceea ce le va permite să fie utilizate în școlile secundare cu programe de predare a biologiei semnificativ diferite. În plus, acest lucru le va permite să fie folosite în viitor pentru pregătirea pentru examenele finale la școală și pentru examenul de admitere în biologie la universități.
Biletul nr. 1
1. Metabolismul și conversia energiei. Importanța metabolismului în viața umană
Metabolismul constă în intrarea în organism a diferitelor substanțe din mediul extern, asimilarea și modificarea acestor substanțe și eliberarea produselor de degradare rezultate. În timpul implementării tuturor acestor procese, se observă multe fenomene chimice, mecanice, termice și electrice, conversia energiei are loc continuu: energia chimică a compușilor organici complecși, atunci când sunt descompuse, este eliberată și transformată în termică, mecanică și electrică. energie. Corpul eliberează în principal energie termică și mecanică. Este eliberată foarte puțină energie electrică, dar este esențială pentru funcționarea sistemelor nervos și muscular. Datorită energiei eliberate, la animalele cu sânge cald se menține o temperatură constantă a corpului și se efectuează lucrări externe. Eliberarea de energie este necesară și pentru menținerea structurilor celulare și pentru sinteza compușilor organici complecși.
Metabolismul și conversia energiei sunt inseparabile una de cealaltă. Procesele de metabolism și energie într-un organism viu decurg conform unei singure legi - legea conservării materiei și energiei. Într-un organism viu, materia și energia nu sunt nici create, nici distruse, se produce doar schimbarea, absorbția și eliberarea lor.
Metabolismul în organism constă în procese asimilare(formarea substanţelor complexe din cele simple) şi disimilare(descompunerea substantelor). În procesul de asimilare (sau schimb plastic), se formează substanțe organice complexe, care fac parte din diferite structuri ale corpului. În procesul de disimilare (sau schimb de energie), substanțele organice complexe se descompun și se transformă în altele mai simple. Aceasta eliberează energia necesară pentru funcționarea normală a corpului.
Metabolismul în organism este un singur proces care leagă transformarea diferitelor substanțe: de exemplu, proteinele pot fi transformate în grăsimi și carbohidrați, iar grăsimile în carbohidrați.
Proteinele intră în corpul uman cu alimente; în canalul digestiv, sub influența enzimelor, ele sunt descompuse în aminoacizi, care sunt absorbiți în sânge în intestinul subțire. Apoi celulele își sintetizează propriile proteine din aminoacizi, caracteristici organismului dat. Cu toate acestea, unii aminoacizi suferă descompunere, ceea ce eliberează energie (descompunerea a 1 g de proteină eliberează 17,6 kJ, sau 4,1 kcal, de energie).
Produșii finali ai descompunerii proteinelor sunt apa, dioxidul de carbon, amoniacul, ureea și altele. Amoniacul (sub formă de sulfat de amoniu) și ureea sunt eliminate din organism prin sistemul urinar. Dacă funcția rinichilor este afectată, atunci aceste substanțe care conțin azot se vor acumula în sânge și se vor otrăvi organismul. Proteinele nu sunt depuse în organism; nu există „depozite de proteine” în organism. La adulți sinteza și descompunerea proteinelor sunt echilibrate, în timp ce în copilărie predomină sinteza.
Funcții proteineîn organism sunt foarte diverse: plastice (celulele conțin aproximativ 50% proteine), reglatoare (mulți hormoni sunt proteine), enzimatice (enzimele sunt catalizatori biologici de natură proteică, cresc semnificativ viteza reacțiilor biochimice), energie (proteinele reprezintă o rezervă de energie în organism, care este folosită atunci când există lipsă de carbohidrați și grăsimi), transport (hemoglobina transportă oxigen), contractil (actina și miozina în țesutul muscular). Necesarul zilnic de proteine al unei persoane este de aproximativ 100-118 g.
Principala sursă de energie din organism este carbohidrați. Descompunerea a 1 g de glucoză eliberează aceeași cantitate de energie ca și descompunerea a 1 g de proteine (17,6 kJ, sau 4,1 kcal), dar oxidarea carbohidraților are loc mult mai ușor și mai rapid decât oxidarea proteinelor. Polizaharidele care intră în tractul digestiv cu alimente sunt descompuse în monomeri (glucoză). Glucoza este absorbită în sânge. În sânge, concentrația de glucoză este menținută la un nivel constant de 0,08–0,12% datorită hormonilor pancreatici - insulină și glucagon. Insulina transformă excesul de glucoză în glicogen („amidon animal”), care este stocat în ficat și mușchi. Glucagonul, dimpotrivă, transformă glicogenul în glucoză dacă conținutul său în sânge scade. Cu o lipsă de insulină, se dezvoltă o boală gravă - diabetul. Produsele finali ale descompunerii carbohidraților sunt apa și dioxidul de carbon. Necesarul uman zilnic de carbohidrați este de aproximativ 500 g.
Sens gras pentru organism este că sunt una dintre cele mai importante surse de energie (odată cu descompunerea a 1 g de grăsime, se eliberează 38,9 kJ sau 9,3 kcal de energie). În plus, grăsimile îndeplinesc funcții plastice de protecție, de absorbție a șocurilor în organism și sunt o sursă de apă. Grăsimile sunt stocate în rezervă (în principal în țesutul subcutanat). În tractul digestiv, grăsimile sunt descompuse în glicerol și acizi grași. Grăsimile sunt absorbite în limfă. Când sunt disimilați, sunt oxidați în apă și dioxid de carbon. Necesarul zilnic de grăsime al unei persoane este de aproximativ 100 g.
Metabolismul joacă, de asemenea, un rol important în organism. apăȘi saruri minerale. Apa este un solvent universal; toate reacțiile din celule au loc într-un mediu apos. În timpul zilei, o persoană pierde aproximativ 2,5 litri de apă (cu urină, apoi, în timpul respirației), prin urmare rata zilnică de consum de apă este de 2,5-3 litri. Sărurile minerale sunt necesare pentru funcționarea normală a tuturor sistemelor corpului. Ele fac parte din toate țesuturile, participă la procesele metabolice plastice, sunt necesare pentru sinteza hemoglobinei, suc gastric, pentru dezvoltarea sistemului musculo-scheletic și nervos etc. Cea mai mare nevoie a organismului este de fosfor, calciu, sodiu, clor, potasiu, dar multe alte elemente (cupru, magneziu, fier, zinc, brom etc.) sunt necesare si in cantitati mici.
Metabolismul este imposibil fără participare vitamine. Acestea sunt substanțe organice care sunt necesare organismului în cantități foarte mici (uneori sutimi de miligram pe zi). Vitaminele sunt adesea incluse în enzime ca coenzime, promovează acțiunea hormonilor și măresc rezistența organismului la condițiile de mediu nefavorabile. Cele mai importante vitamine includ vitaminele C, A, D și grupa B. Cu o deficiență a uneia sau altei vitamine se dezvoltă hipovitaminoza, cu un exces se dezvoltă hipervitaminoza.
Metabolismul plastic și energetic sunt interconectate. În procesul de metabolism, se generează continuu energie, care este cheltuită continuu pentru efectuarea muncii, asigurarea activității nervoase și sintetizarea substanțelor. Sursa de energie pentru oameni sunt nutrienții, de aceea este important ca alimentele să conțină toți compușii organici și anorganici necesari pentru metabolismul normal. Produșii finali metabolici rezultați sunt excretați din organism prin plămâni, intestine, piele și rinichi. Rolul principal în eliminarea produselor de carie din organism revine rinichilor, prin care se îndepărtează ureea, acidul uric, sărurile de amoniu și excesul de apă și sărurile sunt îndepărtate.
Metabolismul normal este baza sănătății. Tulburările metabolice duc la boli grave (diabet, gută, obezitate sau, dimpotrivă, slăbire etc.).
2. Motive ale evoluției. Creșterea complexității plantelor în procesul de evoluție
În 1859, Charles Darwin, în lucrarea sa genială „Originea speciilor prin selecție naturală sau conservarea raselor favorizate în lupta pentru viață”, scria că principala forță motrice a evoluției este selecția naturală bazată pe variabilitatea ereditară.
Factorii selecției naturale din natură includ intensitatea reproducerii(cu cât este mai mare, cu atât are mai multe șanse specia să supraviețuiască și să-și extindă habitatul) și lupta pentru existență. Lupta pentru existență poate fi intraspecifică – aceasta este cea mai intensă formă de luptă, care, însă, se caracterizează rareori prin manifestări de cruzime – și interspecifică, care poate fi crudă. O altă formă de luptă pentru existență este lupta împotriva condițiilor de mediu nefavorabile. Darwin a scris că selecția naturală este supraviețuirea celor mai apte specii. Adaptarea se realizează prin selecție naturală.
Pe parcursul evoluției plantelor au avut loc următoarele evenimente. ÎN Epoca arheică(in urmă cu aproximativ 3,5 miliarde de ani) au apărut algele albastre-verzi, care sunt clasificate ca cianobacterie: erau organisme procariote unicelulare și pluricelulare capabile de fotosinteză cu eliberare de oxigen. Apariția algelor albastre-verzi a dus la îmbogățirea atmosferei Pământului cu oxigen, necesar tuturor organismelor aerobe.
ÎN Era proterozoică(acum aproximativ 2,6 miliarde de ani) dominau algele verzi și roșii. Algele sunt plante inferioare al căror corp nu este împărțit în secțiuni și nu are țesuturi specializate (un astfel de corp se numește talus). Algele au continuat să domine în paleozoic(Vârsta paleozoică este de aproximativ 570 de milioane de ani), totuși, în perioada siluriană a paleozoicului, au apărut cele mai vechi plante superioare - rinofitele (sau psilofitele). Aceste plante aveau deja lăstari, dar nu aveau încă frunze și rădăcini. S-au reprodus prin spori și au dus un stil de viață terestru sau semi-acvatic. În perioada Devoniană a Paleozoicului apar briofitele și pteridofitele (mușchi de mușchi, coada calului, ferigi), iar rinofitele și algele domină Pământul. În Devonian a apărut și un nou regat - plante cu spori superiori * - acestea sunt ciuperci, briofite și pteridofite. Mușchii dezvoltă tulpini și frunze (excrescențe ale tulpinii), dar nu există încă rădăcini; Funcția rădăcinilor este îndeplinită de rizoizi - excrescențe sub formă de fir pe tulpină. Ciclul de dezvoltare al mușchilor este dominat de generația haploidă (gametofit), care este o plantă de mușchi cu tulpina frunzelor. Generația lor diploidă (sporofit) nu este capabilă de existență independentă și se hrănește cu gametofit. Ferigile dezvoltă rădăcini; în ciclul lor de dezvoltare predomină sporofitul (plantă frunză-tulpină), iar gametofitul este reprezentat de un protalus - acesta este o placă mică în formă de inimă la ferigă sau un nodul în mușchi și coada-calului. În cele mai vechi timpuri, acestea erau plante uriașe asemănătoare copacilor. Reproducerea în spori mai mari este imposibilă fără apă, deoarece Fertilizarea oului în ele are loc în picături de apă, în care gameții masculini mobili - spermatozoizi - se deplasează spre ouă. Acesta este motivul pentru care apa este un factor limitativ pentru plantele cu spori mai mari: dacă nu există apă prin picurare, reproducerea acestor plante va deveni imposibilă.
În Carbonifer (Carbonifer) au apărut ferigi de semințe, din care mai târziu, după cum cred oamenii de știință, au provenit gimnospermele. Ferigile uriașe asemănătoare copacilor domină planeta (ei sunt cei care au format zăcămintele de cărbune), iar rinofitele se sting complet în această perioadă.
În perioada permiană a Paleozoicului au apărut gimnosperme antice. În această perioadă domină ferigile cu semințe și erbacee, iar ferigile arboreoase se sting. Gimnospermele sunt clasificate ca plante purtătoare de semințe. Se reproduc prin semințe, care nu sunt protejate de pereții fructului (gimnospermele nu au flori sau fructe). Apariția acestor plante a fost asociată cu creșterea terenului și cu fluctuațiile de temperatură și umiditate. Reproducerea acestor plante nu mai depinde de apă.
ÎN mezozoic(Vârsta mezozoică este de aproximativ 240 de milioane de ani) există trei perioade - Triasic, Jurasic și Cretacic. În Mezozoic au apărut gimnospermele moderne (în Triasic) și primele angiosperme (în Jurasic). Plantele dominante sunt gimnospermele. Gimnospermele și ferigile antice se sting în această epocă.
Apariția angiospermelor a fost asociată cu o serie de aromorfoze. Aceste plante dezvoltă o floare - un lăstar scurtat modificat adaptat pentru formarea de spori și gameți. În floare are loc polenizarea și fertilizarea, iar embrionul și fructul se formează. Semințele de angiosperme sunt protejate de pericarp - acest lucru contribuie la conservarea și distribuirea lor. În timpul reproducerii sexuale la aceste plante, are loc o dublă fecundare: un spermatozoid fecundează ovulul, iar al doilea spermatozoid fecundează celula centrală a sacului embrionar, rezultând formarea unui embrion și a endospermului triploid - țesutul nutritiv al embrionului. Fertilizarea are loc în sacul embrionar, care se dezvoltă în ovul, protejat de pereții ovarului.
Printre angiosperme există ierburi, arbuști și copaci. Organele vegetative (rădăcină, tulpină, frunză) au multe modificări. Evoluția angiospermelor a decurs foarte rapid. Se caracterizează prin plasticitate evolutivă ridicată. Insectele polenizatoare au jucat un rol major în evoluția și distribuția lor. Angiospermele sunt singurul grup de plante care formează comunități complexe cu mai multe straturi. Acest lucru contribuie la utilizarea mai intensivă a mediului și la cucerirea cu succes a noi teritorii.
ÎN cenozoic(vârsta sa este de aproximativ 67 de milioane de ani), angiospermele și gimnospermele moderne domină pe Pământ, iar plantele cu spori superiori suferă regresie biologică.
Biletul numărul 2
1. Schimbul de gaze în plămâni și țesuturi
Schimbul de gaze are loc în mod constant între organism și mediu: oxigenul, necesar pentru disimilare, pătrunde în organism, iar dioxidul de carbon format ca urmare a oxidării substanțelor organice este îndepărtat din organism. Aportul de oxigen si eliminarea dioxidului de carbon sunt asigurate de organele respiratorii. Căile respiratorii sunt cavitatea nazală, nazofaringe, laringe, trahee, bronhii. Principalul organ respirator sunt plămânii. În alveolele plămânilor are loc schimbul de gaze între aerul atmosferic și sânge.
Alveolele sunt vezicule pulmonare ai căror pereți sunt formați dintr-un singur strat de celule epiteliale. Sunt dens împletite cu capilarele. Concentrația de dioxid de carbon din sânge este mai mare decât cea din aer, iar concentrația de oxigen este mai mică, astfel încât dioxidul de carbon se deplasează din sânge în alveole, iar oxigenul din alveole în sânge. Procesul continuă până la atingerea echilibrului.
În sânge, oxigenul se combină cu hemoglobina celulelor roșii din sânge pentru a forma oxihemoglobina. Sângele devine arterial. Celulele corpului consumă continuu oxigen. Prin urmare, oxigenul din sânge trece în celulele țesuturilor, iar oxihemoglobina se transformă înapoi în hemoglobină. În mitocondrii, folosind oxigen, are loc oxidarea substanțelor organice (principala sursă de energie din organism sunt carbohidrații), se eliberează energie, care merge la sinteza ATP - un acumulator de energie universal în celule.
Dioxidul de carbon din celule intră în sânge. Astfel, în țesuturile organelor, sângele arterial este transformat în sânge venos. O parte din dioxidul de carbon reacționează cu hemoglobina pentru a forma carbhemoglobină, dar cea mai mare parte a dioxidului de carbon (aproximativ 2/3) reacționează cu apa din plasmă. Această reacție este catalizată de enzima anhidrază carbonică. În funcție de nivelul de dioxid de carbon din sânge, această enzimă poate accelera sau încetini reacția. Când dioxidul de carbon se combină cu apa, se formează acid carbonic, care se disociază pentru a forma cationul H+ și anionul HCO3–. Acest anion călătorește cu sângele în plămâni, unde este eliberat dioxid de carbon.
Când reacționează cu monoxidul de carbon (CO), hemoglobina formează carboxihemoglobină, iar când interacționează cu oxidul nitric sau unele medicamente, methemoglobina; aceste forme de hemoglobină nu pot lega oxigenul, deci poate apărea moartea. Conținutul de hemoglobină din sângele bărbaților este de 130–160 g/l, iar la femei – 120–140 g/l. Odată cu scăderea conținutului de hemoglobină, apare anemie - o afecțiune în care țesuturile nu primesc suficient oxigen.
În mod normal, conținutul de oxigen, dioxid de carbon și azot din aerul inhalat este de 20,94%, 0,03% și, respectiv, 79,03%. În aerul expirat, conținutul de oxigen scade la 16,3%, iar dioxidul de carbon crește la 4%. Conținutul de azot se modifică mai puțin (crește la 79,7%).
Trecerea aerului prin plămâni este asigurată prin inhalare și expirație. Inhalarea este o consecință a contracției mușchilor intercostali externi, în urma căreia coastele se ridică. Când inhalați, fibrele musculare ale diafragmei se contractă, cupola diafragmei devine mai plată și coboară. Volumul cavității toracice crește din cauza modificărilor dimensiunii acesteia, în special în direcția verticală. Plămânii urmăresc mișcările pieptului. Acest lucru se explică prin faptul că plămânii sunt separați de pereții cavității toracice prin cavitatea pleurală - un spațiu sub formă de fante între pleura parietală (acoperă suprafața interioară a toracelui) și pleura viscerală (acoperă suprafața exterioară a plămânilor). Cavitatea pleurală este umplută cu lichid pleural. Când inhalați, presiunea din cavitatea pleurală scade, volumul plămânilor crește, presiunea din ei scade și aerul intră în plămâni. Când expirați, mușchii respiratori se relaxează, volumul cavității toracice scade, presiunea din cavitatea pleurală crește ușor, țesutul pulmonar întins se contractă, presiunea crește și aerul iese din plămâni. Astfel, modificarea volumului pulmonar are loc pasiv și este cauzată de modificări ale volumului cavității toracice și ale presiunii în fisura pleurală și în interiorul plămânilor.
Cantitatea de aer care intră în plămâni în timpul unei inhalări liniștite și care este expirată în timpul unei expirații liniștite se numește volum curent (aproximativ 500 cm3). Volumul de aer care poate fi expirat după cea mai profundă respirație se numește capacitatea vitală a plămânilor (aproximativ 3000–4500 cm3). Capacitatea pulmonară este un indicator important al sănătății umane.
2. Plante și animale unicelulare. Caracteristici ale habitatului, structurii și activității vieții. Rolul în natură și viața umană
Organismele unicelulare sunt organisme al căror corp este format dintr-o singură celulă. Ele pot fi procariote (bacterii și alge albastre-verzi, sau cianobacterii), adică. nu au un nucleu format (funcția nucleului este îndeplinită de un nucleoid - o moleculă de ADN pliată într-un inel), dar pot fi și eucariote, adică. au un miez format.
Organismele eucariote unicelulare includ multe alge verzi și alte alge, precum și toți reprezentanții filumului Protozoare. Planul structural general și setul de organite la eucariote unicelulare sunt similare cu celulele organismelor multicelulare, dar diferențele funcționale sunt foarte semnificative.
Organismele unicelulare combină proprietățile atât ale unei celule, cât și ale unui organism independent. Multe organisme unicelulare formează colonii. Organismele multicelulare au evoluat din organisme unicelulare în procesul de evoluție.
Cea mai simplă structură este algele unicelulare albastre-verzi. Celulele lor nu au nucleu sau plastide; sunt similare cu celulele bacteriene. Pe această bază, ele sunt clasificate ca cianobacterii. Pigmentii (clorofila, carotenul) sunt dizolvati in stratul lor exterior de citoplasma - cromatoplasma. Aceste alge au apărut în Archean și au fost primele organisme de pe Pământ care au produs oxigen în timpul fotosintezei. Algele albastre-verzi pot forma și forme multicelulare - filamente.
Printre algele verzi, formele unicelulare includ Chlamydomonas, Chlorella și Pleurococcus. Algele unicelulare pot forma colonii (de exemplu, Volvox).
Diatomeele sunt, de asemenea, alge microscopice unicelulare care pot forma colonii.
Algele unicelulare trăiesc cel mai adesea în apă (Chlamydomonas în corpurile de apă dulce și Chlorella atât în apa dulce, cât și în cea de mare), dar pot trăi și în sol (de exemplu, Chlorella, diatomee) și pot trăi pe scoarța de copaci (pleurococ). Unele alge trăiesc chiar și pe suprafața gheții și zăpezii (unele Chlamydomonas, de exemplu, zăpada Chlamydomonas). În Antarctica, diatomeele formează o înveliș maro dens pe partea inferioară a gheții.
Protozoarele unicelulare formează subregnul Animalia. Majoritatea celulelor au un singur nucleu, dar există și forme multinucleate. Pe partea de sus a membranei, multe protozoare au o coajă sau o coajă. Se mișcă cu ajutorul organelelor de mișcare - flageli, cili și pot forma pseudopodi (psepodode).
Majoritatea protozoarelor sunt heterotrofe. Particulele alimentare sunt digerate în vacuolele digestive. Presiunea osmotică din celulă este reglată de vacuole contractile: prin acestea se îndepărtează excesul de apă. Astfel de vacuole sunt caracteristice protozoarelor de apă dulce. Produsele metabolice sunt excretate din corpul protozoarelor împreună cu apa. Cu toate acestea, funcția principală de excreție este efectuată pe întreaga suprafață a celulei.
Protozoarele au atât reproducere asexuată, cât și sexuală.
Aceste organisme unicelulare reacționează la influențele mediului: au taxiuri pozitive și negative (de exemplu, papucul ciliat are chimiotaxie negativă - se îndepărtează de un cristal de sare plasat în apă).
Multe protozoare sunt capabile de enchistare. Enchistarea permite supraviețuirea în condiții nefavorabile și favorizează dispersarea protozoarelor.
Importanța algelor unicelulare în natură este direct legată de stilul lor de viață. Aceste organisme sintetizează materie organică, eliberează oxigen în atmosferă, absorb dioxid de carbon, reprezintă o verigă în lanțul trofic general, participă la formarea solului, purifică corpurile de apă și pot intra în simbioză cu alte organisme (de exemplu, chlorella este un ficobiont). de licheni). Algele unicelulare de diatomee moarte au format depozite groase de rocă - diatomit, iar pe fundul mărilor - livitură de diatomee. Algele unicelulare albastre-verzi și verzi pot provoca înflorirea apei.
Oamenii folosesc pe scară largă algele unicelulare și produsele lor metabolice. Astfel, capacitatea algelor verzi unicelulare de a absorbi substanțele organice pe întreaga suprafață a celulei este folosită pentru curățarea corpurilor de apă; capacitatea chlorellei de a sintetiza cantități mari de proteine, uleiuri grase și vitamine este utilizată în producția industrială de furaje; Capacitatea aceleiași chlorelle de a elibera mult oxigen în timpul fotosintezei este folosită pentru a regenera aerul în spații închise (de exemplu, în nave spațiale, submarine). Unele alge albastre-verzi sunt folosite ca îngrășăminte deoarece... sunt capabili să fixeze azotul, iar alge precum spirulina sunt folosite ca aditiv alimentar.
Semnificația protozoarelor este parțial similară cu cea a algelor unicelulare. Protozoarele participă, de asemenea, la formarea solului și servesc la curățarea corpurilor de apă, deoarece se hrănesc cu bacterii și materii în descompunere. Multe protozoare sunt indicatori ai purității apei. Depozitele de calcar sunt formate din coji de protozoare (sarcoizi marini); ele servesc și ca indicatori în explorarea petrolului și a altor minerale. Protozoarele, ca și algele unicelulare, sunt o verigă importantă în ciclul substanțelor.
Protozoarele și algele unicelulare sunt obiecte importante ale cercetării științifice. Sunt utilizate în studii citologice, genetice, biofizice, fiziologice și alte studii.
Va urma
* Aici autorul a făcut mai multe inexactități.
1. Plantele cu spori superiori nu sunt un regn, ci un grup colectiv de plante care nu au un rang taxonomic (la fel ca, de exemplu tetrapode(cvadruped), adică toate vertebratele având patru membre cu cinci degete.
2. Ciupercile nu aparțin regnului vegetal, ele sunt clasificate într-un regn separat.
3. La sfârșitul devonianului au apărut toate diviziunile de plante cunoscute în prezent, cu excepția angiospermelor (adică Briofite, Licofite, Coda-calului, Ferigi, Gimnosperme). Notă ed.
Procesul de distrugere a compușilor organici complecși are loc într-o anumită secvență și în prezența catalizatorilor pentru aceste reacții - enzime care sunt secretate de celulele bacteriene. Enzimele sunt compuși proteici complecși (greutatea moleculară ajunge la sute de mii de milioane) care accelerează reacțiile biochimice. Enzimele sunt cu una și două componente. Enzimele cu două componente constau dintr-o parte proteică (apoenzimă) și o parte neproteică (coenzimă). Coenzima are activitate catalitică, iar purtătorul proteic își mărește activitatea.
Există enzime produse de bacterii pentru descompunerea extracelulară a substanțelor - exoenzime și enzime digestive interne - endoenzime.
143
Particularitatea enzimelor este că fiecare dintre ele catalizează doar una dintre multele transformări. Există șase clase principale de enzime: oxireductaze; transferaze; hidralaze; lioze; izomeraze; ligaze
Pentru a distruge un amestec complex de substanțe organice, sunt necesare 80-100 de enzime diferite, fiecare dintre ele având propria sa temperatură optimă, peste care scade viteza de reacție.
Procesul de oxidare biologică constă din mai multe etape și începe cu descompunerea materiei organice cu eliberarea de hidrogen activ. În acest proces, enzimele din clasa oxireductazei joacă un rol deosebit: dehidrogenazele (eliminarea hidrogenului din substrat), catalazele (descompunerea peroxidului de hidrogen) și peroxidazele (folosind peroxidul activat pentru a oxida alți compuși organici).
Există substanțe care măresc activitatea enzimelor - activatori (vitamine, cationi Ca, Mg, Mn) și inhibitori care au efectul opus (de exemplu, săruri ale metalelor grele, antibiotice).
Enzimele care sunt prezente constant în celule, indiferent de substrat, sunt numite constitutive. Enzimele care sunt sintetizate de celule ca răspuns la schimbările din mediul extern sunt numite adaptive. Perioada de adaptare variază de la câteva ore la sute de zile.
Reacțiile totale de oxidare biochimică în condiții aerobe pot fi reprezentate schematic după cum urmează:
unde CxHyOzN - toate substanțele organice ale apelor uzate; AN - energie; C5H7N02 este formula condiționată a substanței celulare a bacteriilor.
Reacția (I) arată natura oxidării unei substanțe pentru a satisface nevoile energetice ale celulei (proces catabolic), reacția (II) - pentru sinteza substanței celulare (proces anabolic). Consumul de oxigen pentru aceste reacții este BOD total ape uzate
da. Reacțiile (III) și (IV) caracterizează transformarea substanțelor celulare în condiții de lipsă de nutrienți. Consumul total de oxigen pentru toate cele 4 reacții este aproximativ de două ori mai mare decât pentru (I) și (II).
Un număr mare de reacții biochimice apar cu ajutorul coenzimei A (sau CoA, acilarea coenzimei CoA-SH). Coenzima A este un derivat al β-mercaptoetilamidei acidului pantotenic și al nucleotidei adenozin-3,5-difosfat (C21H36Ol67P3S) cu o greutate moleculară de 767,56. CoA activează acizii carboxilici, formând cu ei derivați acilici ai CoA.
Acidul benzoic, alcoolii etilici și amilici, glicolii, glicerina, anilina, esterii etc. sunt ușor oxidați. Compușii nitro, agenții tensioactivi „duri”, alcoolii trihidroxilici, etc. sunt slab oxidați. Prezența grupărilor funcționale crește capacitatea de degradare biologică compuși în următoarea secvență:
Disimilarea este un complex de reacții chimice în care are loc descompunerea treptată a substanțelor organice complexe în altele mai simple. Acest proces este însoțit de eliberarea de energie, din care o parte semnificativă este utilizată în sinteza ATP.
Disimilarea în biologie
Disimilarea este procesul opus de asimilare. Substanțele inițiale care trebuie descompuse sunt acizii nucleici, proteinele, grăsimile și carbohidrații. Iar produsele finale sunt apa, dioxidul de carbon și amoniacul. În corpul animalelor, produșii de descompunere sunt excretați pe măsură ce se acumulează treptat. La plante, dioxidul de carbon este parțial eliberat, iar amoniacul este utilizat integral în timpul procesului de asimilare, servind drept material de pornire pentru biosinteza compușilor organici.
Relația dintre disimilare și asimilare permite țesuturilor corpului să se reînnoiască constant. De exemplu, în decurs de 10 zile, jumătate din celulele albuminei din sângele uman sunt reînnoite, iar în 4 luni toate celulele roșii din sânge sunt degenerate. Raportul dintre intensitatea a două procese metabolice opuse depinde de mulți factori. Acesta este stadiul de dezvoltare a corpului, vârsta și starea fiziologică. În timpul creșterii și dezvoltării în organism, predomină asimilarea, ca urmare, se formează noi celule, țesuturi și organe, are loc diferențierea lor, adică crește greutatea corporală. În cazul patologiilor și în timpul înfometării, procesul de disimilare prevalează asupra asimilării, iar organismul scade în greutate.
Clasificarea organismelor după natura disimilației
Toate organismele pot fi împărțite în două grupe, în funcție de condițiile în care are loc disimilarea. Aceștia sunt aerobi și anaerobi. Primii au nevoie de oxigen liber pentru viață, în timp ce cei din urmă nu au nevoie de el. La anaerobi, disimilarea are loc prin fermentație, care este descompunerea enzimatică fără oxigen a substanțelor organice în altele mai simple. De exemplu, acid lactic sau fermentație alcoolică.
Etape de disimilare la organismele aerobe: etapa pregătitoare
Descompunerea substanțelor organice în aerobi are loc în trei etape. În același timp, pe fiecare dintre ele apar mai multe reacții enzimatice specifice.
Prima etapă este pregătitoare. Rolul principal în această etapă revine enzimelor digestive situate în tractul gastrointestinal în organismele pluricelulare. În organismele unicelulare - enzime lizozomale. În prima etapă, proteinele sunt descompuse în aminoacizi, grăsimile sunt descompuse în glicerol și acizi grași, polizaharidele sunt descompuse în monozaharide și acizii nucleici în nucleotide.
Glicoliza
A doua etapă de disimilare este glicoliza. Are loc fără oxigen. Esența biologică a glicolizei este că reprezintă începutul descompunerii și oxidării glucozei, rezultând acumularea de energie liberă sub formă de 2 molecule de ATP. Acest lucru are loc în cursul mai multor reacții secvențiale, al căror rezultat final este formarea a două molecule de piruvat și aceeași cantitate de ATP dintr-o moleculă de glucoză. Sub formă de acid adenozin trifosforic este stocată o parte din energia eliberată ca urmare a glicolizei, restul este disipată sub formă de căldură. Reacția chimică de glicoliză: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP.
În condiții de lipsă de oxigen în celulele plantelor și celulele de drojdie, piruviratul este descompus în două substanțe: alcool etilic și dioxid de carbon. Aceasta este fermentația alcoolică.
Cantitatea de energie eliberată în timpul glicolizei nu este suficientă pentru acele organisme care respiră oxigen. De aceea, în corpul animalelor și al omului, în timpul efortului fizic intens, lactatul este sintetizat în mușchi, servind drept sursă de rezervă de energie și acumulându-se sub formă de lactat. Un semn caracteristic al acestui proces este apariția durerii musculare.
Etapa de oxigen
Disimilarea este un proces foarte complex, iar cea de-a treia etapă de oxigen constă, de asemenea, din două reacții secvențiale. Vorbim despre ciclul Krebs și despre fosforilarea oxidativă.
În timpul respirației cu oxigen, piruviratul este oxidat în produșii finali, care sunt CO2 și H2O. În acest caz, se eliberează energie, stocată sub formă de 36 de molecule de ATP. Atunci aceeași energie asigură sinteza substanțelor organice într-un volum de plastic. Evolutiv, apariția acestei etape este asociată cu acumularea de oxigen molecular în atmosferă și apariția organismelor aerobe.
Locul de implementare (respirația celulară) este membranele interne ale mitocondriilor, în interiorul cărora se află molecule purtătoare care transportă electroni la oxigenul molecular. Energia generată în această etapă este parțial disipată sub formă de căldură, în timp ce restul merge la formarea ATP.
Disimilarea în biologie este o reacție care arată astfel: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Astfel, disimilarea este un ansamblu de reacții care apar datorită substanțelor organice care au fost sintetizate anterior de către celulă și oxigenului liber care provenea din mediul extern în timpul respirației.
