Lecție demonstrativă BIOLOGIE VEGETALĂ ȘI ANIMALĂ (Clasele a IX-a şi a X-a)

1. CELULA – UNITATEA STRUCTURALĂ ŞI FUNCŢIONALĂ A VIEŢII

1.1. STRUCTURA, ULTRASTRUCTURA ŞI ROLUL COMPONENTELOR CELULEI

Definiţie: celula este unitatea de bază structurală, funcţională şi genetică a tuturor organismelor vii.

În lumea vie există două tipuri fundamentale de celule: celula procariotă și celula eucariotă.

CELULA PROCARIOTĂ

(grec. pro = înainte de; karion = nucleu)

Caracterizează structura organismelor din regnul Procariota (Monera): bacteriile și algele albastre verzi (cianobacterii)

Structură:

a. Membrana celulară = plasmalemă:

– este de natură lipo–proteică

– este acoperită de un perete celular rigid format din mureină

– prezintă o invaginare numită mezozom cu rol in respiraţie

b. Citoplasma:

– este vâscoasă, lipsită de curenţi citoplasmatici

– conţine numai ribozomi, organite citoplasmatice foarte mici formate din ARN şi proteine ce au rol în sinteza proteinelor

c. Nucleoid = material genetic lipsit de înveliş nuclear

– este reprezentat de un singur cromozom de formă circulară format din ADN și ARN

– se prinde de mezozom

CELULA EUCARIOTĂ

(grec. eu = adevărat; karion = nucleu)

Caracterizează structura organismelor din regnurile Protista, Fungi, Plante şi Animale

1. ÎNVELIŞUL CELULEI: 

A. Membrana celulară = plasmalemă

Roluri:

– protejează mediul intern al celulei

– conferă formă celulei

– prezintă permeabilitate selectivă = permite trecerea numai anumitor substanţe

Structură:

– membrana este formată din fosfolipide şi proteine

– prezintă modelul în mozaic fluid ce constă într-un dublu strat de fosfolipide în care sunt înglobate

proteinele.

B. Peretele celular:

– este întâlnit la ciuperci (regnul Fungi) unde este format din chitină, la alge şi la plante (regnul Plante) unde este format din celuloză, hemiceluloză şi substanţe pectice

– se formează cu participarea membranei plasmatice

Roluri:

– solidarizează celulele;

– menține forma celulelor;

– conferă rezistență;

– permite schimburile de substanțe dintre celule și mediu.

Celula eucariotă animală nu prezintă perete celular !

2. CITOPLASMA

– este masa fundamentală a celulei ce ocupă spaţiul dintre membrană şi nucleu;

– formată din două părţi: – o parte nestructurată numită hialoplasmă ce se prezintă ca un sistem coloidal (mai mult sau mai puţin vâscos)

– o parte structurată reprezentată de organite citoplasmatice şi incluziuni citoplasmatice

Organitele citoplasmatice sunt: comune şi specifice

ORGANITELE CITOPLASMATICE COMUNE:

1. Reticulul endoplasmatic (RE):

– se prezintă ca un sistem de canalicule ce face legătura dintre membrană şi nucleu, asigurând transportul de substanțe în toată citoplasma, inclusiv în spațiul din jurul nucleului

– există două forme:

a. REN (neted) are rol în sinteza lipidelor și în metabolismul glicogenului

b. REG (granulos-rugos) asociat cu ribozomii, cu rol în sinteza proteinelor

2. Ribozomii= granulele lui Palade

– lipsiţi de membrană

– au dimensiuni foarte mici

– sunt formaţi din ARN şi proteine

– au rol în sinteza proteinelor

3. Lizozomii

– formaţiuni veziculare delimitate de o membrană simplă

– conţin enzime hidrolitice

– au rol în digestia intracelulară

– se găsesc în număr mare în leucocite (globule albe), celule sanguine ce au rol în apărarea organismului

4. Aparatul Golgi

– cuprinde totalitatea dictiozomilor din celulă

– se află localizat în apropierea nucleului

– un dictiozom este format din cisterne (saculi) şi din micro- şi macrovezicule

– rol secretor

– dezvoltat în celulele secretoare

5. Mitocondriile = „centralele energetice ale celulelor”

Structura: – membrană dublă; cea externă este netedă iar cea internă este cutată; cutele se numesc criste mitocondriale. Ele conţin enzime OXIDO-REDUCĂTOARE

– matrix ce conţine ADN, ARN etc. => sunt capabile de autodiviziune

Rol – respiraţia celulară prin care se formează energie (ATP-ul = substanţă ce stochează energia)

Număr mare de mitocondrii întâlnim în celulele cu activitate intensă (celule hepatice, celule musculare striate etc.)

6. Vacuolele

– sunt delimitate de o membrană simplă numită tonoplast

– conţin suc vacuolar = amestec de apă cu săruri minerale, glucide şi enzime

– în celula animală au caracter temporar

Roluri:

– în circulaţia apei

– în eliminarea unor deşeuri celulare

– în realizarea digestiei la protozoarele unicelulare (euglena, amibă etc.) şi pluricelulare (spongieri)

7. Centrozomul = centrul celular

– este specific majorității celulelor animale

– se află lângă nucleu

– este format din doi corpusculi cilindrici numiţi centrioli înconjurați de o zonă citoplasmatică densă

– are rol în diviziunea celulară, în formarea fusului de diviziune

– lipseşte în neuron => neuronul nu se divide

ORGANITE CITOPLASMATICE SPECIFICE

1. Plastidele – sunt specifice celulei vegetale

Clasificare:

a. leucoplaste = plastide incolore (nu au pigmenţi)

– au rol în depozitarea unor substanţe de rezervă:

• amidon =>amiloplaste (cartoful)
• lipide =>oleoplaste (floarea soarelui)
• proteine =>proteoplaste (fasolea)

b. cromoplaste – conţin pigmenţi galbeni, portocalii, roşii

– dau culoare petalelor, unor frunze sau a unor rădăcini (morcovul)

c. cloroplastele

Structura:

– membrană dublă; cea externă netedă iar cea internă lamelată. Lamelele se numesc tilacoide stromatice. Între două lamele stromatice succesive se află discurile grana ce conţin pigmenţi asimilatori

– stroma = substanţă fundamentală ce conţine ADN, ARN,  etc

Pigmenţii asimilatori sunt: clorofilieni (clorofila a,b,etc.) şi carotenoizi (caroten)

Aceştia au rolul de a absorbi radiaţiile luminoase şi de a transforma energia luminoasă în energie chimică.

Rolul cloroplastelor constă în realizarea fotosintezei, procesul specific plantelor verzi de a-şi sintetiza substanţa organică din substanţe anorganice numai în prezenţa luminii.

2. Miofibrilele specifice celulei musculare

Conţin două tipuri de proteine contractile: actină şi miozină

Au rol în realizarea contracţiei musculare

3. Corpusculii Nissl = corpii tigroizi sunt specifici neuronului

Au rol în sinteza proteinelor neuronale

4. Neurofibrilele sunt specifice neuronului

Au rol în susţinerea neuronului şi în conducerea impulsului nervos

3. NUCLEUL (grec. Karion = nucleu)

– coordonează toate activităţile celulei

– conţine informaţia genetică şi are rol în transmiterea acesteia

– după numărul de nuclei celulele pot fi:

• uninucleate – majoritatea
• binucleate – hepatocitele (celulele ficatului)
• polinucleate – fibra musculară striată
• anucleate (fără nucleu) – hematiile adulte

Structură:

– membrană dublă cu pori

– carioplasma formată din cromatină şi unul sau mai mulţi nucleoli

• cromatina este formată din ADN, ARN, proteine etc., din ea se vor diferenţia cromozomii la începutul diviziunii celulare
• nucleolii sunt formaţi din ARN şi proteine; au rol în diviziunea celulară

Acizii nucleici sunt reprezentaţi de ADN şi ARN. Aceştia sunt formaţi din nucleotide. Prin înlănţuirea nucleotidelor se formează o catenă (lanţ) polinucleotidică.

ADN-ul

– conţine informaţia ereditară a organismelor

– este dublu catenar fiind format din două catene polinucleotidice înfăşurate în jurul unui ax comun formând structura numită dublu-helix

ARN-ul

– are rol în procesul de sinteză al proteinelor

– este localizat în nucleu şi în citoplasmă

– este de regulă monocatenar

– tipuri:

• ARN mesager (ARN m) – copiază informaţia genetică dintr-o catenă a ADN-ului
• ARN de transport (ARN t) – transportă aminoacizii la locul sintezei proteice
• ARN ribozomal (ARN r) – intră în alcătuirea ribozomilor

Cromozomii sunt structuri permanente ale nucleului dar vizibili la microscop numai în timpul diviziunii celulare.

Procariotele au un singur cromozom de formă circulară format din ADN dublu catenar.

Eucariotele prezintă un număr variabil de cromozomi de dimensiuni diferite deoarece cantitatea de material genetic este mai mare decât la procariote.

Totalitatea cromozomilor existenţi în celulă reprezintă setul de cromozomi (n).

După numărul de seturi de cromozomi există celule:

– diploide (2n) = celulele somatice (ale corpului)

– haploide (n)  = celulele reproducătoare (gameţi)

Exemplu: la om

2n = 46 cromozomi

n = 23 cromozomi (spermatozoizi şi ovule)

Un cromozom metafazic este format din două cromatide, paralele ce sunt unite într-un punct numit centromer.

TEST 1 (Model BAC)

I.A. Scrieţi, pe foaia de examen, noţiunile cu care să completaţi spaţiile libere din afirmaţiile următoare, astfel încât acestea să fie corecte.

1. Cloroplastele sunt plastide specifice celulelor ……………. şi au rol în …………………
2. Ribozomii au fost descoperiţi de către cercetătorul de origine română …………şi au rol în sinteza ………….
3. În celulă, există două tipuri de reticul endoplasmatic: ………….şi ………….
4. Din punct de vedere al organizării materialului genetic, există două tipuri fundamentale de celule:…şi ….

I.B.

1. Daţi două exemple de componente celulare specifice celulei vegetale. Scrieţi în dreptul fiecărui exemplu, o funcţie caracteristică.
2. Daţi două exemple de organite celulare ce conţin enzime; scrieţi în dreptul fiecăruia funcţia îndeplinită.

I.C. Scriem pe foaia de examen, litera corespunzătoare răspunsului corect. Este corectă o singură variantă de răspuns.

I.D. Citiţi cu atenţie, afirmaţiile următoare. Dacă apreciaţi că afirmaţia este adevărată, scrieţi pe foaia de examen în dreptul cifrei corespunzătoare afirmaţiei, litera „A”. Dacă apreciaţi că afirmaţia este falsă, scrieţi pe foaia de examen, în dreptul cifrei corespunzătoare afirmaţiei, litera”F” şi modificaţi parţial afirmaţia pentru ca aceasta să devină adevărată. Folosiţi în acest scop, informaţia ştiinţifică adecvată. Nu se acceptă folosirea negaţiei.

1. Reticulul endoplasmatic rugos prezintă ribozomi ataşaţi de membrana sa.
2. Nucleul are membrana internă pliată sub formă de criste.
3. Lizozomii au rol în sinteza proteinelor.

II.1. Celula eucariotă conţine organite celulare, fiecare îndeplinind o anumită funcţie.

1. clasificaţi plastidele după rolul pe care îl îndeplinesc
2. comparaţi structura cloroplastelor cu cea a mitocondriilor precizând două asemănări şi două deosebiri
3. construiţi patru enunţuri afirmative, câte două pentru fiecare conţinut utilizând limbajul ştiinţific adecvat.

Folosiţi,  în acest scop, informaţii referitoare la următoarele conţinuturi:

– celula procariotă

– nucleul

II.2. Membrana celulară este o componentă fundamentală a celulei.

1. numiţi cele două substanţe de bază prezente în membrana celulară
2. precizaţi câte o substanţă chimică din structura peretelui celular la bacterii, fungi şi plante.
3. alcătuiţi un mini eseu cu titlul „Celula eucariotă”, folosind informaţia ştiinţifică adecvată.

În acest scop, respectaţi următoarele etape:

– enumerarea a şase noţiuni specifice acestei teme

– construirea, cu ajutorul acestora, a unui text coerent, format din maxim 3-4 fraze, folosind corect şi în corelaţie noţiunile enumerate

REZOLVARE

I.A. 1. vegetale; fotosinteză

2. George Emil Palade; proteinelor
3. neted; rugos
4. procarioată; eucariotă

I.B. 1. Cloroplastele cu rol în fotosinteză

Perete celular ce menţine forma şi conferă rigiditate celulei vegetale

2. Mitocondriile cu rol în respiraţia celulară prin care se obţine energie

Lizozomii cu rol în digestia intracelulară

I.D. 1. A

2. F. Mitocondria are membrana internă pliată sub formă de criste
3. F. Ribozomii au rol în sinteza proteinelor

II.1.

a. plastidele se clasifică după rolul pe care îl îndeplinesc în:

– nefotosintetizatoare:

leucoplaste (depozitează substanţe)

cromoplaste (colorează)

– fotosintetizatoare: cloroplaste

b. asemănări: ambele prezintă la exterior membrană dublă

ambele prezintă la interior material genetic reprezentat de ADN

deosebiri : membrana internă a mitocondiilor prezintă criste iar cea a cloroplastelor prezintă lamele

stromatice

mitocondriile prezintă enzime oxidoreducătoare iar cloroplastele pigmenţi asimilatori

c. Celula procariotă prezintă nucleoid.

În citoplasma celulei procariote se află un număr mare de ribozomi.

Nucleul prezintă cromatină din care se formează cromozomi.

Nucleul este delimitat de o membrană nucleară dublă cu pori.

II.2.

a. fosfolipide şi proteine

b. peretele celular, la bacterii este format din mureină, la fungi din chitină iar la plante din celuloză,

hemiceluloză şi pectină

c. mini eseu „Celula eucariotă”

– noţiuni: plasmalemă, citoplasmă, nucleu, organite comune, ribozomi, organite specifice

– 1. Componentele fundamentale ale celulei eucariote sunt plasmalema, citoplasma şi nucleul.

2. În citoplasmă se găsesc organite comune şi specifice.
3. Organitele comune sunt reprezentate de reticulul endoplasmatic, ribozomi, lizozomi, etc.
4. Plastidele sunt organite specifice întâlnite numai în celula eucariotă vegetală.

Adaugă în coș