Sienelė suteikia augalams mechaninio tvirtumo, jungia augalo ląsteles į audinius ir į organizmą. Ji labai svarbi gebėjimui išlaikyti formą, mažėjant turgorui. Sienelėje esančios angos svarbios medžiagų mainams tarp ląstelių.
Gyvūnų organizmai sudaryti kitokiu principu, jų audinius ir organus jungia jungiamasis audinys, mechaninio tvirtumo suteikia griaučiai (stuburiniams), chitino ar panašios dangos (vabzdžiams, vėžiagyviams).
Vakuolė kaupia skysčius, maisto medžiagas, pigmentus, reguliuoja augalo ląstelės tūrį, atlieka lizosomos funkcijas. Vienaląsčiai gyvūnai gali turėti virškinamąją vakuolę mitybos funkcijoms. Tačiau kitų gyvūnų ląstelės tūrį reguliuoja plazminė membrana, ląstelės tūris nekinta taip stipriai kaip augalų ląstelių, viduląstelinis virškinimas vyksta daug mažesnėse lizosomose.
Chloroplastuose vyksta fotosintezė. Gyvūnai nefotosintezuoja.
Visoms ląstelėms būtinas branduolys (saugoma genetinė informacija, vyksta nukleorūgščių sintezė (replikacija ir transkripcija), reparacija, brandinimas apykaita – be jo negalėtų vykti paveldimos informacijos perdavimas palikuonims, sudėtinga eukariotinės ląstelės genų raiška), plazminė membrana (fiziškai atskiria nuo aplinkos, sudaro pralaidumo barjerą, užtikrina mainus medžiagomis ir informacija su aplinka – be šios struktūros atskiros ląstelės egzistavimas nebūtų įmanomas), citozolis (sudaro vidinę ląstelės terpę, kurioje yra įvairių medžiagų molekulės ir vyksta dalis svarbių fermentinių reakcijų; sudaro aplinką visoms organelėms – būtinas prokariotams ir eukariotams ląstelės vandeninis užpildas), mitochondrijos (svarbios aerobinei maisto medžiagų oksidacijai, nes naudoja deguonį energijos apykaitai, teikia didžiąją dalį energijos įvairiems ląstelės poreikiams, atlieka daug svarbių fermentinių reakcijų – be šių organelių eukariotinės ląstelės neturėtų pakankamai energijos gyvybinėms funkcijoms).
Uždaviniai
Organizmo sandara ir funkcijos
1. Užpildykite lentelę, pirmoje grafoje nurodydami ląstelių organeles, būdingas augalų ir gyvūnų ląstelėms, antroje – būdingas tik augalų ląstelėms, trečioje – tik gyvūnų ląstelėms.
1) Kokias specifines funkcijas augalų ląstelėse atlieka organelės, kurių nėra gyvūnų ląstelėse? Kodėl gyvūnų ląstelėms tokios organelės nėra būtinos?
2) Kokias gyvybiškai svarbias funkcijas, be kurių neįmanomas gyvūnų ir augalų ląstelių egzistavimas, atlieka pirmojoje grafoje nurodytos „universalios“ organelės? http://www.cellsalive.com/cells/cell_model.htm
| Būdingos augalų ir gyvūnų ląstelėms organelės | Būdingos tik augalų ląstelėms organelės | Būdingos tik gyvūnų ląstelėms organelės |
1.1.Ląstelės struktūros: sienelė, membrana, vakuolė, citoplazma, branduolys, ribosomos, chloroplastai, mitochondrijos, jų vaidmuo ląstelėje ir organizme.
- Įprasta teigti, kad ląstelės yra labai mažos. Kokia ląstelė yra didžiausia? Kokia ląstelė yra mažiausia? Kiek kartų reiktų padidinti vidutinę gyvūno ląstelę (50 μm), kad jos ilgis pasiektų 1 cm? Kiek kartų iki tokio dydžio reiktų didinti 5 μmdydžio bakteriją? Koks būtų tavo ūgis, jei ji padidintum tiek pat kartų?
2. Augalams priskiriamas išskirtinis vaidmuo gamtos energijos ir medžiagų apykaitoje, nes jie sugeba fotosintezuoti. Pasinaudodami saulės energija, augalai fotolizuoja vandenį, išskiria į atmosferą deguonį, iš oro pasisavina anglies dvideginį, ir iš jo sintetina organines medžiagas – angliavandenius. Visi biologijos vadovėliai augalus pateikia kaip svarbiausius fotosintezuojančius organizmus gamtoje. Ar vyko fotosintezė, kai augalų dar nebuvo?
1) Kokie yra svarbiausi fotosintezuojantys prokariotai, kurių suklestėjimo ir aktyvios veiklos rezultatas buvo atmosferos sudėties pasikeitimas, deguonies atsiradimas atmosferoje? Ar tai vienaląsčiai ar daugialąsčiai organizmai?
2) Ką dar gali iš aplinkos pasisavinti šie organizmai, o augalai – negali?
3) Koks šių organizmų evoliucinis ryšis su augalų chloroplastais, kaip jie pasitarnavo augalų atsiradimui?
4) Vandens telkinio mėginyje mikroskopu raskite šių organizmų, nupieškite juos ir bandykite nustatyti jų rūšį, naudodamiesi informacija internete:
http://www-cyanosite.bio.purdue.edu/
Informacija: http://www.microbiologybytes.com/video/Cyanobacteria.html
http://cyanophyta.blogspot.com/
http://learn.genetics.utah.edu/content/begin/cells/organelles/
1.2.Pasyvioji (difuzija ir osmosas) ir aktyvioji medžiagų pernaša ląstelėse.
- Atlikite osmozės greičio tyrimo eksperimentą su žaliu kiaušiniu ir aprašykite gautus rezultatus (užpildykite lentelę ir nubrėžkite grafiką, kurio X ašyje atidėkite svorį (g), Y ašyje – laiką, kas 15 min.):
1) Pasirenkite tyrimo objektą su pusiau laidžia membrana. Paimkite tris žalius kiaušinius, priskirkite jiems mėginio numerį ir, kiekvieną iš jų pasvėrę maisto produktų svarstyklėmis, užrašykite pradinį svorį į lentelę. Po to įdėkite kiekvieną kiaušinį į atskirą stiklinę, pažymėkite stiklines atitinkamais mėginio numeriais ir užpilkite acto tirpalu, kaip parodyta čia:
http://www.youtube.com/watch?v=GrVuag3YCtQ&feature=related
Šiam etapui turėtų pakakti 5-6 valandų. Kokių dujų burbuliukai skiriasi, laikant kiaušinį acte? Kodėl kiaušinis pakyla į viršų? Kodėl susidarė kiaušinis be lukšto, padengtas plėvele?
2) Išimkite kiaušinius, atsargiai nuplaukite vandeniu. Pasverkite juos ir užrašykite duomenis į lentelę. Tada vieną iš kiaušinių talpinkite į stiklinę su vandeniu, antrą – į stiklinę su prisotintu cukraus sirupu (pasigaminti lėtai kaitinant ir maišant 130 g cukraus 100 g vandens, po to atšaldyti), trečią – į stiklinę su 3 kartus skiestu prisotintu cukraus sirupu (pasigaminti sumaišant 2 dalis vandens, 1 dalimi prisotinto sirupo). Svarbu, kad kiaušiniai būtų vienodai panardinti. Kas 1 val. ištraukite kiaušinius ir atsargiai nusausinę pasverkite, įrašykite kiaušinių svorį.
3) Po 3 valandų visus kiaušinius įdėkite į vandenį. Sverkite kas 15 min.
Sprendimas.
| Mėg.Nr. | Laikomas | Svoris su lukštu | Svoris be lukšto | 0,5 val. | 1 val. | 1,5 val. | 2 val. | 2,5 val. | 3 val. |
| 1 | vandenyje | ||||||||
| 2 | Prisotintame sirupe | ||||||||
| 3 | 3 kartus skiestame sirupe | ||||||||
| Eksperimento tęsinys: grįžtama osmozė | |||||||||
| 15 min. | 30 min. | 45 min. | 60 min. | … | |||||
| 1 | vandenyje | – | – | ||||||
| 2 | vandenyje | – | – | ||||||
| 3 | vandenyje | – | – | ||||||
Bandymo rezultatus atvaizdavus grafiškai suformuluojama bandymo išvada: kuo labiau skiriasi membranos pusėse esančių tirpalų koncentracijos, tuo didesnis osmozės greitis.
2. Izotoninis druskos tirpalas yra 0,9 proc. NaCl, t.y., apytikriai 9 g druskos litre vandens. Vidutinis druskos kiekis gėlavandenių upių vandenyje yra 0,12 g litre. Vienaląsčiai eukariotai prisitaiko prie hipotoninių aplinkos sąlygų, kurioms esant vanduo difunduoja iš aplinkos į ląstelės vidų. Vienas iš tokio prisitaikymo būdų – nuolat šalinti vandens perteklių iš ląstelės. Vienaląsčiui blakstienotajam pirmuoniui klumpelei (Paramecium caudatum) tai daryti padeda specialios sustraukiančiosios vakuolės, kurios nuolat prisipildo vandens ir staiga susitraukdamos pašalina jį į aplinką, žr. http://www.youtube.com/watch?v=4z98WIeNtjM
Sūrių vandens telkinių (druskos koncentracija daugiau kaip 9 proc.) bendras kiekis Žemėje prilygsta upių ir ežerų vandens bendram kiekiui. Žinoma, kad vandens telkiniuose, turinčiuose 3,2 proc. druskos gyvena 409 pirmuonių rūšys, ypatingai daug druskų turinčiuose vandens telkiniuose jų yra daug mažiau – 10-20 proc. druskos turinčiuose – 10 rūšių (pvz. visame pasaulyje paplitęs blakstienotasis pirmuonis Fabrea salina gyvena telkiniuose, kuriuose yra 16-23 proc. druskų), 30 proc. – tik 1-2 rūšys (32 proc. yra prisotintas druskos tirpalas). Kaip vadinami sūriuose vandens telkiniuose gyvenantys organizmai? Kaip jie skirstomi? Kokie galėtų būti pirmuonių prisitaikymo prie hipertoninių aplinkos sąlygų būdai? Kokios medžiagos tam „naudojamos“?
Naudotis interneto informacijos šaltiniais:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1038/npg.els.0004356/full#a0000394-bib-0008
http://www.jbc.org/content/283/12/7309.full.pdf+html