Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Evropský sociální fond Gymnázium, Praha 10, Voděradská 2 Projekt LITERACY Základní funkce buňky

příjem a výdej látek metabolismus výměna informací s okolím pohyby rozmnožování a vývoj

Příjem a výdej látek Hlavní rozhraní mezi buňkou a prostředím tvoří plazmatická membrána, ta zajišťuje příjem a výdej látek a informací. Způsoby příjmu a výdeje látek difúze osmóza transport pomocí membránových přenašečů endocyóza a exocytóza

Stavba plazmatické membrány – fosfolipidy a bílkoviny přenašečespojovací bílkoviny receptoryenzymy

Difúze látka volně proniká přes membránu (buď skrz vrstvu fosfolipidů nebo kanály v bílkovinách) směr proudění podle rozdílu koncentrace látky vysoká koncentrace rozpuštěné látky nízká koncentrace rozpuštěné látky rozpuštěná látka proudí přes membránu

Osmóza proudění vody vyvolané rozdílnou koncentrací rozpuštěných látek, které neprocházejí membránou (soli, cukry = osmoticky aktivní látky) voda proudí do místa s vyšší koncentrací rozpuštěné látky vysoká koncentrace rozpuštěné látky nízká koncentrace rozpuštěné látky voda proudí přes membránu

Osmóza - vzniká osmotický tlak (viz obrázek)

Buňka a osmóza 3 možnosti 1.Hypotonické prostředí: Kb > Kp –voda proudí do buňky 2.Izotonické prostředí: Kb = Kp –voda volně proudí oběma směry 3.Hypertonické prostředí: Kb  Kp –voda proudí ven z buňky Pozn.: Proudění vody při osmóze je fyzikální děj, není to aktivní činnost buňky.

Hypotonické prostředí Izotonické prostředíHypertonické prostředí Buňka a osmóza

Hypotonické prostředí Izotonické prostředí Hypertonické prostředí Živočišná buňka Voda proudí do buňky, buňka po čase praskne Voda volně proudí oběma směry Voda proudí z buňky, buňka se smršťuje Rostlinná buňka Voda proudí do buňky, vzniká tlak, který napíná buněčnou stěnu (turgor) Voda volně proudí oběma směry, buňka ztrácí turgor Voda proudí z buňky, membrána se odchlipuje od buněčné stěny, nastává plazmolýza Poznámka Prvoci ve sladké vodě, přebytečnou vodu odčerpávají pulzující vakuolou Prvoci v mořské vodě

Transport pomocí membránových přenašečů přenašeče jsou bílkoviny v plazmatické membráně Dvě možnosti: 1.Pasivní transport (usnadněná difúze) – přenašeč funguje jako kanál, který se podle potřeby otvírá/zavírá, při otevření kanálu proudí látky po koncentračním spádu (např. transport iontů skrz membránu neuronu) 2.Aktivní transport – přenašeč aktivně transportuje látky, spotřebovává přitom energii (ATP). Transport může jít i proti směru koncentračního spádu.

Difúze a transport pomocí membránových přenašečů

Příklady činnosti membránových přenašečů pasivní transport membránovým kanálem

Endocytóza Transport do buňky, dvě varianty 1.Fagocytóza – příjem velkých částic, např. bakterií a jiných buněk (měňavky, bílé krvinky) 2.Pinocytóza – příjem roztoků a drobných částic Exocytóza Transport ven z buňky – odškrcování váčků s různým obsahem (produkty buňky, odpadní látky)

Fagocytóza a pinocytóza Fagocytóza Pinocytóza

Fagocytóza bakterie bílou krvinkou

exocytóza

exocytóza – a; pinocytóza - b

Transport ER - GK - exocytóza

Metabolismus přeměna látek a energie probíhá nepřetržitě ve všech živých buňkách zajišťují a řídí enzymy obvykle je seřazeno několik enzymů za sebou a společně vytvářejí metabolickou dráhu 2 základní směry metabolismu katabolismus – rozklad složitějších látek na jednodušší, energie se uvolňuje (např. b. dýchání) anabolismus – vznik složitějších látek z jednodušších, energie se spotřebuje (např. fotosyntéza)

Přeměny energie v buňce Hlavní roli hraje ATP = adenozintrifosfát Odštěpením jednoho fosfátu vznikne ADP (adenozindifosfát) a uvolní se určité množství energie Tato uvolněná energie je využita jako zdroj energie pro anabolické reakce, pohyb, apod. ATP není možné transportovat mezi buňkami a ukládat do dlouhodobé zásoby, proto musí každá buňka umět vytvořit ATP Hlavní dva procesy vzniku ATP v buňce jsou buněčné dýchání a kvašení ATP vzniká také při fotosyntéze, tam jeho energie spotřebovává na tvorbu glukózy

Dva hlavní způsoby zpracování energie (foto) autotrofní organismy typ (chemo) heterotrofní organismy rostlinypříkladživočichové světlozdroj energieorganické látky v potravě fotosyntézazpracovánítrávení glukózaprodukt zpracování glukóza (glycerol, mastné kyseliny, aminokyseliny) buněčné dýchání / kvašení uvolňování energie buněčné dýchání / kvašení ATPvýsledný produktATP

Buňka a pohyb pohyby a transport uvnitř buňky – vlastnost každé buňky, u eukaryotní buňky zajišťuje cytoskelet aktivní pohyb buňky z místa na místo, změna tvaru buňky (jednobuněčné organismy, bílé krvinky, spermie …) – činnost bičíků, brv nebo cytoskeletu (měňavkovitý pohyb) specializované buňky umožňující pohyb živočichů – svalové buňky a vlákna (bílkoviny aktin a myozin)

Výměna informací buňky s okolím Signální molekuly – vydávání informací 1.Molekuly na povrchu buňky - jiné buňky tyto molekuly rozpoznávají (např. kontakt buněk ve tkáních mnohobuněčných organismů, rozpoznávání různých buněk bílými krvinkami …) 2.Buňky vypouštějí do prostředí různé látky, které mají signální funkci (např. hormony, nervové přenašeče …) Receptory – příjem informací Molekuly na povrchu nebo uvnitř buňky schopné rozpoznávat různé chemické podněty a odpovídat na ně (dotyk povrchu jiné buňky, hormony, chemické látky z prostředí …) Buňky specializované na příjem a předávání informací: Smyslové a nervové buňky živočichů Všechny buňky:

Příklad činnosti receptorů na povrchu buňky

Příklad činnosti receptorů uvnitř buňky

Rozmnožování = dělení buňky 3 úrovně / fáze dělení buňky 1.Dělení (replikace) DNA – vytvoření dvou shodných kopií 2.Dělení jádra – vznik dvou jader se stejnou DNA 3.Dělení buňky – rozdělení buňky tak, že v každé vzniklé (dceřinné) buňce je jedno jádro U prokaryotní buňky splývají fáze 1 a 2 (protože jádro je tvořeno jednou molekulou DNA) U eukaryotní buňky na sebe můžou jednotlivé fáze bezprostředně navazovat (např. při rýhování vajíčka živočichů) nebo mezi nimi může být časová prodleva.

Dělení buňky bakterie

Dělení jádra eukaryotní buňky v jádře je DNA uspořádána v chromozomech v době, kdy se buňka nedělí, jsou chromozomy uspořádány ve formě chromatinu během dělení buňky se chromozomy kondenzují – vznikají charakteristické pentlicovité útvary na začátku dělení jádra jsou chromozomy zdvojené (každý chromozom obsahuje dvě shodné kopie DNA)

chromozomy ve formě chromatinu (jádro se nedělí), může probíhat replikace a transkripce kondenzované (spiralizované) chromozomy v průběhu dělení jádra

Mitóza - základní typ dělení jádra eukaryotní buňky na začátku mitózy má jádro (buňka) určitý počet zdvojených chromozomů, na konci mitózy vznikají dvě jádra (dvě buňky), každé z nich má stejný počet chromozomů jako původní jádro (buňka), chromozomy jsou jednoduché

Meióza – redukční dělení jádra eukaryotní buňky meiózou vznikají buňky s polovičním počtem chromozomů (např. pohlavní buňky živočichů) ?

Na začátku meiózy má jádro (buňka) sudý počet zdvojených chromozomů (přesněji n – párů chromozomů, tj. 2n chromozomů). Během meiózy se napřed rozdělí páry chromozomů, tj. vzniknou dvě jádra, kde v každém je n zdvojených chromozomů, tato jádra se pak znovu rozdělí stejně jako při mitóze a na konci jsou 4 jádra, v každém n jednoduchých chromozomů.

Porovnání mitózy a meiózy Např. v každé tělní buňce člověka je 23 párů chromozomů (tj. 46). Při mitóze vznikají vždy 2 dceřinné buňky, v každé z nich je opět 46 chromozomů. Při vzniku pohlavních buněk vznikají z jedné buňky s 46 chromozomy 4 dceřinné buňky a v každé z nich je 23 chromozomů.

Použité zdroje a literatura ALBERTS, B. a kol.: Základy buněčné biologie. 1. vyd., Ústí nad Labem: Espero publishing. ISBN Obrázky převzaty z anglického vydání uvedené publikace a z webových stránek: – second-entry-diffusion-and-osmosis/ second-entry-diffusion-and-osmosis/ – – – function.htmlhttp://anaptechno.blogspot.cz/2011/04/cell-membrane-structure-and- function.html – – – division.htmlhttp://cantorsbiologyblog.blogspot.cz/2011/02/mitosis-somatic-cell- division.html – camerican _BX1.htmlhttp:// camerican _BX1.html –

Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Evropský sociální fond Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu LITERACY Autor: Vít Růžička Předmět: Biologie Datum: Gymnázium, Praha 10, Voděradská 2 Projekt LITERACY