klinkij tutaj - Piątek Trzynastego Wydawnictwo

Redakcja
Teresa ChwaliĔska
Rysunki
Marek Andrzejewski
Projekt okáadki
Jacek Wilk
Skáad
Marek Andrzejewski
ISBN 83-7415-031-9
PIĄTEK TRZYNASTEGO Wydawnictwo
Michaá KoliĔski i Michaá Wiercioch
90-009 àódĨ, ul. Henryka Sienkiewicza 61
tel./fax (0-42) 632 78 61
tel. 630 71 17, 0-602 34 98 02(06)
http://www.piatek13.com.pl; e-mail: [email protected]
àódĨ
Wydanie I
rok: 2007 2006 2005 2004
rzut: 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Druk i oprawa
PIĄTEK TRZYNASTEGO Drukarnia
93-345 àódĨ, ul. Paradna 3
tel. 0-602 34 98 02(06)
Printed in Poland
2
ostatnia
liczba
Spis treĞci
Metabolizm...................................................................................... 9
1. Wybrane czynnoĞci Īyciowe komórki........................................ 9
2. Przemiany metaboliczne: anabolizm i katabolizm..................... 28
3. Uniwersalny przenoĞnik ATP.................................................... 33
4. Enzymy – katalizatory biologiczne............................................ 37
Wybrane zagadnienia z fizjologii roĞlin..................................... 47
1. WraĪliwoĞü roĞlin – reagowanie na bodĨce................................47
2. OdĪywianie, transport i magazynowanie pokarmu u roĞlin....... 52
Fizjologia zwierząt....................................................................... 90
OdĪywianie heterotroficzne....................................................... 90
Skáadniki pokarmowe heterotrofów.......................................... 91
Przystosowanie do heterotroficznego odĪywiania..................... 93
1. Budowa ukáadu pokarmowego czáowieka.................................. 95
A. Trawienie.............................................................................100
B. Wcháanianie produktów trawienia.......................................105
C. Rola wątroby....................................................................... 106
D. Procesy zachodzące w jelicie grubym................................ 107
E. Regulacja i koordynacja
czynnoĞci przewodu pokarmowego.................................... 108
F. Schorzenia ukáadu pokarmowego i profilaktyka ................ 109
2. Oddychanie............................................................................... 110
A. Wymiana gazowa................................................................ 110
B. Transport gazów.................................................................. 116
C. Fizjologia ukáadu oddechowego czáowieka.........................118
D. PojemnoĞü páuc czáowieka...................................................120
E. Kontrola wentylacji páuc......................................................121
3
F. Udziaá krwi w transporcie gazów........................................ 121
G. Mechanizm wymiany gazowej........................................... 122
H. Przyczyny chorób ukáadu oddechowego i profilaktyka...... 123
I. Oddychanie komórkowe...................................................... 126
J. Substraty oddechowe........................................................... 127
K. Oddychanie tlenowe............................................................127
L. Oddychanie beztlenowe.......................................................131
à. Biaáka i táuszcze jako substraty energetyczne..................... 132
M. Wykorzystanie energii zgrupowanej w ATP......................132
3. Gospodarka wodno-mineralna zwierząt.................................. 134
4. Ukáad krąĪenia.......................................................................... 140
A. Ukáad krąĪenia bezkrĊgowców........................................... 141
B. Ukáad krąĪenia krĊgowców................................................. 142
C. Budowa ukáadu krąĪenia czáowieka.................................... 143
D. Fizjologia ukáadu krwionoĞnego czáowieka........................147
E. Regulacja czynnoĞci serca................................................... 151
F. Funkcje ukáadu krąĪenia...................................................... 152
G. Choroby i higiena ukáadu krąĪenia.....................................152
5. OdpornoĞü organizmu.............................................................. 154
6. Wydalanie................................................................................. 159
7. PobudliwoĞü i koordynacja nerwowa....................................... 170
A. Budowa neuronu................................................................. 172
B. Przewodzenie informacji w ukáadzie nerwowym................174
C. Potencjaá spoczynkowy....................................................... 174
D. Potencjaá czynnoĞciowy...................................................... 176
E. Przewodzenie synaptyczne.................................................. 177
F. Rozwój ukáadu nerwowego zwierząt................................... 179
G. Ukáad nerwowy czáowieka.................................................. 184
H. Dziaáanie ukáadu nerwowego.............................................. 190
I. Ukáad autonomiczny (wegetatywny)................................... 193
4
8. Narządy zmysáów czáowieka................................................... 195
A. Narząd wzroku.................................................................... 195
B. Narząd sáuchu i równowagi................................................. 200
C. Zmysá wĊchu....................................................................... 203
D. Zmysá smaku....................................................................... 204
9. Regulacja hormonalna.............................................................. 205
Hormony czáowieka.................................................................... 208
RozmnaĪanie .............................................................................. 221
1. RozmnaĪanie bezpáciowe ....................................................... 221
2. RozmnaĪanie páciowe ............................................................ 222
RozmnaĪanie i rozwój czáowieka.............................................. 236
Spermatogeneza....................................................................... 238
Oogeneza................................................................................. 238
Rozwój zarodkowy i páodowy czáowieka................................ 243
A. Bruzdkowanie i gastrulacja................................................. 243
B. Faza rozwoju zarodkowego ................................................245
C. Faza rozwoju páodowego.................................................... 246
Pokrycie ciaáa zwierząt.............................................................. 249
Sposoby lokomocji zwierząt – aparat ruchu............................ 253
A. Ukáad miĊĞniowy................................................................ 255
B. Ukáad szkieletowy czáowieka.............................................. 257
Genetyka..................................................................................... 264
1. DNA noĞnikiem informacji genetycznej................................. 264
2. Replikacja................................................................................ 270
3. Kod genetyczny....................................................................... 275
4. Kwasy rybonukleinowe – rodzaje i funkcje............................ 278
5. Ekspresja informacji genetycznej............................................ 283
A. Transkrypcja....................................................................... 283
B. Translacja............................................................................ 286
5
6. Organizacja genomów............................................................. 292
7. Regulacja genetyczna.............................................................. 296
8. Podstawy dziedzicznoĞci......................................................... 301
9. Wspóádziaáanie genów w wyksztaáceniu cech........................ 318
10. Dziedziczenie gáównych grup krwi....................................... 319
11. Dziedziczenie pozajądrowe................................................... 323
12. ZmiennoĞü organizmów......................................................... 324
13. Znaczenie genetyki................................................................ 333
Ewolucja...................................................................................... 339
1. Co to jest ewolucja.................................................................. 339
2. Teoria doboru naturalnego Darwina i Wallace’a.................... 346
3. Mechanizm ewolucji................................................................ 352
4. Czynniki ewolucji.................................................................... 359
A. ZmiennoĞü dziedziczna (genetyczna)................................. 360
B. Dobór naturalny (selekcja naturalna).................................. 363
C. Izolacja................................................................................ 375
D. Zjawiska losowe (dryf genetyczny i akces ekologiczny)....380
E. Aromorfozy i idioadaptacje jako czynnik ewolucyjny........ 386
5. PrawidáowoĞci ewolucji........................................................... 388
6. Rodzaje danych Ğwiadczących o zachodzeniu ewolucji.......... 396
A. Dowody bezpoĞrednie ewolucji z paleontologii................. 397
B. PoĞrednie dowody ewolucji................................................ 405
Elementy genetyki populacyjnej............................................... 430
Przyczyny zmian populacyjnych.................................................. 430
Biogeneza – powstawanie Īycia na ziemi.................................. 439
Powstawanie związków organicznych,
komórki prokariotycznej i eukariotycznej............................... 439
Antropogeneza – ewolucja czáowieka..................................... 448
1. Ogólna charakterystyka naczelnych........................................ 448
2. Antropogeneza – filogeneza czáowieka .................................. 462
6
Ekologia...................................................................................... 482
1. Podstawowe pojĊcia ekologiczne........................................... 482
2. ĝrodowiska Īycia organizmów na Ziemi............................... 483
3. Tolerancja organizmów na czynniki Ğrodowiska................... 484
4. Charakterystyka populacji...................................................... 486
5. Charakterystyka biocenozy..................................................... 490
6. Ekosystem............................................................................... 492
7. Sukcesja.................................................................................. 498
8. Cykle biochemiczne................................................................ 501
9. Biomy – lądowe ekosystemy Ğwiata....................................... 504
Ochrona przyrody...................................................................... 507
1. Formy ochrony przyrody w Polsce........................................ 508
2. Ochrona Ğrodowiska przyrodniczego...................................... 518
7
8
Metabolizm
1. Wybrane czynnoĞci Īyciowe komórki
Podziaáy komórkowe. Cykl Īyciowy komórki
– Cykl komórkowy to okres wzrostu komórki oraz
proces jej podziaáu, trwa od jednego podziaáu do
kolejnego. PomiĊdzy jednym a drugim podziaáem
komórka znajduje siĊ w fazie miĊdzypodziaáowej,
czyli tzw. interfazie, inaczej interkinezie.
– WiĊkszoĞü komórek dzieli siĊ wielokrotnie, a kolejne podziaáy i oddzielające je fazy powtarzają siĊ
z okreĞloną regularnoĞcią. Pojedynczy cykl, skáadający siĊ z interfazy i nastĊpującego po niej
podziaáu mitotycznego lub mejotycznego, nazywamy cyklem Īyciowym komórki.
– Niektóre komórki, np. nerwowe, erytrocyty, rurki
sitowe u roĞlin, po zakoĔczeniu wzrostu tracą
zdolnoĞü do podziaáu, jednak zdecydowana wiĊkszoĞü dzieli siĊ regularnie z róĪną czĊstotliwoĞcią.
Szczególnie szybko dzielą siĊ bakterie, komórki
embrionalne (zarodkowe i w tkankach meryste9
–
x
x
x
matycznych roĞlin), komórki wyĞcieáające jelito
czáowieka, komórki naskórka (zabliĨnianie ran).
InterfazĊ, podobnie jak podziaá komórki, dzielimy na etapy: fazĊ G1, fazĊ S oraz fazĊ G2.
Faza G1 – zaczyna siĊ po ostatnim podziale komórkowym; cząsteczki DNA wystĊpują w jednej
kopii; przewaĪają procesy anaboliczne nad katabolicznymi; zachodzi intensywna rozbudowa báon
biologicznych oraz synteza enzymów, biaáek i cząsteczek RNA, szczególnie tych, które biorą udziaá
w replikacji DNA.
Faza S – w cytoplazmie komórki syntetyzowane
są biaáka histonowe, niezbĊdne do stabilizacji
i upakowania DNA w postaci chromosomów, natomiast w jądrze komórkowym nastĊpuje najwaĪniejszy moment fazy S, czyli replikacja DNA.
IloĞü cząsteczek DNA zwiĊksza siĊ z 2c do 4c.
Przez caáy okres interfazowy DNA wystĊpuje w stanie luĨnym, tzw. chromatyny.
Faza G2 – poprzedza bezpoĞrednio kolejny podziaá komórkowy; w tej fazie dzielą siĊ mitochondria i pla-stydy, których podziaáy nie zaleĪą
10
od podziaáu jądra, intensyfikuje siĊ synteza biaáek
kurczliwych – tubuliny (buduje nici wrzeciona
kariokinetycznego), w komórkach zwierząt i grzybów dzielą siĊ centriole i po dwie potomne wĊdrują na bieguny komórki.
Przebieg mitozy
Podziaá mitotyczny obejmuje podziaá jądra komórkowego, czyli rozdziaá materiaáu genetycznego – kariokinezĊ, oraz podziaá cytoplazmy – cytokinezĊ;
obydwa procesy zachodzą równolegle od poáowy
mitozy. W podziale tym wyróĪniono charakterystyczne fazy: profazĊ, metafazĊ, anafazĊ i telofazĊ.
x Profaza – najdáuĪej trwająca faza podziaáu;
zachodzi w niej stopniowa kondensacja zreplikowanego wczeĞniej DNA, a spiralizacja chromatyny prowadzi do powstania chromosomów.
KaĪdy z nich skáada siĊ z dwóch jednakowych
czĊĞci, tzw. chromatyd. We wczesnej profazie
chromosomy są wydáuĪone i cienkie, ostatecznie
pod koniec profazy ulegają maksymalnemu
11
skróceniu i pogrubieniu. Wraz ze zmianami materiaáu genetycznego zanikają jąderko i báona
jądrowa, a na obu biegunach komórki z biaáka
tubuliny rozbudowuje siĊ wrzeciono kariokinetyczne.
x Metafaza – po rozpadzie otoczki jądrowej chromosomy nadal kondensują, przyjmując postaü
krótkich, grubych paáeczek. Nici wrzeciona podziaáowego przyáączające siĊ do centromerów
(przewĊĪeĔ pierwotnych) chromosomów metafazowych przesuwają je w strefĊ równikową
komórki (przeciwne koĔce mikrotubul wrzeciona
podziaáowego zbiegają siĊ w rejonach centrioli,
czyli na przeciwlegáych biegunach komórki). Pod
koniec metafazy skracające siĊ wáókienka biaákowe wrzeciona powodują pĊkanie centromerów
i rozpad chromosomów na dwie chromatydy.
W stadium metafazy chromosomy są najbardziej
widoczne, skondensowane i uporządkowane, sáuĪy to do okreĞlania kariotypów gatunków, czyli
do badania kompletnego zestawu chromosomów
danego gatunku.
12
x Anafaza – zaczyna siĊ w momencie pĊkniĊcia
ostatniego centromeru, polega na wĊdrówce chromatyd, czyli poáówek chromosomów, do przeciwlegáych biegunów komórki. Teraz chromatydy nazywane są chromosomami potomnymi. Przesuwanie
siĊ chromosomów potomnych spowodowane jest
kurczeniem wrzeciona, ciągniĊte za centromery chromosomy mają charakterystyczny ksztaát litery V.
Gdy grupy chromosomów osiągną bieguny komórki, koĔczy siĊ anafaza.
x Telofaza – wokóá dwóch grup chromosomów
potomnych na biegunach komórki odtwarzane są
otoczki jądrowe, a chromosomy ulegają despiralizacji do chromatyny; w pobliĪu ich przewĊĪeĔ
wtórnych (organizatorów jąderka) odtwarzane są
jąderka. Faza ta jest odwrotnoĞcią profazy.
Telofazie towarzyszy cytokineza, czyli podziaá
cytoplazmy (zaczyna siĊ juĪ w anafazie). W komórkach zwierzĊcych w okolicy Ğrodkowej
czĊĞci komórki pojawia siĊ przewĊĪenie, które
biegnie od zewnątrz ku Ğrodkowi i ostatecznie oddziela dwie komórki potomne, powstaje tzw. bruzda
13
podziaáowa. W procesie uczestniczą biaáka kurczliwe: miozyna i aktyna. U roĞlin w czĊĞci równikowej dzielącej siĊ komórki gromadzą siĊ wáókienka biaákowe tworzące fragmoplast oraz
pĊcherzyki wypeánione polisacharydami, pochodzące z aparatów Golgiego. W ten sposób tworzy
siĊ trójwarstwowa przegroda pierwotna oddzielająca komórki, da ona początek pierwotnym Ğcianom komórkowym.
Mitoza zachodzi w komórkach somatycznych
organizmu (soma = ciaáo); z jednej komórki powstają dwie potomne o takiej samej liczbie chromosomów jak komórka macierzysta oraz zawierające taką samą informacjĊ genetyczną; tak wiĊc
mitoza nie zmienia liczby chromosomów w komórkach potomnych oraz ich skáadu genetycznego.
Mitoza umoĪliwia wzrost organizmu, zastąpienie
zuĪytych, uszkodzonych komórek nowymi ich kopiami, zabliĨnianie ran, odbudowĊ utraconych
czĊĞci organizmu. U organizmów rozmnaĪających
siĊ bezpáciowo zapewnia powstanie klonów –
identycznych kopii danego organizmu.
14
Rys. Mitoza
15
Mejoza
Podziaá mejotyczny zwany jest takĪe redukcyjnym, skáada siĊ z dwóch cykli podziaáowych: I podziaáu mejotycznego i II podziaáu mejotycznego,
nastĊpujących bezpoĞrednio po sobie, i prowadzi
do powstania czterech komórek potomnych.
Zachodzi w organach rozrodczych mĊskich i ĪeĔskich: w macierzystych komórkach rozrodczych –
gametangiach u roĞlin lub w gonadach u zwierząt.
U roĞlin zarodnikowych zachodzi w macierzystych
komórkach zarodników (tkanka archesporialna).
W jej wyniku powstają gamety i zarodniki.
Mejoza zmienia liczbĊ chromosomów w jądrach
potomnych: redukuje, zmniejsza ich liczbĊ o poáowĊ; z komórki macierzystej o diploidalnej liczbie
chromosomów powstają 4 komórki potomne mające
haploidalną liczbĊ (z 2n do n). Mejoza nigdy nie zachodzi w komórkach haploidalnych.
DziĊki mejozie w kolejnych pokoleniach rozmnaĪających siĊ páciowo zostaje utrzymana staáa, charakterystyczna dla gatunku liczba chromosomów.
Gamety mające haploidalną (n) liczbĊ chromoso16
mów áączą siĊ w procesie zapáodnienia i w efekcie
powstaje organizm potomny o niezmienionej liczbie
chromosomów, takiej jak organizm, w którym powstaáy gamety.
Redukcja do poáowy liczby chromosomów spowodowana jest tym, Īe pierwotnie obecna w komórce
informacja genetyczna jest powielona jedynie
raz, przed zajĞciem pierwszego podziaáu mejotycznego. Drugi podziaá nie jest poprzedzony
replikacją DNA, wystĊpuje wiĊc jedna runda replikacyjna i dwa nastĊpujące po sobie podziaáy.
Mejoza jest Ĩródáem zmiennoĞci genetycznej organizmów, zmiennoĞü zaĞ stanowi waĪny czynnik
ewolucji. Proces rekombinacji genów jest wynikiem
niezaleĪnej segregacji chromosomów oraz wymiany
odcinków chromatyd w procesie crossing-over.
W zaleĪnoĞci od momentu cyklu Īyciowego, w jakim
zachodzi, wyróĪnia siĊ trzy typy mejozy: przedzapáodnieniowa – u diplontów (zwierzĊta, roĞliny wyĪsze), pozapáodnieniowa – u haplontów (protisty,
grzyby, niektóre pierwotniaki) oraz poĞrednia – zachodzi w sporoficie (2n) roĞlin zarodnikowych w cza17
sie powstawania spor, wyrasta z nich gametofit (n).
Gamety u tych roĞlin powstają w gametangiach
gametofitu w wyniku kolejnych mitoz: macierzyste
komórki gamet (n) >> mitoza >> gamety (n).
Przebieg mejozy
Interfaza skáada siĊ z dwóch faz : G1 i S. Nie ma
fazy G2. Fazy te przebiegają podobnie jak odpowiednie okresy miĊdzypodziaáowe mitozy. NajwaĪniejszym procesem jest replikacja materiaáu
genetycznego.
I podziaá mejotyczny
– Jest podziaáem heterotypowym, co oznacza, Īe nastĊpuje w nim redukcja liczby chromosomów z 2n do n
oraz liczby cząsteczek DNA z 4c do 2c.
Profaza I – rozpoczyna siĊ kondensacją chromatyny i formowaniem chromosomów podziaáowych.
Pojawiają siĊ cienkie, dáugie nici chromatyny (stadium leptotenu), które spiralizują siĊ coraz mocniej,
przy czym chromosomy homologiczne (chromosomy
podobne pod wzglĊdem wielkoĞci i ksztaátu, jeden
18
z danej pary pochodzi od ojca, drugi od matki)
dobierają siĊ w pary, tzw. biwalenty. Struktury te
nazywamy takĪe tetradami, poniewaĪ skáadają siĊ
z czterech chromatyd (stadium zygotenu). Proces
tworzenia biwalentów to koniugacja. MiĊdzy homologicznymi chromosomami dochodzi do wymiany odcinków chromatyd, tzw. crossing-over
(stadium pachytenu); po crossing-over w biwalencie są najczĊĞciej dwie chromatydy zrekombinowane i dwie niezrekombinowane. Po crossing-over
chromosomy homologiczne są poáączone jedynie
w miejscach, w których zaszáa wymiana odcinków; są
to chiazmy. Chromosomy homologiczne w biwalentach oddalają siĊ od siebie i pozostają poáączone jedynie
w chiazmach (stadium diplotenu); chromosomy w biwalentach ostatecznie skracają siĊ i grubieją, zaczyna
formowaü siĊ wrzeciono podziaáowe, zanika jąderko
i báona jądrowa (stadium diakinezy).
Metafaza I – wáókna wrzeciona kariokinetycznego przyáączają siĊ do centromerów i ukáadają caáe
biwalenty w páaszczyĨnie równikowej komórki.
Kurczenie siĊ wáókien prowadzi do stopniowego
19
rozrywania chiazm, pĊkniĊcie ostatniej sygnalizuje
koniec metafazy.
Anafaza I – to wĊdrówka rozchodzących siĊ
chromosomów homologicznych do przeciwlegáych
biegunów komórki za poĞrednictwem tubuliny skracających siĊ wáókien. W wyniku tego procesu pod
koniec anafazy przy kaĪdym biegunie wrzeciona
znajduje siĊ haploidalny zestaw chromosomów. JeĪeli
macierzysta komórka miaáa 24 chromosomy, to na
kaĪdym biegunie znajdzie siĊ zestaw 12 chromosomów.
Podczas pierwszego podziaáu mejotycznego chromosomy te są losowo rozdzielane do dwóch biegunów
komórki, nie są one identyczne z chromosomami
matczynymi i ojcowskimi, poniewaĪ w wyniku crossing-over wymieniáy siĊ odcinkami chromatyd (w chromosomie pochodzącym od matki znalazáy siĊ fragmenty chromosomu ojcowskiego i odwrotnie).
Telofaza I – wokóá grup chromosomów zebranych
na biegunach odtwarzane są otoczki jądrowe oraz
jąderka; chromosomy ulegają czĊĞciowej despiralizacji, a komórka macierzysta w wyniku cytokinezy
dzieli siĊ na dwie potomne. U niektórych organizmów
20
telofaza nie wystĊpuje i bezpoĞrednio po anafazie I zachodzi profaza II podziaáu mejotycznego.
21
22
Rys. Stadia mejozy
23
II podziaá mejotyczny
Jest podziaáem homotypowym, poniewaĪ nie
zmienia liczby chromosomów, jedynie zmniejsza
iloĞü cząsteczek DNA (jeĪeli 2 komórki, które powstaáy w wyniku I podziaáu mejotycznego, mają
po 12 chromosomów, to w komórkach potomnych
teĪ bĊdzie po 12 chromosomów).
Nie jest nigdy poprzedzona replikacją DNA, nawet jeĞli nastąpi krótka interfaza.
Profaza II – w obu jądrach nastĊpuje kondensacja
chromosomów oraz formowanie wáókien wrzeciona
podziaáowego; zanika otoczka jądrowa i jąderko.
Metafaza II – pojedyncze chromosomy (kaĪdy
z nich skáada siĊ z dwóch chromatyd) ustawiane są
w páaszczyĨnie równikowej; wáókienka wrzeciona
rozrywają centromery chromosomów.
Anafaza II – do przeciwlegáych biegunów wĊdrują poáówki wszystkich chromosomów, czyli chromatydy (chromosomy potomne); faza ta koĔczy siĊ,
gdy wszystkie chromosomy potomne osiągną bieguny komórki.
24
Rys. Porównanie mitozy i mejozy
25
Telofaza II – wokóá kaĪdej z czterech grup chromosomów tworzą siĊ otoczki jądrowe, pojawiają siĊ
jąderka, chromosomy ulegają dekondensacji; jednoczeĞnie trwa cytokineza rozpoczĊta juĪ w anafazie.
Powstają cztery komórki o haploidalnej liczbie
chromosomów.
Amitoza
To bezpoĞredni podziaá jądra komórkowego,
który polega na wydáuĪeniu i przewĊĪeniu w czĊĞci równikowej, a nastĊpnie rozdzieleniu na dwa
jądra potomne. PrzewĊĪenie powstaje w wyniku
zaciskania siĊ pierĞcienia mikrofilamentów oraz
mikrotubul wytworzonych przez centriole.
Przed podziaáem amitotycznym nie nastĊpuje
replikacja DNA i dlatego komórki potomne są
uboĪsze w DNA w porównaniu z jądrem komórki
macierzystej.
Rozdzielenie materiaáu genetycznego jest przypadkowe i nierównomierne, poniewaĪ w czasie
procesu nie wyodrĊbniają siĊ chromosomy, nie
rozpada siĊ osáonka jądrowa oraz nie ma wrze26
ciona podziaáowego, powstają komórki zawierające róĪną liczbĊ chromosomów.
Po podziale nie dochodzi do cytokinezy, w związku z czym powstaje komórka dwujądrowa, która
w wyniku kolejnych podziaáów moĪe staü siĊ wielojądrowa.
Amitoza jest obserwowana w komórkach, które
utraciáy zdolnoĞü do podziaáów mitotycznych;
czĊsto jest objawem starzenia siĊ oraz degeneracji organizmu lub jego czĊĞci, wynikających
z mutacji.
W niektórych komórkach amitoza jest jedynym
typowym sposobem rozdziaáu chromatyny, np.
w jądrach posiadających zwielokrotniony genom,
czyli poliploidalnych (w makronukleusach orzĊsków).
Przykáadem komórek dzielących siĊ amitotycznie
są: komórki wątroby, niektóre typy komórek nerwowych, komórki miĊĞnia sercowego, komórki
tworzące szyszynkĊ, bielmo wtórne roĞlin kwiatowych. Amitotycznie mogą dzieliü siĊ jądra
protistów zwierzĊcych, np. orzĊsków, wiciowców.
27
2. Przemiany metaboliczne:
anabolizm i katabolizm
Metabolizm (gr. metabole – przemiana) to ogóá
przemian biochemicznych i reakcji enzymatycznych
zachodzących w komórce lub organizmie, umoĪliwiających przemianĊ materii i energii. U organizmów jednokomórkowych metabolizm warunkuje
speánianie funkcji Īyciowych, natomiast u wielokomórkowców duĪa czĊĞü aktywnoĞci metabolicznej
komórki sáuĪy innym komórkom, czyli jest skierowana na zewnątrz. WyróĪnia siĊ dwa kierunki
przemian metabolicznych: anabolizm i katabolizm.
Anabolizm, inaczej synteza, to reakcje chemiczne,
w których nastĊpuje tworzenie związków bardziej
záoĪonych ze związków prostych; reakcje te wymagają z reguáy dostarczenia energii (reakcje
endoergiczne). Przykáadem reakcji anabolicznych
lub procesów anabolicznych jest fotosynteza, chemosynteza, biosynteza biaáek, aminokwasów, lipidów, kwasów nukleinowych. Reakcje te kumulują
energiĊ, a produkty zawierają wiĊcej energii niĪ
substraty.
28
Katabolizm, inaczej rozpad, degradacja związków záoĪonych zasobnych w energiĊ na związki
proste. Procesom tym towarzyszy zazwyczaj
uwalnianie energii (reakcje egzoergiczne), np.
reakcje hydrolizy záoĪonych związków organicznych na związki proste, oddychanie tlenowe, fermentacja. Produkty zawierają mniej energii niĪ
substraty.
Staáy przepáyw energii i materii w obrĊbie komórki, pomiĊdzy komórkami oraz pomiĊdzy organizmami jest jedną z najwaĪniejszych wáaĞciwoĞci organizmów Īywych. Procesy anaboliczne
i kataboliczne stale przebiegają w organizmach, są
wzajemnie powiązane bardzo skomplikowanymi
zaleĪnoĞciami i nie da siĊ ich oddzieliü.
W pojedynczej komórce poszczególne przeciwstawne przemiany metaboliczne są od siebie oddzielone przedziaáami wewnĊtrznych báon komórkowych, np. báoną jądrową, báoną lizosomów,
báoną mitochondriów czy báonami E.R., i przebieg
tych procesów nie jest niczym zakáócony. Jeszcze
bardziej precyzyjne oddzielenie procesów meta29