Cilat procese i japin qelizës energji. Proceset e jetës në një qelizë. Tema: Niveli qelizor

Detyrat e pjesëve C1-C4

1. Cilët faktorë mjedisorë kontribuojnë në rregullimin e numrit të ujqërve në ekosistem?

Përgjigje:
1) antropogjenike: zvogëlimi i sipërfaqes pyjore, gjuetia e tepruar;
2) biotik: mungesa e ushqimit, konkurrenca, përhapja e sëmundjeve.

2. Përcaktoni llojin dhe fazën e ndarjes së qelizës së paraqitur në figurë. Cilat procese ndodhin në këtë fazë?

Përgjigje:
1) figura tregon metafazën e mitozës;
2) fijet e boshtit janë ngjitur në centromeret e kromozomeve;
3) në këtë fazë, kromozomet bikromatide rreshtohen në rrafshin ekuatorial.

3. Pse lërimi i tokës përmirëson kushtet e jetesës së bimëve të kultivuara?

Përgjigje:
1) nxit shkatërrimin e barërave të këqija dhe zvogëlon konkurrencën me bimët e kultivuara;
2) nxit furnizimin e bimëve me ujë dhe minerale;
3) rrit furnizimin me oksigjen në rrënjë.

4. Si ndryshon një ekosistem natyror nga një agroekosistem?

Përgjigje:
1) biodiversitet i madh dhe diversitet i lidhjeve ushqimore dhe zinxhirëve ushqimorë;
2) qarkullimi i balancuar i substancave;
3) periudha të gjata të ekzistencës.

5. Zbuloni mekanizmat që sigurojnë qëndrueshmërinë e numrit dhe formës së kromozomeve në të gjitha qelizat e organizmave brez pas brezi?

Përgjigje:
1) falë mejozës, formohen gamete me një grup kromozomesh haploid;
2) gjatë fekondimit, grupi diploid i kromozomeve rikthehet në zigot, i cili siguron qëndrueshmërinë e grupit të kromozomeve;
3) rritja e organizmit ndodh për shkak të mitozës, e cila siguron qëndrueshmërinë e numrit të kromozomeve në qelizat somatike.

6. Cili është roli i baktereve në ciklin e substancave?

Përgjigje:
1) bakteret heterotrofike - dekompozuesit zbërthejnë substancat organike në minerale, të cilat thithen nga bimët;
2) bakteret autotrofike (foto, kemotrofe) - prodhuesit sintetizojnë substanca organike nga ato inorganike, duke siguruar qarkullimin e oksigjenit, karbonit, azotit, etj.

7. Cilat veçori janë karakteristike për bimët me myshk?

Përgjigje:

2) myshqet riprodhohen seksualisht dhe aseksualisht me breza të alternuar: seksual (gametofit) dhe aseksual (sporofit);
3) një bimë e rritur e myshkut është gjenerata seksuale (gametofit) dhe kapsula me spore është aseksuale (sporofite);
4) fekondimi ndodh në prani të ujit.

8. Ketrat, si rregull, jetojnë në pyje halore dhe ushqehen kryesisht me farat e bredhit. Cilët faktorë biotikë mund të çojnë në një rënie të popullsisë së ketrit?

9. Dihet se aparati Golgi është veçanërisht i zhvilluar mirë në qelizat e gjëndrave të pankreasit. Shpjegoni pse.

Përgjigje:
1) qelizat pankreatike sintetizojnë enzimat që grumbullohen në zgavrat e aparatit Golgi;
2) në aparatin Golgi, enzimat paketohen në formën e vezikulave;
3) nga aparati Golgi, enzimat barten në kanalin pankreatik.

10. Ribozomet nga qeliza të ndryshme, i gjithë grupi i aminoacideve dhe molekulat identike të mARN dhe tARN u vendosën në një epruvetë dhe u krijuan të gjitha kushtet për sintezën e proteinave. Pse një lloj proteine ​​do të sintetizohet në ribozome të ndryshme në një epruvetë?

Përgjigje:
1) struktura primare e një proteine ​​përcaktohet nga sekuenca e aminoacideve;
2) shabllonet për sintezën e proteinave janë molekula identike të mRNA, në të cilat kodohet e njëjta strukturë proteine ​​primare.

11. Cilat veçori strukturore janë karakteristike për përfaqësuesit e tipit Chordata?

Përgjigje:
1) skelet i brendshëm boshtor;
2) sistemi nervor në formën e një tubi në anën dorsale të trupit;
3) çarje në tubin tretës.

12. Tërfili rritet në një livadh dhe pjalmohet nga grerëzat. Cilët faktorë biotikë mund të çojnë në një rënie të popullatave të tërfilit?

Përgjigje:
1) ulje e numrit të grerëzave;
2)rritja e numrit të kafshëve barngrënëse;
3) shumimi i bimëve konkurrente (drithërat, etj.).

13. Masa totale e mitokondrive në raport me masën e qelizave të organeve të ndryshme të minjve është: në pankreas - 7,9%, në mëlçi - 18,4%, në zemër - 35,8%. Pse qelizat e këtyre organeve kanë përmbajtje të ndryshme mitokondriale?

Përgjigje:
1) mitokondritë janë stacionet energjetike të qelizës; molekulat ATP sintetizohen dhe grumbullohen në to;
2) puna intensive e muskujve të zemrës kërkon shumë energji, prandaj përmbajtja e mitokondrive në qelizat e saj është më e larta;
3) në mëlçi numri i mitokondrive është më i lartë në krahasim me pankreasin, pasi ka një metabolizëm më intensiv.

14. Shpjegoni pse mishi i viçit që nuk ka kaluar kontrollin sanitar është i rrezikshëm për t'u ngrënë i papjekur ose i zier pak.

Përgjigje:
1) mishi i viçit mund të përmbajë krimba gjedhi;
2) një krimb i rritur zhvillohet nga finna në kanalin tretës, dhe personi bëhet pritësi i fundit.

15. Emërtoni organelën e qelizës bimore të paraqitur në figurë, strukturat e saj të treguara me numrat 1-3 dhe funksionet e tyre.

Përgjigje:
1) organela e paraqitur është një kloroplast;
2) 1 - tilakoidet grana, të përfshira në fotosintezë;
3) 2 - ADN, 3 - ribozome, marrin pjesë në sintezën e proteinave të vetë kloroplastit.

16. Pse bakteret nuk mund të klasifikohen si eukariote?

Përgjigje:
1) në qelizat e tyre, substanca bërthamore përfaqësohet nga një molekulë rrethore e ADN-së dhe nuk është e ndarë nga citoplazma;
2) nuk kanë mitokondri, kompleksin Golgi ose ER;
3) nuk kanë qeliza germinale të specializuara, nuk ka mejozë dhe fekondim.

17. Çfarë ndryshimesh në faktorët biotikë mund të çojnë në një rritje të popullatës së një kërpudha të zhveshur që jeton në një pyll dhe ushqehet kryesisht me bimë?

18. Procesi i fotosintezës ndodh intensivisht në gjethet e bimëve. A ndodh në frutat e pjekura dhe të papjekura? Shpjegoni përgjigjen tuaj.

Përgjigje:
1) fotosinteza ndodh në frutat e papjekura (ndërsa ato janë të gjelbra), pasi përmbajnë kloroplaste;
2) ndërsa piqen, kloroplastet kthehen në kromoplaste, në të cilat nuk ndodh fotosinteza.

19. Cilat faza të gametogjenezës tregohen në figurë me shkronjat A, B dhe C? Çfarë grupi kromozomesh kanë qelizat në secilën nga këto faza? Cilat qeliza të specializuara çon në zhvillimin e këtij procesi?

Përgjigje:
1)A - faza (zona) e riprodhimit (ndarja), qelizat diploide;
2)B - faza (zona) e rritjes, qeliza diploide;
3) B - faza (zona) e maturimit, qelizat janë haploide, zhvillohen spermatozoidet.

20. Si ndryshojnë në strukturë qelizat bakteriale nga qelizat e organizmave në mbretëritë e tjera të natyrës së gjallë? Listoni të paktën tre dallime.

Përgjigje:
1) nuk ka bërthamë të formuar, mbështjellës bërthamor;
2) mungojnë një numër organelesh: mitokondri, EPS, kompleksi Golgi etj.;
3) kanë një kromozom unazë.

21. Pse bimët (prodhuesit) konsiderohen si hallka fillestare e ciklit të substancave dhe shndërrimit të energjisë në ekosistem?

Përgjigje:
1) krijojnë substanca organike nga ato inorganike;
2) akumulojnë energjinë diellore;
3) të sigurojë substanca organike dhe energji për organizmat në pjesë të tjera të ekosistemit.

22. Cilat procese sigurojnë lëvizjen e ujit dhe mineraleve në të gjithë bimën?

Përgjigje:
1) nga rrënja te gjethet, uji dhe mineralet lëvizin nëpër enët për shkak të transpirimit, si rezultat i së cilës lind forca e thithjes;
2) Rrjedhja lart në bimë lehtësohet nga presioni i rrënjës, i cili lind si rezultat i rrjedhjes së vazhdueshme të ujit në rrënjë për shkak të ndryshimit të përqendrimit të substancave në qeliza dhe në mjedis.

23. Shikoni qelizat e paraqitura në figurë. Përcaktoni cilat shkronja përfaqësojnë qelizat prokariote dhe eukariote. Jepni prova për këndvështrimin tuaj.

Përgjigje:
1) A - qelizë prokariotike, B - qelizë eukariote;
2) qeliza në figurën A nuk ka një bërthamë të formuar, materiali i saj trashëgues përfaqësohet nga një kromozom unazor;
3) qeliza në figurën B ka një bërthamë dhe organele të formuara.

24. Cili është kompleksiteti i sistemit të qarkullimit të gjakut të amfibëve në krahasim me peshqit?

Përgjigje:
1) zemra bëhet me tre dhoma;
2) shfaqet një rreth i dytë i qarkullimit të gjakut;
3) zemra përmban gjak venoz dhe të përzier.

25. Pse ekosistemi pyjor i përzier konsiderohet më i qëndrueshëm se ekosistemi pyjor bredh?

Përgjigje:
1) ka më shumë lloje në pyllin e përzier sesa në pyllin e bredhit;
2) në një pyll të përzier zinxhirët ushqimorë janë më të gjatë dhe më të degëzuar se në një pyll bredh;
3) ka më shumë nivele në një pyll të përzier sesa në një pyll bredh.

26. Një seksion i një molekule të ADN-së ka këtë përbërje: GATGAATAGTGCTTC. Rendisni të paktën tre pasoja që mund të rezultojnë nga një zëvendësim aksidental i nukleotidit të shtatë të timinës me citozinë (C).

Përgjigje:
1) do të ndodhë një mutacion gjeni - kodoni i aminoacidit të tretë do të ndryshojë;
2) në një proteinë, një aminoacid mund të zëvendësohet nga një tjetër, si rezultat i së cilës struktura primare e proteinës do të ndryshojë;
3) të gjitha strukturat e tjera të proteinave mund të ndryshojnë, gjë që do të çojë në shfaqjen e një tipari të ri në trup.

27. Algat e kuqe (algat vjollce) jetojnë në thellësi të mëdha. Pavarësisht kësaj, fotosinteza ndodh në qelizat e tyre. Shpjegoni pse ndodh fotosinteza nëse kolona e ujit thith rrezet nga pjesa e kuqe-portokalli e spektrit.

Përgjigje:
1) fotosinteza kërkon rreze jo vetëm nga pjesa e kuqe, por edhe nga bluja e spektrit;
2) qelizat e kërpudhave të kuqe të ndezura përmbajnë një pigment të kuq që thith rrezet nga pjesa blu e spektrit, energjia e tyre përdoret në procesin e fotosintezës.

28. Gjeni gabime në tekstin e dhënë. Tregoni numrat e fjalive në të cilat janë bërë gabime dhe korrigjoni ato.
1. Koelenteratet janë kafshë shumëqelizore me tre shtresa. 2.Kanë zgavër gastrike ose intestinale. 3. Zgavra e zorrëve përfshin qeliza thumbuese. 4. Koelenteratet kanë sistem nervor retikular (difuz). 5. Të gjithë koelenteratët janë organizma me not të lirë.

1)1 - coelenterates - kafshë me dy shtresa;
2)3 - qelizat thumbuese përmbahen në ektodermë, dhe jo në zgavrën e zorrëve;
3)5 - ndër bashkëlenteratët ka formularë të bashkangjitur.

29. Si ndodh shkëmbimi i gazit në mushkëritë dhe indet e gjitarëve? Çfarë e shkakton këtë proces?

Përgjigje:
1) shkëmbimi i gazit bazohet në difuzion, i cili shkaktohet nga ndryshimi në përqendrimin e gazit (presioni i pjesshëm) në ajrin e alveolave ​​dhe në gjak;
2) oksigjeni nga zona e presionit të lartë në ajrin alveolar hyn në gjak dhe dioksidi i karbonit nga zona me presion të lartë në gjak hyn në alveola;
3) në inde, oksigjeni nga zona e presionit të lartë në kapilarë hyn në substancën ndërqelizore dhe më pas në qelizat e organeve. Dioksidi i karbonit nga zona e presionit të lartë në substancën ndërqelizore hyn në gjak.

30. Cila është pjesëmarrja e grupeve funksionale të organizmave në ciklin e substancave në biosferë? Konsideroni rolin e secilit prej tyre në ciklin e substancave në biosferë.

Përgjigje:
1) prodhuesit sintetizojnë substanca organike nga substanca inorganike (dioksid karboni, ujë, azot, fosfor dhe minerale të tjera), lëshojnë oksigjen (përveç kemotrofeve);
2) konsumatorët (dhe grupet e tjera funksionale) të organizmave përdorin dhe transformojnë substanca organike, i oksidojnë ato gjatë frymëmarrjes, thithin oksigjenin dhe çlirojnë dioksid karboni dhe ujë;
3) zbërthyesit zbërthejnë substancat organike në përbërje inorganike të azotit, fosforit etj., duke i kthyer ato në mjedis.

31. Seksioni i molekulës së ADN-së që kodon sekuencën e aminoacideve në një proteinë ka këtë përbërje: G-A-T-G-A-A-T-A-G-TT-C-T-T-C. Shpjegoni pasojat e shtimit aksidental të një nukleotidi guanine (G) midis nukleotideve të shtatë dhe të tetë.

Përgjigje:
1) do të ndodhë një mutacion gjeni - kodet e aminoacideve të tretë dhe të mëvonshëm mund të ndryshojnë;
2) struktura primare e proteinës mund të ndryshojë;
3) një mutacion mund të çojë në shfaqjen e një tipari të ri në një organizëm.

32. Cilat organe bimore dëmtohen nga kacaforët në faza të ndryshme të zhvillimit individual?

Përgjigje:
1) rrënjët e bimëve dëmtohen nga larvat;
2) gjethet e pemëve dëmtohen nga brumbujt e rritur.

33. Gjeni gabime në tekstin e dhënë. Tregoni numrat e fjalive në të cilat janë bërë gabime dhe korrigjoni ato.
1. Krimbat e sheshtë janë kafshë me tre shtresa. 2. Filumi i krimbave të sheshtë përfshijnë planaria të bardha, krimbat e rrumbullakët njerëzore dhe rrahjen e mëlçisë. 3. Krimbat e sheshtë kanë një trup të zgjatur dhe të rrafshuar. 4. Kanë një sistem nervor të zhvilluar mirë. 5. Krimbat e sheshtë janë kafshë dyqethore që bëjnë vezë.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1)2 - krimbi i rrumbullakët i njeriut nuk klasifikohet si një krimb i rrumbullakët, ai është një krimb i rrumbullakët;
2)4 - në krimbat e sheshtë sistemi nervor është i zhvilluar dobët;
3)5 - Krimbat e sheshtë janë hermafroditë.

34. Çfarë është fruti? Cila është rëndësia e saj në jetën e bimëve dhe kafshëve?

Përgjigje:
1) fruta - organi gjenerues i angiospermave;
2) përmban fara me ndihmën e të cilave bimët riprodhohen dhe shpërndahen;
3) frutat e bimëve janë ushqim për kafshët.

35. Shumica e llojeve të shpendëve fluturojnë larg nga rajonet veriore për dimër, pavarësisht natyrës së tyre gjaknxehtë. Tregoni të paktën tre faktorë që i bëjnë këto kafshë të fluturojnë.

Përgjigje:
1) artikujt ushqimorë të shpendëve insektngrënës bëhen të padisponueshëm për t'u marrë;
2) mbulesa e akullit në rezervuarë dhe mbulesa e borës në tokë i privon ushqimin zogjve barngrënës;
3) ndryshimi i orëve të ditës.

36. Cili qumësht, i sterilizuar apo i sapomjelur, do të thahet më shpejt në të njëjtat kushte? Shpjegoni përgjigjen tuaj.

Përgjigje:
1) qumështi i sapo qumështuar do të thahet më shpejt, pasi përmban baktere që shkaktojnë fermentimin e produktit;
2) kur qumështi sterilizohet, qelizat dhe sporet e baktereve të acidit laktik vdesin dhe qumështi zgjat më shumë.

37. Gjeni gabime në tekstin e dhënë. Tregoni numrin e fjalive në të cilat janë bërë gabime dhe shpjegoni ato.
1. Klasat kryesore të artropodëve të filumit janë krustacet, araknidet dhe insektet. 2. Trupi i krustaceve dhe araknidëve është i ndarë në kokë, kraharor dhe bark. 3. Trupi i insekteve përbëhet nga cefalotoraksi dhe barku. 4. Arachnids nuk kanë antena. 5. Insektet kanë dy palë antena, dhe krustacet kanë një palë.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1)2 - trupi i krustaceve dhe araknidëve përbëhet nga cefalotoraksi dhe barku;
2)3 - trupi i insekteve përbëhet nga një kokë, gjoks dhe bark;
3)5 - insektet kanë një palë antena, dhe krustacet kanë dy palë.

38. Vërtetoni se rizoma e një bime është një kërcell i modifikuar.

Përgjigje:
1) rizoma ka nyje në të cilat ndodhen gjethet dhe sythat rudimentare;
2) në majë të rizomës ka një syth apikal që përcakton rritjen e fidanit;
3) rrënjët e rastësishme shtrihen nga rizoma;
4) struktura e brendshme anatomike e rizomës është e ngjashme me kërcellin.

39. Për të luftuar dëmtuesit e insekteve, njerëzit përdorin kimikate. Tregoni të paktën tre ndryshime në jetën e pyllit të dushkut nëse të gjitha insektet barngrënëse shkatërrohen me mjete kimike. Shpjegoni pse do të ndodhin.

Përgjigje:
1) numri i bimëve të pjalmuara nga insektet do të ulet ndjeshëm, pasi insektet barngrënëse janë pjalmues të bimëve;
2) numri i organizmave insektivorë (konsumatorë të rendit të dytë) do të ulet ndjeshëm ose do të zhduket për shkak të ndërprerjes së zinxhirit ushqimor;
3) disa nga kimikatet e përdorura për të vrarë insektet do të futen në tokë, gjë që do të çojë në ndërprerjen e jetës së bimëve, vdekjen e florës dhe faunës së tokës, të gjitha shkeljet mund të çojnë në vdekjen e pyllit të dushkut.

40. Pse trajtimi me antibiotikë mund të çojë në mosfunksionim të zorrëve? Jepni të paktën dy arsye.

Përgjigje:
1) antibiotikët vrasin bakteret e dobishme që jetojnë në zorrët e njeriut;
2) prishja e fibrës, thithja e ujit dhe proceset e tjera janë ndërprerë.

41.Cila pjesë e fletës tregohet në figurë me shkronjën A dhe nga çfarë strukturash përbëhet ajo? Çfarë funksionesh kryejnë këto struktura?

1) shkronja A tregon një tufë vaskulare-fibroze (venë), tufa përfshin enë, tuba sitë dhe inde mekanike;
2) anijet sigurojnë transportin e ujit në gjethe;
3) tubat sitë sigurojnë transportin e substancave organike nga gjethet në organe të tjera;
4) qelizat e indeve mekanike sigurojnë forcë dhe shërbejnë si kornizë e gjethes.

42. Cilat janë veçoritë karakteristike të mbretërisë së mykut?

Përgjigje:
1) trupi i kërpudhave përbëhet nga fije - hife, duke formuar një miceli;
2) riprodhohen seksualisht dhe aseksualisht (spore, miceli, lulëzim);
3) rriten gjatë gjithë jetës;
4) në qelizë: membrana përmban një substancë të ngjashme me kitin, një lëndë ushqyese rezervë është glikogjen.

43. Në një rezervuar të vogël të formuar pas një vërshimi lumi, u gjetën organizmat e mëposhtëm: ciliatet e pantoflave, dafnia, planaria e bardhë, kërmilli i madh pellgu, ciklopët, hidra. Shpjegoni nëse ky trup ujor mund të konsiderohet një ekosistem. Jep të paktën tre prova.

Përgjigje:
Rezervuari i përkohshëm i emërtuar nuk mund të quhet ekosistem, pasi përmban:
1) nuk ka prodhues;
2) nuk ka dekompozues;
3) nuk ka qarkullim të mbyllur të substancave dhe zinxhirët ushqimorë janë të ndërprerë.

44. Pse vendoset një shënim nën një tunik, i cili vendoset për të ndaluar gjakderdhjen nga enët e mëdha të gjakut, duke treguar kohën e aplikimit?

Përgjigje:
1) pasi të keni lexuar shënimin, mund të përcaktoni se sa kohë ka kaluar që nga aplikimi i turneut;
2) nëse pas 1-2 orësh nuk ishte e mundur të dorëzohej pacienti te mjeku, atëherë turiku duhet të lirohet për një kohë. Kjo do të parandalojë vdekjen e indeve.

45. Emërtoni strukturat e palcës kurrizore, të treguara në figurë me numrat 1 dhe 2 dhe përshkruani veçoritë e strukturës dhe funksioneve të tyre.

Përgjigje:
1)1 - lëndë gri, e formuar nga trupat e neuroneve;
2) 2 - lënda e bardhë, e formuar nga procese të gjata të neuroneve;
3) lënda gri kryen një funksion refleks, lënda e bardhë - një funksion përçues.

46. ​​Çfarë roli luajnë gjëndrat e pështymës në tretjen e gjitarëve? Listoni të paktën tre funksione.

Përgjigje:
1) sekretimi i gjëndrave të pështymës njomet dhe dezinfekton ushqimin;
2) pështyma merr pjesë në formimin e bolusit të ushqimit;
3) enzimat e pështymës nxisin zbërthimin e niseshtës.

47. Si rezultat i aktivitetit vullkanik, një ishull u formua në oqean. Përshkruani sekuencën e formimit të një ekosistemi në një masë tokësore të sapoformuar. Ju lutemi jepni të paktën tre artikuj.

Përgjigje:
1) të parët që vendosen janë mikroorganizmat dhe likenet, të cilat sigurojnë formimin e tokës;
2) bimët vendosen në tokë, sporet ose farat e të cilave barten nga era ose uji;
3) me zhvillimin e vegjetacionit, kafshët shfaqen në ekosistem, kryesisht artropodët dhe zogjtë.

48. Kopshtarët me përvojë aplikojnë plehra në brazda të vendosura përgjatë skajeve të rrathëve të trungut të pemëve frutore, në vend që t'i shpërndajnë ato në mënyrë të barabartë. Shpjegoni pse.

Përgjigje:
1) sistemi rrënjë rritet, zona e thithjes lëviz prapa majës së rrënjës;
2) rrënjët me një zonë absorbimi të zhvilluar - qimet rrënjë - janë të vendosura në skajet e rrathëve të trungut.

49. Çfarë xhirimi i modifikuar është paraqitur në figurë? Emërtoni elementët strukturorë të treguar në figurë me numrat 1, 2, 3 dhe funksionet që ata kryejnë.

Përgjigje:
1) qepë;
2)1 - një gjethe e shijshme si luspa në të cilën ruhen lëndët ushqyese dhe uji;
3)2 - rrënjët e rastësishme, që sigurojnë thithjen e ujit dhe mineraleve;
4)3 - syth, siguron rritjen e lastarëve.

50. Cilat janë veçoritë strukturore dhe funksionet jetësore të myshqeve? Ju lutemi jepni të paktën tre artikuj.

Përgjigje:
1) shumica e myshqeve janë bimë me gjethe, disa prej tyre kanë rizoide;
2) myshqet kanë një sistem përcjellës të zhvilluar dobët;
3) myshqet riprodhohen si seksualisht ashtu edhe aseksualisht, me breza të alternuar: seksual (gametofit) dhe aseksual (sporofit); Një bimë e rritur e myshkut është gjenerata seksuale, dhe kapsula e spores është aseksuale.

51. Si pasojë e zjarrit në pyll është djegur një pjesë e pyllit me bredh. Shpjegoni se si do të ndodhë vetë-shërimi i tij. Listoni të paktën tre hapa.

Përgjigje:
1) bimët barishtore, dritëdashëse zhvillohen së pari;
2) pastaj shfaqen lastarët e thuprës, aspenit dhe pishës, farat e të cilave ranë me ndihmën e erës dhe formohet një pyll me gjethe të vogla ose me pisha.
3) nën tendën e specieve që duan dritë, zhvillohen pemë bredh tolerante ndaj hijeve, të cilat më pas zhvendosin plotësisht pemët e tjera.

52. Për të përcaktuar shkakun e një sëmundjeje trashëgimore, u ekzaminuan qelizat e pacientit dhe u zbulua një ndryshim në gjatësinë e njërit prej kromozomeve. Cila metodë kërkimore na lejoi të përcaktonim shkakun e kësaj sëmundjeje? Me çfarë lloj mutacioni lidhet?

Përgjigje:
1) shkaku i sëmundjes u përcaktua duke përdorur metodën citogjenetike;
2) sëmundja shkaktohet nga një mutacion kromozomik - humbja ose shtimi i një fragmenti kromozomi.

53. Cila germë në figurë tregon blastulën në ciklin e zhvillimit të heshtakës. Cilat janë veçoritë e formimit të blastulës?

Përgjigje:
1) blastula përcaktohet me shkronjën G;
2) blastula formohet gjatë fragmentimit të zigotit;
3) madhësia e blastulës nuk e kalon madhësinë e zigotit.

54. Pse kërpudhat klasifikohen si një mbretëri e veçantë e botës organike?

Përgjigje:
1) trupi i kërpudhave përbëhet nga fije të hollë degëzimi - hife, duke formuar miceli ose miceli;
2) qelizat miceliale ruajnë karbohidratet në formën e glikogjenit;
3) kërpudhat nuk mund të klasifikohen si bimë, pasi qelizat e tyre nuk kanë klorofil dhe kloroplaste; muri përmban kitin;
4) kërpudhat nuk mund të klasifikohen si kafshë, pasi ato thithin lëndë ushqyese në të gjithë sipërfaqen e trupit dhe nuk i gëlltisin në formën e gunga ushqimore.

55. Në disa biocenoza pyjore, për të mbrojtur shpendët e pulave, u krye qitje masive e shpendëve grabitqarë gjatë ditës. Shpjegoni se si ndikoi kjo ngjarje në numrin e pulave.

Përgjigje:
1) në fillim, numri i pulave u rrit, pasi armiqtë e tyre u shkatërruan (duke rregulluar natyrshëm numrin);
2) pastaj numri i pulave u zvogëlua për shkak të mungesës së ushqimit;
3) u rrit numri i individëve të sëmurë dhe të dobësuar për shkak të përhapjes së sëmundjeve dhe mungesës së grabitqarëve, gjë që ndikoi edhe në uljen e numrit të pulave.

56. Ngjyra e leshit të lepurit të bardhë ndryshon gjatë gjithë vitit: në dimër lepuri është i bardhë, dhe në verë është gri. Shpjegoni se çfarë lloj ndryshueshmërie vërehet te kafsha dhe çfarë përcakton manifestimin e këtij tipari.

Përgjigje:
1) lepuri shfaq ndryshueshmëri modifikuese (fenotipike, jo të trashëgueshme);
2) manifestimi i këtij tipari përcaktohet nga ndryshimet në kushtet e mjedisit (temperatura, kohëzgjatja e ditës).

57. Emërtoni fazat e zhvillimit embrional të heshtakës, të treguara në figurë me shkronjat A dhe B. Zbuloni veçoritë e formimit të secilës prej këtyre fazave.
A B

Përgjigje:
1) A - gastrula - faza e një embrioni me dy shtresa;
2) B - neurula, ka elementet e një larve të ardhshme ose organizmit të rritur;
3) gastrula formohet nga invaginimi i murit të blastulës dhe në neurulë fillimisht formohet pllaka nervore, e cila shërben si rregullator për formimin e sistemeve të tjera të organeve.

58. Emërtoni veçoritë kryesore të strukturës dhe veprimtarisë së baktereve. Listoni të paktën katër veçori.

Përgjigje:
1) bakteret - organizma parabërthamorë që nuk kanë një bërthamë të formuar dhe shumë organele;
2) sipas metodës së të ushqyerit, bakteret janë heterotrofe dhe autotrofe;
3) shkallë e lartë e riprodhimit sipas ndarjes;
4) anaerobe dhe aerobe;
5) kushte të pafavorshme përjetohen në gjendje mosmarrëveshjeje.

59. Si ndryshon mjedisi tokë-ajër nga mjedisi ujor?

Përgjigje:
1) përmbajtja e oksigjenit;
2) ndryshimet në luhatjet e temperaturës (amplitudë e gjerë e luhatjeve në mjedisin tokë-ajër);
3) shkalla e ndriçimit;
4) dendësia.

Përgjigje:
1) alga deti ka vetinë e akumulimit të elementit kimik jod;
2) jodi është i nevojshëm për funksionin normal të tiroides.

61. Pse qeliza e pantoflës ciliate konsiderohet organizëm integral? Cilat organele të pantoflës ciliate tregohen në figurë me numrat 1 dhe 2 dhe çfarë funksionesh kryejnë ato?

Përgjigje:
1) qeliza ciliate kryen të gjitha funksionet e një organizmi të pavarur: metabolizmin, riprodhimin, nervozizmin, përshtatjen;
2) 1 - bërthama e vogël, merr pjesë në procesin seksual;
3) 2 - bërthama e madhe, rregullon proceset jetësore.

61. Cilat janë veçoritë strukturore dhe funksionet jetësore të kërpudhave? Ju lutemi tregoni të paktën tre karakteristika.

62. Shpjegoni se si shiu acid i dëmton bimët. Jepni të paktën tre arsye.

Përgjigje:
1) dëmton drejtpërdrejt organet dhe indet e bimëve;
2) ndotin tokën, zvogëlojnë pjellorinë;
3) redukton produktivitetin e bimëve.

63. Pse u rekomandohet pasagjerëve të thithin gjel sheqeri kur ngrihen ose zbresin një aeroplan?

Përgjigje:
1) ndryshimet e shpejta të presionit gjatë ngritjes ose uljes së një aeroplani shkaktojnë parehati në veshin e mesëm, ku presioni fillestar mbi daullen e veshit vazhdon më gjatë;
2) lëvizjet e gëlltitjes përmirësojnë hyrjen e ajrit në tubin dëgjimor (Eustachian), përmes të cilit presioni në zgavrën e veshit të mesëm barazohet me presionin në mjedis.

64. Si ndryshon sistemi i qarkullimit të artropodëve nga sistemi i qarkullimit të anelideve? Tregoni të paktën tre shenja që vërtetojnë këto dallime.

Përgjigje:
1) artropodët kanë një sistem të hapur të qarkullimit të gjakut, ndërsa anelidet kanë një sistem të mbyllur të qarkullimit të gjakut;
2) artropodët kanë një zemër në anën dorsale;
3) anelidet nuk kanë zemër; funksioni i saj kryhet nga një enë unazore.

65. Çfarë lloj kafshe është ajo e paraqitur në figurë? Çfarë tregohet me numrat 1 dhe 2? Emërtoni përfaqësues të tjerë të këtij lloji.

Përgjigje:
1) tek lloji Coelenterates;
2) 1 - ektoderma, 2 - zgavra e zorrëve;
3) polipet e koraleve, kandil deti.

66. Si manifestohen përshtatjet morfologjike, fiziologjike dhe të sjelljes ndaj temperaturës së mjedisit te kafshët me gjak të ngrohtë?

Përgjigje:
1) morfologjike: mbulesa izoluese të nxehtësisë, shtresa nënlëkurore e yndyrës, ndryshime në sipërfaqen e trupit;
2) fiziologjike: rritja e intensitetit të avullimit të djersës dhe lagështisë gjatë frymëmarrjes; ngushtimi ose zgjerimi i enëve të gjakut, ndryshimet në nivelet metabolike;
3) sjelljes: ndërtimi i foleve, gropave, ndryshimet në aktivitetin ditor dhe sezonal në varësi të temperaturës së mjedisit.

67. Si bartet informacioni gjenetik nga bërthama në ribozom?

Përgjigje:
1) sinteza e mRNA ndodh në bërthamë në përputhje me parimin e komplementaritetit;
2) mRNA - një kopje e një seksioni të ADN-së që përmban informacion në lidhje me strukturën parësore të proteinës, lëviz nga bërthama në ribozom.

68. Si është kompleksiteti i fierëve në krahasim me myshqet? Jepni të paktën tre shenja.

Përgjigje:
1) fierët kanë rrënjë;
2) fierët, ndryshe nga myshqet, kanë zhvilluar ind përçues;
3) në ciklin e zhvillimit të fiereve mbizotëron brezi aseksual (sporofiti) mbi brezin seksual (gametofiti), i cili përfaqësohet nga protalusi.

69. Emërtoni shtresën e embrionit të një kafshe kurrizore, të treguar në figurë me numrin 3. Çfarë lloj indi dhe çfarë organesh formohen prej tij.

Përgjigje:
1) shtresa embrionale - endoderma;
2 ind epitelial (epiteli i zorrëve dhe organeve të frymëmarrjes);
3) organet: zorrët, gjëndrat tretëse, organet e frymëmarrjes, disa gjëndra endokrine.

70. Çfarë roli luajnë zogjtë në biocenozën pyjore? Jepni të paktën tre shembuj.

Përgjigje:
1) rregulloni numrin e bimëve (shpërndani frutat dhe farat);
2) rregullojnë numrin e insekteve dhe brejtësve të vegjël;
3) shërbejnë si ushqim për grabitqarët;
4) fekondoni tokën.

71. Cili është roli mbrojtës i leukociteve në organizmin e njeriut?

Përgjigje:
1) leukocitet janë të afta për fagocitozë - gllabërojnë dhe tresin proteinat, mikroorganizmat, qelizat e vdekura;
2) leukocitet marrin pjesë në prodhimin e antitrupave që neutralizojnë disa antigjene.

72. Gjeni gabime në tekstin e dhënë. Tregoni numrat e fjalive në të cilat janë bërë, korrigjoni ato.
Sipas teorisë kromozomale të trashëgimisë:
1. Gjenet janë të vendosura në kromozome në rend linear. 2. Secili zë një vend të caktuar - një alele. 3. Gjenet në një kromozom formojnë një grup lidhjeje. 4. Numri i grupeve të lidhjes përcaktohet nga numri diploid i kromozomeve. 5. Prishja e kohezionit të gjeneve ndodh gjatë procesit të konjugimit të kromozomeve në profazën e mejozës.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1)2 - vendndodhja e gjenit - vendndodhja;
2)4 - numri i grupeve të lidhjes është i barabartë me grupin haploid të kromozomeve;
3)5 - prishja e lidhjes së gjeneve ndodh gjatë kryqëzimit.

73. Pse disa shkencëtarë e klasifikojnë euglenën e gjelbër si bimë, ndërsa të tjerët si kafshë? Jepni të paktën tre arsye.

Përgjigje:
1) të aftë për ushqim heterotrofik, si të gjitha kafshët;
2) të aftë për lëvizje aktive në kërkim të ushqimit, si të gjitha kafshët;
3) përmban klorofil në qelizë dhe është i aftë për ushqim autotrofik, si bimët.

74. Cilat procese ndodhin në fazat e metabolizmit të energjisë?

Përgjigje:
1) në fazën përgatitore, substancat organike komplekse ndahen në ato më pak komplekse (biopolimere - në monomere), energjia shpërndahet në formën e nxehtësisë;
2) në procesin e glikolizës, glukoza zbërthehet në acid piruvik (ose acid laktik ose alkool) dhe sintetizohen 2 molekula ATP;
3) në fazën e oksigjenit, acidi piruvik (piruvat) zbërthehet në dioksid karboni dhe ujë dhe sintetizohen 36 molekula ATP.

75. Në një plagë të krijuar në trupin e njeriut, gjakderdhja ndalet me kalimin e kohës, por mund të ndodhë qelbëzimi. Shpjegoni se çfarë vetive të gjakut i detyrohet kjo.

Përgjigje:
1) gjakderdhja ndalet për shkak të mpiksjes së gjakut dhe formimit të një mpiksje gjaku;
2) suppurimi shkaktohet nga grumbullimi i leukociteve të vdekura që kanë kryer fagocitozë.

76. Gjeni gabime në tekstin e dhënë dhe korrigjoni ato. Tregoni numrin e fjalive në të cilat janë bërë gabime dhe shpjegoni ato.
1. Proteinat kanë një rëndësi të madhe në strukturën dhe funksionimin e organizmave. 2. Këta janë biopolimerë, monomerët e të cilëve janë baza azotike. 3. Proteinat janë pjesë e membranës plazmatike. 4. Shumë proteina kryejnë funksione enzimatike në qelizë. 5. Informacioni trashëgues për karakteristikat e organizmit është i koduar në molekulat e proteinave. 6. Molekulat e proteinave dhe tARN-së janë pjesë e ribozomeve.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1)2 - monomeret e proteinave janë aminoacide;
2)5 - informacioni trashëgues për karakteristikat e një organizmi është i koduar në molekulat e ADN-së;
3)6- ribozomet përmbajnë molekula rARN, jo tARN.

77. Çka është miopia? Në cilën pjesë të syrit fokusohet imazhi tek një person miop? Cili është ndryshimi midis formave kongjenitale dhe të fituara të miopisë?

Përgjigje:
1) miopia është një sëmundje e organeve të shikimit në të cilën një person ka vështirësi të dallojë objektet e largëta;
2) në një person miop, imazhi i objekteve shfaqet përpara retinës;
3) me miopi kongjenitale, forma e kokës së syrit ndryshon (zgjatet);
4) miopia e fituar shoqërohet me një ndryshim (rritje) në lakimin e thjerrëzës.

78. Si ndryshon skeleti i kokës së njeriut nga skeleti i kokës së majmunëve të mëdhenj? Listoni të paktën katër dallime.

Përgjigje:
1) mbizotërimi i pjesës cerebrale të kafkës mbi pjesën e fytyrës;
2) reduktimi i aparatit të nofullës;
3) prania e një protuberance të mjekrës në nofullën e poshtme;
4) reduktimi i kreshtave të vetullave.

79. Pse vëllimi i urinës që nxjerr trupi i njeriut në ditë nuk është i barabartë me vëllimin e lëngut të pirë gjatë së njëjtës kohë?

Përgjigje:
1) një pjesë e ujit përdoret nga trupi ose formohet në proceset metabolike;
2) një pjesë e ujit avullon përmes organeve të frymëmarrjes dhe gjëndrave të djersës.

80. Gjeni gabime në tekstin e dhënë, korrigjoni ato, tregoni numrat e fjalive në të cilat janë bërë, shkruani këto fjali pa gabime.
1. Kafshët janë organizma heterotrofikë, ato ushqehen me substanca organike të gatshme. 2. Ka kafshë njëqelizore dhe shumëqelizore. 3. Të gjitha kafshët shumëqelizore kanë simetri trupore dypalëshe. 4. Shumica prej tyre kanë zhvilluar organe të ndryshme të lëvizjes. 5. Vetëm artropodët dhe kordatet kanë sistem qarkullimi. 6. Zhvillimi postembrional në të gjitha kafshët shumëqelizore është i drejtpërdrejtë.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1) 3 - jo të gjitha kafshët shumëqelizore kanë simetri dypalëshe të trupit; për shembull, në koelenterate është radiale (radiale);
2) 5 - sistemi i qarkullimit të gjakut është gjithashtu i pranishëm te anelidet dhe molusqet;
3) 6 - zhvillimi i drejtpërdrejtë postembrional nuk është i natyrshëm në të gjitha kafshët shumëqelizore.

81. Cila është rëndësia e gjakut në jetën e njeriut?

Përgjigje:
1) kryen një funksion transporti: shpërndarjen e oksigjenit dhe lëndëve ushqyese në inde dhe qeliza, heqjen e dioksidit të karbonit dhe produkteve metabolike;
2) kryen një funksion mbrojtës për shkak të aktivitetit të leukociteve dhe antitrupave;
3) merr pjesë në rregullimin humoral të funksioneve jetësore të trupit.

82. Përdorni informacion në lidhje me fazat e hershme të embriogjenezës (zigota, blastula, gastrula) për të konfirmuar sekuencën e zhvillimit të botës shtazore.

Përgjigje:
1) faza e zigotit korrespondon me një organizëm njëqelizor;
2) faza e blastulës, ku qelizat nuk janë të diferencuara, është e ngjashme me format koloniale;
3) embrioni në fazën e gastrulës korrespondon me strukturën e koelenteratit (hidra).

83. Injektimi i dozave të mëdha të barnave në venë shoqërohet me hollimin e tyre me tretësirë ​​fiziologjike (tretësirë ​​0,9% NaCl). Shpjegoni pse.

Përgjigje:
1) administrimi i dozave të mëdha të barnave pa hollim mund të shkaktojë një ndryshim të mprehtë në përbërjen e gjakut dhe fenomene të pakthyeshme;
2) përqendrimi i solucionit të kripur (tretësirë ​​0,9% NaCl) korrespondon me përqendrimin e kripërave në plazmën e gjakut dhe nuk shkakton vdekjen e qelizave të gjakut.

84. Gjeni gabime në tekstin e dhënë, korrigjoni ato, tregoni numrat e fjalive në të cilat janë bërë, shkruani këto fjali pa gabime.
1. Kafshët e tipit artropod kanë mbulesë të jashtme kitinoze dhe gjymtyrë të bashkuara. 2. Trupi i shumicës së tyre përbëhet nga tre seksione: koka, gjoksi dhe barku. 3. Të gjithë artropodët kanë një palë antena. 4. Sytë e tyre janë kompleks (faceted). 5. Sistemi i qarkullimit të gjakut të insekteve është i mbyllur.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1)3 - jo të gjithë artropodët kanë një palë antenash (araknidet nuk i kanë ato, dhe krustacet kanë dy palë);
2)4 - jo të gjithë artropodët kanë sy të ndërlikuar (të përbërë): tek arachnids ata janë të thjeshtë ose mungojnë, tek insektet mund të kenë sy të thjeshtë së bashku me sy kompleks;
3)5 - sistemi i qarkullimit të gjakut të artropodëve nuk është i mbyllur.

85. Cilat janë funksionet e sistemit tretës të njeriut?

Përgjigje:
1) përpunimi mekanik i ushqimit;
2) përpunimi kimik i ushqimit;
3) lëvizja e ushqimit dhe largimi i mbetjeve të patretura;
4)përthithja e lëndëve ushqyese, kripërave minerale dhe ujit në gjak dhe limfë.

86. Si karakterizohet progresi biologjik te bimët me lule? Specifikoni të paktën tre shenja.

Përgjigje:
1) një shumëllojshmëri e gjerë popullatash dhe speciesh;
2) shpërndarja e gjerë në glob;
3) përshtatshmëria ndaj jetës në kushte të ndryshme mjedisore.

87. Pse ushqimi duhet të përtypet tërësisht?

Përgjigje:
1) ushqimi i përtypur mirë ngopet shpejt me pështymë në zgavrën me gojë dhe fillon të tretet;
2) Ushqimi i përtypur mirë ngopet shpejt me lëngje tretëse në stomak dhe zorrë dhe për këtë arsye tretet më lehtë.

88. Gjeni gabime në tekstin e dhënë. Tregoni numrat e fjalive në të cilat janë bërë, korrigjoni ato.
1. Popullata është një koleksion individësh të kryqëzuar lirisht të së njëjtës specie që banojnë në një territor të përbashkët për një kohë të gjatë 2. Popullata të ndryshme të së njëjtës specie janë relativisht të izoluara nga njëra-tjetra dhe individët e tyre nuk kryqëzohen. 3. Pishina e gjeneve të të gjitha popullatave të një specie është e njëjtë. 4. Popullsia është njësia elementare e evolucionit. 5. Një grup bretkosash të së njëjtës specie që jetojnë në një pishinë të thellë për një verë përbën një popullsi.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1)2 - popullatat e një specie janë pjesërisht të izoluara, por individë nga popullata të ndryshme mund të ndërthuren;
2)3 - grupet e gjeneve të popullatave të ndryshme të së njëjtës specie janë të ndryshme;
3)5 - një grup bretkosash nuk është popullatë, pasi një grup individësh të së njëjtës specie konsiderohet popullatë nëse zë të njëjtën hapësirë ​​për një numër të madh brezash.

89. Pse rekomandohet të pini ujë të kripur në verë kur keni etje për një kohë të gjatë?

Përgjigje:
1) në verë një person djersitet më shumë;
2) kripërat minerale largohen nga trupi nëpërmjet djersës;
3) Uji i kripur rikthen ekuilibrin normal ujë-kripë midis indeve dhe mjedisit të brendshëm të trupit.

90. Çfarë vërteton se një person i përket klasës së gjitarëve?

Përgjigje:
1) ngjashmëria në strukturën e sistemeve të organeve;
2) prania e flokëve;
3) zhvillimi i embrionit në mitër;
4) ushqyerja e pasardhësve me qumësht, kujdesi për pasardhësit.

91. Cilat procese ruajnë qëndrueshmërinë e përbërjes kimike të plazmës së gjakut të njeriut?

Përgjigje:
1) proceset në sistemet tampon ruajnë reagimin e mediumit (pH) në një nivel konstant;
2) kryhet rregullimi neurohumoral i përbërjes kimike të plazmës.

92. Gjeni gabime në tekstin e dhënë. Tregoni numrat e fjalive në të cilat janë bërë dhe shpjegoni ato.
1. Popullsia është një koleksion individësh të llojeve të ndryshme që ndërthuren lirisht dhe banojnë në një territor të përbashkët për një kohë të gjatë 2. Karakteristikat kryesore të grupit të një popullate janë madhësia, dendësia, mosha, seksi dhe struktura hapësinore. 3. Tërësia e të gjitha gjeneve në një popullatë quhet grup gjenesh. 4. Popullsia është një njësi strukturore e natyrës së gjallë. 5. Numri i popullsisë është gjithmonë i qëndrueshëm.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1) 1 - një popullsi është një koleksion individësh të kryqëzuar lirisht të së njëjtës specie që banojnë në territorin e përgjithshëm të popullsisë për një kohë të gjatë;
2)4 - popullsia është njësi strukturore e specieve;
3)5 - numri i popullsisë mund të ndryshojë në stinë dhe vite të ndryshme.

93. Cilat struktura të mbulesës trupore e mbrojnë trupin e njeriut nga efektet e faktorëve të temperaturës mjedisore? Shpjegoni rolin e tyre.

Përgjigje:
1) indi yndyror nënlëkuror mbron trupin nga ftohja;
2) gjëndrat e djersës prodhojnë djersë, e cila, kur avullohet, mbron nga mbinxehja;
3) qimet në kokë e mbrojnë trupin nga ftohja dhe mbinxehja;
4) ndryshimet në lumenin e kapilarëve të lëkurës rregullojnë transferimin e nxehtësisë.

94. Jepni të paktën tre karakteristika biologjike progresive të një personi që ai ka fituar në procesin e evolucionit të gjatë.

Përgjigje:
1) zgjerimi i trurit dhe pjesës cerebrale të kafkës;
2) qëndrimi i drejtë dhe ndryshimet përkatëse në skelet;
3) çlirimi dhe zhvillimi i dorës, kundërshtimi i gishtit të madh.

95. Cila ndarje e mejozës është e ngjashme me mitozën? Shpjegoni si shprehet dhe në çfarë grupi kromozomesh në qelizë të çon.

Përgjigje:
1) ngjashmëritë me mitozën vërehen në ndarjen e dytë të mejozës;
2) të gjitha fazat janë të ngjashme, kromozomet motra (kromatidet) ndryshojnë në polet e qelizës;
3) qelizat që rezultojnë kanë një grup kromozomesh haploid.

96. Cili është ndryshimi midis gjakderdhjes arteriale dhe gjakderdhjes venoze?

Përgjigje:
1) me gjakderdhje arteriale, gjaku është i kuq;
2) qëllon nga plaga me një përrua të fortë, një burim.

97. Një diagramë se çfarë procesi ndodh në trupin e njeriut është paraqitur në figurë? Çfarë qëndron në themel të këtij procesi dhe si ndryshon përbërja e gjakut si rezultat? Shpjegoni përgjigjen tuaj.
kapilare

Përgjigje:
1) figura tregon një diagram të shkëmbimit të gazit në mushkëri (midis vezikulës pulmonare dhe kapilarit të gjakut);
2) shkëmbimi i gazit bazohet në difuzion - depërtimi i gazrave nga një vend me presion të lartë në një vend me presion më të ulët;
3) si rezultat i shkëmbimit të gazit, gjaku është i ngopur me oksigjen dhe kthehet nga venoz (A) në arterial (B).

98. Çfarë ndikimi ka në organizmin e njeriut pasiviteti fizik (aktiviteti i ulët fizik)?

Përgjigje:
pasiviteti fizik çon në:
1) në një ulje të nivelit të metabolizmit, një rritje të indit dhjamor, peshë të tepërt trupore;
2) dobësim i muskujve skeletorë dhe kardiak, rritje e ngarkesës në zemër dhe ulje e qëndrueshmërisë së trupit;
3) stagnim i gjakut venoz në ekstremitetet e poshtme, vazodilim, çrregullime të qarkullimit të gjakut.

(Formulimi tjetër i përgjigjes lejohet pa e shtrembëruar kuptimin e saj.)

99. Çfarë karakteristikash kanë bimët që jetojnë në kushte të thata?

Përgjigje:
1) sistemi rrënjor i bimëve depërton thellë në tokë, arrin në ujërat nëntokësore ose ndodhet në shtresën sipërfaqësore të tokës;
2) në disa bimë, uji ruhet në gjethe, kërcell dhe organe të tjera gjatë thatësirës;
3) gjethet janë të mbuluara me një shtresë dylli, pubescent ose të modifikuar në gjemba ose gjilpëra.

100. Cila është arsyeja e nevojës që jonet e hekurit të hyjnë në gjakun e njeriut? Shpjegoni përgjigjen tuaj.

Përgjigje:

2) qelizat e kuqe të gjakut sigurojnë transportin e oksigjenit dhe dioksidit të karbonit.

101. Nëpër cilat enët dhe çfarë lloj gjaku kalojnë dhomat e zemrës, të treguara në figurë me numrat 3 dhe 5? Me cilin sistem të qarkullimit të gjakut lidhet secila prej këtyre strukturave të zemrës?

Përgjigje:
1) dhoma e shënuar me numrin 3 merr gjak venoz nga vena kava e sipërme dhe e poshtme;
2) dhoma e treguar nga numri 5 merr gjak arterial nga venat pulmonare;
3) dhoma e zemrës, e treguar me numrin 3, është e lidhur me qarkullimin sistemik;
4) dhoma e zemrës, e treguar me numrin 5, është e lidhur me qarkullimin pulmonar.

102. Çka janë vitaminat, cili është roli i tyre në jetën e organizmit të njeriut?

Përgjigje:
1) vitamina - substanca organike biologjikisht aktive të nevojshme në sasi të vogla;
2) janë pjesë e enzimave që marrin pjesë në metabolizëm;
3) rrit rezistencën e trupit ndaj ndikimeve të pafavorshme mjedisore, stimulon rritjen, zhvillimin e trupit, restaurimin e indeve dhe qelizave.

103. Forma e trupit të fluturës Kalima i ngjan një gjetheje. Si e zhvilloi flutura një formë të tillë trupore?

Përgjigje:
1) shfaqja e ndryshimeve të ndryshme trashëgimore tek individët;
2) ruajtja nga seleksionimi natyror i individëve me formë të ndryshuar të trupit;
3) riprodhimi dhe shpërndarja e individëve me një formë trupi që i ngjan një gjetheje.

104. Cila është natyra e shumicës së enzimave dhe pse e humbin aktivitetin e tyre kur rritet niveli i rrezatimit?

Përgjigje:
1) shumica e enzimave janë proteina;
2) nën ndikimin e rrezatimit, ndodh denatyrimi, struktura e protein-enzimës ndryshon.

105. Gjeni gabime në tekstin e dhënë. Tregoni numrat e propozimeve në të cilat janë bërë, korrigjoni ato.
1. Bimët, si të gjithë organizmat e gjallë, hanë, marrin frymë, rriten dhe shumohen. 2. Sipas metodës së të ushqyerit, bimët klasifikohen si organizma autotrofikë. 3. Kur bimët marrin frymë, ato thithin dioksid karboni dhe lëshojnë oksigjen. 4. Të gjitha bimët riprodhohen me fara. 5. Bimët, ashtu si kafshët, rriten vetëm në vitet e para të jetës.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1)3 - kur bimët marrin frymë, ato thithin oksigjen dhe lëshojnë dioksid karboni;
2)4 - vetëm bimët e lulëzuara dhe gjimnospermat riprodhohen me fara, dhe algat, myshqet dhe fierët riprodhohen me spore;
3)5 - bimët rriten gjatë gjithë jetës së tyre, kanë rritje të pakufizuar.

106. Cila është arsyeja e nevojës që jonet e hekurit të hyjnë në gjakun e njeriut? Shpjegoni përgjigjen tuaj.

Përgjigje:
1) jonet e hekurit janë pjesë e hemoglobinës së eritrociteve;
2) hemoglobina e eritrociteve siguron transportin e oksigjenit dhe dioksidit të karbonit, pasi është në gjendje të lidhet me këto gazra;
3) furnizimi me oksigjen është i nevojshëm për metabolizmin energjetik të qelizës, dhe dioksidi i karbonit është produkti i saj përfundimtar që duhet hequr.

107. Shpjegoni pse njerëzit e racave të ndryshme klasifikohen si specie të njëjta. Jep të paktën tre prova.

Përgjigje:
1) ngjashmëri në strukturë, procese jetësore, sjellje;
2) uniteti gjenetik - i njëjti grup kromozomesh, struktura e tyre;
3) martesat ndërracore prodhojnë pasardhës të aftë për riprodhim.

108. Në Indinë e lashtë, një personi të dyshuar për një krim iu ofrua të gëlltiste një grusht oriz të thatë. Nëse ai dështonte, fajësia konsiderohej e provuar. Jepni një bazë fiziologjike për këtë proces.

Përgjigje:
1) gëlltitja është një akt kompleks refleks, i cili shoqërohet me pështymë dhe acarim të rrënjës së gjuhës;
2) me eksitim të fortë, pështymja frenohet ndjeshëm, goja bëhet e thatë dhe refleksi i gëlltitjes nuk ndodh.

109. Gjeni gabime në tekstin e dhënë. Tregoni numrat e fjalive në të cilat janë bërë dhe shpjegoni ato.
1. Zinxhiri ushqimor i biogjeocenozës përfshin prodhuesit, konsumatorët dhe dekompozuesit. 2. Hallka e parë në zinxhirin ushqimor janë konsumatorët. 3. Konsumatorët në dritë grumbullojnë energjinë e përthithur në procesin e fotosintezës. 4. Në fazën e errët të fotosintezës çlirohet oksigjen. 5. Dekompozuesit kontribuojnë në çlirimin e energjisë së akumuluar nga konsumatorët dhe prodhuesit.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1)2 - lidhja e parë janë prodhuesit;
2)3 - konsumatorët nuk janë të aftë për fotosintezë;
3)4 - oksigjeni lirohet në fazën e lehtë të fotosintezës.

110. Cilat janë shkaqet e anemisë tek njerëzit? Listoni të paktën tre arsye të mundshme.

Përgjigje:
1) humbje e madhe gjaku;
2) të ushqyerit e dobët (mungesa e hekurit dhe vitaminave, etj.);
3) prishja e formimit të qelizave të kuqe të gjakut në organet hematopoietike.

111. Miza e grerëzave është e ngjashme në ngjyrë dhe formë trupi me grerëzën. Emërtoni llojin e pajisjes së tij mbrojtëse, shpjegoni rëndësinë e saj dhe natyrën relative të përshtatjes.

Përgjigje:
1) lloji i përshtatjes - mimika, imitimi i ngjyrës dhe formës së trupit të një kafshe të pambrojtur ndaj një të mbrojtur;
2) ngjashmëria me një grerëzë paralajmëron një grabitqar të mundshëm për rrezikun e pickimit;
3) miza bëhet pre e zogjve të rinj që nuk kanë zhvilluar ende një refleks ndaj grerëzës.

112. Bëni një zinxhir ushqimor duke përdorur të gjitha objektet e përmendura më poshtë: humus, merimangë kryq, skifteri, cicë e madhe, miza e shtëpisë. Identifikoni konsumatorët e rendit të tretë në zinxhirin e ndërtuar.

Përgjigje:
1) humus -> miza e shtëpisë -> merimangë kryq -> cicë e madhe -> skifteri;
2) konsumatori i rendit të tretë - cica e madhe.

113. Gjeni gabime në tekstin e dhënë. Tregoni numrin e fjalive në të cilat janë bërë gabime, korrigjoni ato.
1. Anelidet janë prerja e kafshëve më të organizuara nga llojet e tjera të krimbave. 2. Anelidet kanë një sistem të hapur të qarkullimit të gjakut. 3. Trupi i një krimbi anelid përbëhet nga segmente identike. 4. Anelidet nuk kanë zgavër trupore. 5. Sistemi nervor i anelideve përfaqësohet nga unaza perifaringeale dhe kordoni nervor dorsal.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1)2 - Anelidet kanë një sistem të mbyllur të qarkullimit të gjakut;
2)4 - Anelidet kanë një zgavër trupore;
3)5 - zinxhiri nervor ndodhet në anën ventrale të trupit.

114. Emërtoni të paktën tre aromorfoza në bimët tokësore që i lejuan ata të ishin të parët që zhvillonin tokën. Arsyetoni përgjigjen tuaj.

Përgjigje:
1) shfaqja e indit integrues - epidermë me stomata - duke promovuar mbrojtjen nga avullimi;
2) shfaqja e një sistemi përcjellës që siguron transportin e substancave;
3) zhvillimi i indit mekanik që kryen një funksion mbështetës.

115. Shpjegoni pse ka një shumëllojshmëri të madhe të gjitarëve marsupialë në Australi dhe mungesën e tyre në kontinente të tjera.

Përgjigje:
1) Australia u nda nga kontinentet e tjera gjatë lulëzimit të marsupialëve përpara shfaqjes së kafshëve placentare (izolim gjeografik);
2) kushtet natyrore të Australisë kontribuan në divergjencën e karaktereve marsupial dhe specieve aktive;
3) në kontinente të tjera, marsupialët u zëvendësuan nga gjitarët placentë.

116. Në cilat raste ndryshimi i sekuencës së nukleotideve të ADN-së nuk ndikon në strukturën dhe funksionet e proteinës përkatëse?

Përgjigje:
1) nëse, si rezultat i një zëvendësimi të nukleotideve, shfaqet një kodon tjetër, që kodon të njëjtin aminoacid;
2) nëse kodoni i formuar si rezultat i një zëvendësimi të nukleotideve kodon një aminoacid të ndryshëm, por me veti kimike të ngjashme që nuk ndryshon strukturën e proteinës;
3) nëse ndryshimet e nukleotideve ndodhin në rajonet ndërgjenike ose jofunksionale të ADN-së.

117. Pse marrëdhënia midis pikut dhe purtekës në ekosistemin e lumit konsiderohet konkurruese?

Përgjigje:
1) janë grabitqarë, ushqehen me ushqime të ngjashme;
2) jetojnë në të njëjtin trup uji, kanë nevojë për kushte të ngjashme jetese, shtypin reciprokisht njëri-tjetrin.

118. Gjeni gabime në tekstin e dhënë. Tregoni numrin e fjalive në të cilat janë bërë gabime, korrigjoni ato.
1. Klasat kryesore të artropodëve të filumit janë krustacet, araknidet dhe insektet. 2. Insektet kanë katër palë këmbë, dhe araknidet kanë tre palë. 3. Gaforrja ka sy të thjeshtë, ndërsa merimanga kryq ka sy kompleks. 4. Arachnids kanë lytha arachnoid në bark të tyre. 5. Merimanga kryq dhe kacaferi marrin frymë duke përdorur qese të mushkërive dhe trake.

Janë bërë gabime në fjalitë:
1)2 - insektet kanë tre palë këmbë, dhe araknidet kanë katër palë;
2)3 - karavidhe ka sy të përbërë, dhe merimanga kryq ka sy të thjeshtë;
3)5 - kacafieri nuk ka qese pulmonare, por vetëm trake.

119. Cilat janë veçoritë strukturore dhe funksionet vitale të kërpudhave me kapak? Emërtoni të paktën katër veçori.

Përgjigje:
1) kanë një miceli dhe një trup frutor;
2) riprodhohet me spore dhe miceli;
3) sipas metodës së të ushqyerit - heterotrofe;
4) shumica formojnë mikoriza.

120. Cilat aromorfoza u lejuan amfibëve të lashtë të zhvillonin tokën.

Përgjigje:
1) shfaqja e frymëmarrjes pulmonare;
2) formimi i gjymtyrëve të copëtuara;
3) shfaqja e një zemre me tre dhoma dhe dy rrathë qarkullimi.

Ky video mësim i kushtohet temës "Furnizimi i qelizave me energji". Në këtë mësim do të shikojmë proceset e energjisë në qelizë dhe do të studiojmë se si qelizat pajisen me energji. Do të mësoni gjithashtu se çfarë është frymëmarrja qelizore dhe nga cilat faza përbëhet. Diskutoni secilin prej këtyre hapave në detaje.

BIOLOGJI KLASA IX

Tema: Niveli qelizor

Mësimi 13. Sigurimi i qelizave me energji

Stepanova Anna Yurievna

kandidat i shkencave biologjike, profesor i asociuar MSUIE

Moska

Sot do të flasim për sigurimin e qelizave me energji. Energjia përdoret për reaksione të ndryshme kimike që ndodhin në qelizë. Disa organizma përdorin energjinë e dritës së diellit për proceset biokimike - këto janë bimë, ndërsa të tjerët përdorin energjinë e lidhjeve kimike në substancat e marra gjatë ushqyerjes - këto janë organizma shtazorë. Substancat nga ushqimi nxirren përmes zbërthimit ose oksidimit biologjik përmes procesit të frymëmarrjes qelizore.

Frymëmarrja qelizore është një proces biokimik në një qelizë që ndodh në prani të enzimave, si rezultat i të cilit lirohet uji dhe dioksidi i karbonit, energjia ruhet në formën e lidhjeve makroenergjetike të molekulave ATP. Nëse ky proces ndodh në prani të oksigjenit, atëherë ai quhet "aerobik". Nëse ndodh pa oksigjen, atëherë quhet "anaerobik".

Oksidimi biologjik përfshin tre faza kryesore:

1. Përgatitore,

2. Pa oksigjen (glikolizë),

3. Zbërthimi i plotë i substancave organike (në prani të oksigjenit).

Faza përgatitore. Substancat e marra nga ushqimi ndahen në monomere. Kjo fazë fillon në traktin gastrointestinal ose në lizozomet e qelizës. Polisakaridet zbërthehen në monosakaride, proteinat në aminoacide, yndyrat në glicerina dhe acide yndyrore. Energjia e çliruar në këtë fazë shpërndahet në formën e nxehtësisë. Duhet të theksohet se për proceset energjetike, qelizat përdorin karbohidrate, ose më mirë akoma, monosakaride. Dhe truri mund të përdorë vetëm monosakarid - glukozë - për punën e tij.

Glukoza gjatë glikolizës zbërthehet në dy molekula me tre karbon të acidit piruvik. Fati i tyre i mëtejshëm varet nga prania e oksigjenit në qelizë. Nëse oksigjeni është i pranishëm në qelizë, atëherë acidi piruvik hyn në mitokondri për oksidim të plotë në dioksid karboni dhe ujë (frymëmarrje aerobike). Nëse nuk ka oksigjen, atëherë në indet e kafshëve acidi piruvik shndërrohet në acid laktik. Kjo fazë zhvillohet në citoplazmën e qelizës. Si rezultat i glikolizës, formohen vetëm dy molekula ATP.

Për oksidimin e plotë të glukozës, nevojitet oksigjen. Në fazën e tretë, oksidimi i plotë i acidit piruvik në dioksid karboni dhe ujë ndodh në mitokondri. Si rezultat, formohen 36 molekula të tjera ATP.

Në total, tre hapat prodhojnë 38 molekula ATP nga një molekulë glukoze, duke marrë parasysh dy ATP-të e prodhuara gjatë glikolizës.

Kështu, ne shqyrtuam proceset e energjisë që ndodhin në qeliza. U karakterizuan fazat e oksidimit biologjik. Kjo e mbyll mësimin tonë, gjithë të mirat për ju, lamtumirë!

Dallimi midis frymëmarrjes dhe djegies. Frymëmarrja që ndodh në një qelizë shpesh krahasohet me procesin e djegies. Të dy proceset ndodhin në prani të oksigjenit, duke çliruar energji dhe produkte oksidimi. Por, ndryshe nga djegia, frymëmarrja është një proces i urdhëruar i reaksioneve biokimike që ndodh në prani të enzimave. Gjatë frymëmarrjes, dioksidi i karbonit lind si produkti përfundimtar i oksidimit biologjik, dhe gjatë djegies, formimi i dioksidit të karbonit ndodh përmes kombinimit të drejtpërdrejtë të hidrogjenit me karbonin. Gjithashtu, gjatë frymëmarrjes, formohet një numër i caktuar i molekulave ATP. Kjo do të thotë, frymëmarrja dhe djegia janë procese thelbësisht të ndryshme.

Rëndësia biomjekësore. Për mjekësinë, jo vetëm metabolizmi i glukozës është i rëndësishëm, por edhe fruktoza dhe galaktoza. Aftësia për të formuar ATP në mungesë të oksigjenit është veçanërisht e rëndësishme në mjekësi. Kjo ju lejon të ruani punën intensive të muskujve skeletorë në kushte të efikasitetit të pamjaftueshëm të oksidimit aerobik. Indet me rritje të aktivitetit glikolitik janë në gjendje të mbeten aktive gjatë periudhave të urisë nga oksigjeni. Në muskulin kardiak, mundësitë për glikolizë janë të kufizuara. Ajo e ka të vështirë të vuajë nga ndërprerja e furnizimit me gjak, e cila mund të çojë në ishemi. Ka disa sëmundje të njohura të shkaktuara nga mungesa e enzimave që rregullojnë glikolizën:

Anemia hemolitike (në qelizat e kancerit me rritje të shpejtë, glikoliza ndodh me një ritëm që tejkalon aftësitë e ciklit të acidit citrik), i cili kontribuon në rritjen e sintezës së acidit laktik në organe dhe inde. Nivelet e larta të acidit laktik në trup mund të jenë një simptomë e kancerit.

Fermentimi. Mikrobet janë në gjendje të marrin energji gjatë fermentimit. Fermentimi ka qenë i njohur për njerëzit që nga kohra të lashta, për shembull, në prodhimin e verës. Fermentimi i acidit laktik ishte i njohur edhe më herët. Njerëzit konsumonin produkte qumështi pa e kuptuar se këto procese shoqëroheshin me aktivitetin e mikroorganizmave. Kjo u vërtetua për herë të parë nga Louis Pasteur. Për më tepër, mikroorganizma të ndryshëm sekretojnë produkte të ndryshme fermentimi. Tani do të flasim për fermentimin e acidit alkoolik dhe laktik. Si rezultat, formohen alkool etilik dhe dioksid karboni dhe lirohet energji. Prodhuesit e birrës dhe verërat kanë përdorur lloje të caktuara të majave për të stimuluar fermentimin, i cili i kthen sheqernat në alkool. Fermentimi kryhet kryesisht nga maja, si dhe nga disa baktere dhe kërpudha. Në vendin tonë, majaja Saccharomycetes përdoret tradicionalisht. Në Amerikë - bakteret e gjinisë Pseudomonas. Dhe në Meksikë, përdoren bakteret "shkopi lëvizës". Maja jonë fermenton zakonisht heksozat (monosakaridet me gjashtë karbon) si glukoza ose fruktoza. Procesi i formimit të alkoolit mund të përfaqësohet si më poshtë: nga një molekulë glukoze formohen dy molekula alkooli, dy molekula dioksid karboni dhe dy molekula ATP. Kjo metodë është më pak fitimprurëse sesa proceset aerobike, por ju lejon të ruani jetën në mungesë të oksigjenit. Tani le të flasim për fermentimin e qumështit të fermentuar. Një molekulë glukoze formon dy molekula acidi laktik dhe në të njëjtën kohë lëshohen dy molekula ATP. Fermentimi i acidit laktik përdoret gjerësisht për prodhimin e produkteve të qumështit: djathë, qumësht gjizë, kos. Acidi laktik përdoret gjithashtu në prodhimin e pijeve joalkoolike.

1. Llojet e të ushqyerit të organizmave të gjallë
2. Fotosinteza
3. Metabolizmi i energjisë

1. Aktiviteti jetësor e të gjithë organizmave është e mundur vetëm nëse kanë energji. Sipas metodës së marrjes së energjisë, të gjitha qelizat dhe organizmat ndahen në dy grupe: autotrofet Dhe heterotrofet.

Heterotrofet(Greqisht heteros - të ndryshme, të tjera dhe trofe - ushqim, ushqim) nuk janë në gjendje të sintetizojnë vetë përbërjet organike nga ato inorganike; ata duhet t'i marrin ato nga mjedisi. Substancat organike shërbejnë jo vetëm si ushqim për ta, por edhe si burim energjie. Heterotrofët përfshijnë të gjitha kafshët, kërpudhat, shumicën e baktereve, si dhe bimët tokësore dhe algat jo-klorofile.

Sipas mënyrës së marrjes së ushqimit, organizmat heterotrofë ndahen në holozoanët(kafshët) kapjen e grimcave të ngurta, dhe osmotrofike(kërpudhat, bakteret) që ushqehen me substanca të tretura.

Organizmat e ndryshëm heterotrofikë janë në gjendje të dekompozojnë kolektivisht të gjitha substancat që sintetizohen nga autotrofët, si dhe substancat minerale të sintetizuara si rezultat i aktiviteteve të prodhimit njerëzor. Organizmat heterotrofikë, së bashku me autotrofët, përbëjnë një sistem të vetëm biologjik në Tokë, të bashkuar nga marrëdhëniet trofike.

Autotrofet- organizmat që ushqehen (d.m.th. marrin energji) nga komponimet inorganike, këto janë disa baktere dhe të gjitha bimët e gjelbra. Autotrofet ndahen ne kemotrofe dhe fototrofe.

Kimiotrofet- organizmat që përdorin energjinë e çliruar gjatë reaksioneve redoks. Kimiotrofët përfshijnë bakteret nitrifikuese (fiksuese të azotit), squfurin, hidrogjenin (formimin e metanit), manganin, bakteret që formojnë hekur dhe monoksidin e karbonit.

Fototrofet- vetëm bimë të gjelbra. Burimi i energjisë për ta është drita.

2. Fotosinteza(greqisht phos - gen. vjeshtë. foto - dritë dhe sintezë - lidhje) - formimi, me pjesëmarrjen e energjisë së dritës, i substancave organike nga qelizat e bimëve të gjelbra, si dhe disa baktereve, procesi i shndërrimit të energjisë së dritës në. energji kimike. Ndodh me ndihmën e pigmenteve (klorofilit dhe disa të tjerëve) në tilakoidet e kloroplasteve dhe kromatoforet e qelizave. Fotosinteza bazohet në reaksionet redoks në të cilat elektronet transferohen nga një dhurues-reduktues (uji, hidrogjeni, etj.) në një pranues (latinisht pranues - marrës) - dioksid karboni, acetat me formimin e komponimeve të reduktuara - karbohidratet dhe lirimin e oksigjen, nëse uji oksidohet.

Bakteret fotosintetike që përdorin donatorë të tjerë përveç ujit nuk prodhojnë oksigjen.

Reaksionet e lehta të fotosintezës(të shkaktuara nga drita) ndodhin në granën e tilakoideve të kloroplastit Kuantet e dritës së dukshme (fotonet) ndërveprojnë me molekulat e klorofilit, duke i transferuar ato në një gjendje të ngacmuar. Një elektron në klorofil thith një kuant drite me një gjatësi të caktuar dhe, sikur me hapa, lëviz përgjatë zinxhirit të bartësve të elektroneve, duke humbur energjinë, e cila shërben për të fosforiluar ADP në ATP. Ky është një proces shumë efikas: kloroplastet prodhojnë 30 herë më shumë ATP sesa mitokondritë e të njëjtave bimë. Kjo akumulon energjinë e nevojshme për reagimet e mëposhtme - të errëta të fotosintezës. Substancat e mëposhtme veprojnë si bartës të elektroneve: citokromet, plastokinoni, ferredoksina, flavoproteina, reduktaza, etj. Disa nga elektronet e ngacmuara përdoren për të reduktuar NADP + në NADPH. Kur ekspozohet ndaj rrezeve të diellit, uji shpërbëhet në kloroplaste - fotoliza, në këtë rast, formohen elektrone që kompensojnë humbjet e tyre me klorofil; Oksigjeni prodhohet si nënprodukt dhe lëshohet në atmosferën e planetit tonë. Ky është oksigjeni që ne thithim dhe që është i nevojshëm për të gjithë organizmat aerobikë.

Kloroplastet e bimëve më të larta, algat dhe cianobakteret përmbajnë dy fotosisteme me struktura dhe përbërje të ndryshme. Kur kuantet e dritës thithen nga pigmentet (qendra e reagimit - një kompleks i klorofilit me një proteinë që thith dritën me një gjatësi vale 680 nm - P680) të fotosistemit II, elektronet transferohen nga uji në një pranues të ndërmjetëm dhe përmes një zinxhiri transportuesish. në qendrën e reagimit të fotosistemit I. Dhe ky fotosistem është qendra e reagimit do të zbulojë molekulat e klorofilit të stilolapsit në kompleks me një proteinë të veçantë-KOM, e cila thith dritën me një gjatësi vale prej 700 nm - P700. Në molekulat e klorofilit F1 ka "vrima" - vende të paplotësuara të elektroneve të transferuara në PLDPH. Këto "vrima" janë të mbushura me elektrone të formuara gjatë funksionimit të PI. Kjo do të thotë, fotosistemi II furnizon elektrone në fotosistemin I, të cilat shpenzohen në të për reduktimin e NADP + dhe NADPH. Përgjatë rrugës së lëvizjes së elektroneve të fotosistemit II të ngacmuara nga drita drejt pranuesit përfundimtar - klorofilit të fotosistemit I, ADP fosforilohet në ATP të pasur me energji. Kështu, energjia e dritës ruhet në molekulat e ATP-së dhe përdoret më tej për sintezën e karbohidrateve, proteinave, acideve nukleike dhe proceseve të tjera jetësore të bimëve, dhe nëpërmjet tyre aktivitetin jetësor të të gjithë organizmave që ushqehen me bimë.

Reaksionet e errëta, ose reaksionet e fiksimit të karbonit, jo të lidhura me dritën, kryhen në stromën e kloroplasteve. Vendin kyç në to e zë fiksimi i dioksidit të karbonit dhe shndërrimi i karbonit në karbohidrate. Këto reaksione kanë natyrë ciklike, pasi disa nga karbohidratet e ndërmjetme i nënshtrohen një procesi kondensimi dhe rirregullimi në ribuloz difosfat, pranuesi kryesor i CO 2, i cili siguron funksionimin e vazhdueshëm të ciklit. Ky proces u përshkrua për herë të parë nga biokimisti amerikan Melvin Calvin

Shndërrimi i përbërjes inorganike CO 2 në përbërje organike - karbohidrate, në lidhjet kimike të të cilave ruhet energjia diellore, ndodh me ndihmën e një enzime komplekse - ribuloz-1,5-difosfat karboksilazë. Siguron shtimin e një molekule CO 2 në ribuloz-1,5-difosfat me pesë karbon, duke rezultuar në formimin e një përbërjeje të ndërmjetme jetëshkurtër me gjashtë karbon. Ky përbërës, për shkak të hidrolizës, zbërthehet në dy molekula me tre karbon të acidit fosfoglicerik, i cili reduktohet duke përdorur ATP dhe NADPH në sheqerna me tre karbon (triozofosfate). Prej tyre formohet produkti përfundimtar i fotosintezës, glukoza.

Disa nga fosfatet e triozës, pasi kanë kaluar proceset e kondensimit dhe rirregullimit, duke u kthyer fillimisht në monofosfat ribulozë dhe më pas në ribuloz difosfat, përfshihen sërish në ciklin e vazhdueshëm të krijimit të molekulave të glukozës. Glukoza mund të polimerizohet enzimatikisht në

niseshteja dhe celuloza janë polisaharidet mbështetëse të bimëve.

Një tipar i fotosintezës së disa bimëve (kallam sheqeri, misri, amaranti) është shndërrimi fillestar i karbonit përmes përbërjeve me katër karbon. Bimë të tilla morën indeksin C4-bimë, dhe fotosinteza në to është metabolizmi i karbonit. Bimët C4 tërheqin vëmendjen e studiuesve për shkak të produktivitetit të tyre fotosintetik.

Mënyrat për të rritur produktivitetin e bimëve bujqësore:

Ushqimi i mjaftueshëm mineral, i cili mund të sigurojë rrjedhën më të mirë të proceseve metabolike;

Ndriçim më i plotë, i cili mund të arrihet duke përdorur shkallë të caktuara të mbjelljes së bimëve, duke marrë parasysh konsumin e dritës së bimëve dritëdashëse dhe tolerante ndaj hijes;

Sasia normale e dioksidit të karbonit në ajër (me një rritje të përmbajtjes së tij, procesi i frymëmarrjes së bimëve, i cili shoqërohet me fotosintezën, prishet);

Lagështia e tokës që korrespondon me nevojat e bimëve për lagështi, në varësi të kushteve klimatike dhe agroteknike.

Rëndësia e fotosintezës në natyrë.

Si rezultat i fotosintezës në Tokë, 150 miliardë ton lëndë organike formohen çdo vit dhe rreth 200 miliardë ton oksigjen të lirë çlirohen. Fotosinteza jo vetëm që siguron dhe ruan përbërjen aktuale të atmosferës së Tokës, të nevojshme për jetën e banorëve të saj, por gjithashtu parandalon një rritje të përqendrimit të CO 2 në atmosferë, duke parandaluar mbinxehjen e planetit tonë (për shkak të të ashtuquajturës serë efekt). Oksigjeni i çliruar gjatë fotosintezës është i nevojshëm për frymëmarrjen e organizmave dhe mbrojtjen e tyre nga rrezatimi ultravjollcë i dëmshëm me valë të shkurtër.

Kemosinteza(Greqishtja e vonë chemeta - kimia dhe sinteza greke - lidhje) - një proces autotrofik i krijimit të lëndës organike nga bakteret që nuk përmbajnë klorofil. Kemosinteza kryhet për shkak të oksidimit të përbërjeve inorganike: hidrogjenit, sulfurit të hidrogjenit, amoniakut, oksidit të hekurit (II), etj. Asimilimi i CO 2 vazhdon si gjatë fotosintezës (cikli Calvin), me përjashtim të metan-formimit, homo. -bakteret acetate. Energjia e përftuar nga oksidimi ruhet në baktere në formën e ATP.

Bakteret kemosintetike luajnë një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm në ciklet biogjeokimike të elementeve kimike në biosferë. Aktiviteti jetësor i baktereve nitrifikuese është një nga faktorët më të rëndësishëm në pjellorinë e tokës. Bakteret kemosintetike oksidojnë përbërjet e hekurit, manganit, squfurit etj.

Kemosinteza u zbulua nga mikrobiologu rus Sergei Nikolaevich Vinogradsky (1856-1953) në 1887.

3. Metabolizmi i energjisë

Tre faza të metabolizmit të energjisë kryhen me pjesëmarrjen e enzimave të veçanta në pjesë të ndryshme të qelizave dhe organizmave.

Faza e parë është përgatitore- ndodh (te kafshët në organet e tretjes) nën veprimin e enzimave që zbërthejnë molekulat e di- dhe polisaharideve, yndyrave, proteinave, acideve nukleike në molekula më të vogla: glukozë, glicerinë dhe acide yndyrore, aminoacide, nukleotide. Kjo çliron një sasi të vogël energjie, e cila shpërndahet si nxehtësi.

Faza e dytë është oksidimi pa oksigjen ose jo i plotë. Quhet edhe frymëmarrje anaerobe (fermentim), ose glikoliza. Enzimat e glikolizës janë të lokalizuara në pjesën e lëngshme të citoplazmës - hialoplazmën. Glukoza i nënshtrohet zbërthimit, çdo molen në të cilin ndahet dhe oksidohet hap pas hapi me pjesëmarrjen e enzimave në dy molekula me tre karbon të acidit piruvik CH 3 - CO - COOH, ku COOH është një grup karboksil karakteristik i acideve organike.

Nëntë enzima përfshihen në mënyrë sekuenciale në këtë konvertim të glukozës. Gjatë procesit të glikolizës, molekulat e glukozës oksidohen, d.m.th., atomet e hidrogjenit humbasin. Pranuesi i hidrogjenit (dhe elektroni) në këto reaksione janë molekula nikotinamide nidinukleotide (NAD+), të cilat janë të ngjashme në strukturë me NADP+ dhe ndryshojnë vetëm në mungesë të një mbetjeje të acidit fosforik në molekulën e ribozës. Kur acidi piruvik zvogëlohet për shkak të reduktimit të NAD, shfaqet produkti përfundimtar i glikolizës - acidi laktik. Acidi fosforik dhe ATP janë të përfshirë në zbërthimin e glukozës.

Në përmbledhje, ky proces duket si ky:

C 6 H 12 O 6 + 2 H 3 P0 4 + 2 ADP = 2 C 3 H 6 0 3 + 2 ATP + 2 H 2 0.

Në kërpudhat e majave, një molekulë glukoze pa pjesëmarrjen e oksigjenit shndërrohet në alkool etilik dhe dioksid karboni (fermentimi alkoolik):

C 6 H 12 O 6 +2H 3 P0 4 +2ADP - 2C 2 H b 0H+2C0 2 +2ATP+2H 2 O.

Në disa mikroorganizma, zbërthimi i glukozës pa oksigjen mund të rezultojë në formimin e acidit acetik, acetonit, etj. Në të gjitha rastet, zbërthimi i një molekule të glukozës shoqërohet me formimin e dy molekulave ATP, në lidhjet me energji të lartë të e cila 40% e energjisë ruhet, pjesa tjetër shpërndahet si nxehtësi.

Faza e tretë e metabolizmit të energjisë(faza e ndarjes së oksigjenit , ose faza e frymëmarrjes aerobike) ndodh në mitokondri. Kjo fazë shoqërohet me matricën mitokondriale dhe membranën e brendshme; ai përfshin enzimat që përfaqësojnë një "transportues" unazor enzimatik të quajtur Cikli i Krebsit, emëruar sipas shkencëtarit që e zbuloi. Kjo mënyrë komplekse dhe e gjatë e punës së shumë enzimave quhet gjithashtu Cikli i acidit trikarboksilik.

Pasi në mitokondri, acidi piruvik (PVA) oksidohet dhe shndërrohet në një substancë të pasur me energji - acetil koenzima A, ose shkurt acetil-CoA. Në ciklin e Krebsit, molekulat acetil-CoA vijnë nga burime të ndryshme energjie. Në procesin e oksidimit të PVK, pranuesit e elektroneve NAD + reduktohen në NADH dhe një lloj tjetër pranuesi reduktohet - FAD në FADH 2 (FAD është një dinukleotid flavin adenine). Energjia e ruajtur në këto molekula përdoret për sintezën e ATP - një akumulator universal i energjisë biologjike. Gjatë fazës së frymëmarrjes aerobike, elektronet nga NADH dhe FADH 2 lëvizin përgjatë një zinxhiri shumë-hapësh të transferimit të tyre në pranuesin përfundimtar të elektroneve - oksigjenin molekular. Në transferim janë të përfshirë disa bartës të elektroneve: koenzima Q, citokromet dhe, më e rëndësishmja, oksigjeni. Kur elektronet lëvizin nga faza në fazë të transportuesit të frymëmarrjes, lirohet energji, e cila shpenzohet për sintezën e ATP. Brenda mitokondrive, kationet H + kombinohen me anionet O 2 ~ për të formuar ujë. Në ciklin e Krebsit, formohet CO 2, dhe në zinxhirin e transferimit të elektroneve - uji. Në këtë rast, një molekulë glukoze, e oksiduar plotësisht me hyrjen e oksigjenit në C0 2 dhe H 2 0, kontribuon në formimin e 38 molekulave ATP. Nga sa më sipër rezulton se rolin kryesor në sigurimin e qelizës me energji e luan zbërthimi i oksigjenit i substancave organike, ose frymëmarrja aerobike. Kur ka mungesë të oksigjenit ose mungesë të plotë të tij, ndodh zbërthimi pa oksigjen dhe anaerobik i substancave organike; Energjia e një procesi të tillë mjafton vetëm për të krijuar dy molekula ATP. Falë kësaj, qeniet e gjalla mund të mbijetojnë pa oksigjen për një kohë të shkurtër.

Qeliza e gjallë ka një organizim në thelb të paqëndrueshëm dhe pothuajse të pabesueshëm; Qeliza është në gjendje të mbajë një rend shumë specifik dhe bukur kompleks të strukturës së saj të brishtë vetëm falë konsumit të vazhdueshëm të energjisë.

Me ndalimin e furnizimit me energji, struktura komplekse e qelizës shpërbëhet dhe ajo kalon në një gjendje të çrregullt dhe të paorganizuar. Përveç sigurimit të proceseve kimike të nevojshme për ruajtjen e integritetit të qelizës, në lloje të ndryshme qelizash, për shkak të konvertimit të energjisë, zbatimi i një sërë procesesh mekanike, elektrike, kimike dhe osmotike që lidhen me jetën e trupit. është siguruar.

Pasi mësoi në kohët relativisht të fundit të nxirrte energjinë e përmbajtur në burime të ndryshme jo të gjalla për të kryer punë të ndryshme, njeriu filloi të kuptonte se sa me mjeshtëri dhe me çfarë efikasiteti të lartë qeliza transformon energjinë. Shndërrimi i energjisë në një qelizë të gjallë i nënshtrohet të njëjtave ligje të termodinamikës që veprojnë në natyrën e pajetë. Sipas ligjit të parë të termodinamikës, energjia totale e një sistemi të mbyllur me çdo ndryshim fizik mbetet gjithmonë konstante. Sipas ligjit të dytë, energjia mund të ekzistojë në dy forma: në formën e energjisë "të lirë" ose të dobishme dhe në formën e energjisë së shpërndarë të padobishme. I njëjti ligj thotë se me çdo ndryshim fizik ka një tendencë për të shpërndarë energjinë, domethënë për të zvogëluar sasinë e energjisë së lirë dhe për të rritur entropinë. Ndërkohë, një qelizë e gjallë ka nevojë për një furnizim të vazhdueshëm me energji të lirë.

Inxhinieri e merr energjinë që i nevojitet kryesisht nga energjia e lidhjeve kimike që përmban karburanti. Me djegien e karburantit, ai shndërron energjinë kimike në energji termike; pastaj mund të përdorë energjinë termike për të rrotulluar, për shembull, një turbinë me avull dhe kështu të marrë energji elektrike. Qelizat gjithashtu marrin energji të lirë duke çliruar energjinë e lidhjeve kimike të përfshira në "karburant". Energjia ruhet në këto lidhje nga ato qeliza që sintetizojnë lëndët ushqyese që shërbejnë si lëndë djegëse e tillë. Megjithatë, qelizat e përdorin këtë energji në një mënyrë shumë specifike. Për shkak se temperatura në të cilën funksionon një qelizë e gjallë është afërsisht konstante, qeliza nuk mund të përdorë energji termike për të kryer punë. Në mënyrë që puna të ndodhë për shkak të energjisë termike, nxehtësia duhet të lëvizë nga një trup më i nxehtë në një trup më pak të nxehtë. Është absolutisht e qartë se qeliza nuk mund të djegë karburantin e saj në temperaturën e djegies së qymyrit (900°); As nuk mund të përballojë ekspozimin ndaj avullit të mbinxehur ose rrymës së tensionit të lartë. Qeliza duhet të nxjerrë dhe të përdorë energji në kushte të një temperature mjaft konstante dhe, për më tepër, të ulët, një mjedisi të holluar me jod dhe luhatjeve shumë të lehta në përqendrimin e joneve të hidrogjenit. Për të fituar aftësinë për të marrë energji, qeliza, gjatë rrjedhës së shekujve të evolucionit të botës organike, ka përmirësuar mekanizmat e saj të shquar molekularë, të cilët veprojnë në mënyrë të pazakontë në mënyrë efektive në këto kushte të buta.

Mekanizmat qelizorë për nxjerrjen e energjisë ndahen në dy klasa dhe në bazë të dallimeve në këto mekanizma, të gjitha qelizat mund të ndahen në dy lloje kryesore. Qelizat e tipit të parë quhen heterotrofike; Këto përfshijnë të gjitha qelizat e trupit të njeriut dhe qelizat e të gjitha kafshëve më të larta. Këto qeliza kërkojnë një furnizim të vazhdueshëm të karburantit të gatshëm me një përbërje kimike shumë komplekse. Lëndë djegëse të tilla janë karbohidratet, proteinat dhe yndyrnat, d.m.th., përbërës individualë të qelizave dhe indeve të tjera. Qelizat heterotrofike marrin energji duke djegur ose oksiduar këto substanca komplekse (të prodhuara nga qelizat e tjera) në një proces të quajtur frymëmarrje, i cili përfshin oksigjenin molekular (O2) të atmosferës. Qelizat heterotrofike përdorin këtë energji për të kryer funksionet e tyre biologjike, duke lëshuar dioksid karboni në atmosferë si një produkt përfundimtar.

Qelizat që i përkasin llojit të dytë quhen autotrofike. Qelizat më tipike autotrofike janë qelizat e bimëve të gjelbra. Në procesin e fotosintezës, ata lidhin energjinë e dritës së diellit, duke e përdorur atë për nevojat e tyre. Përveç kësaj, ata përdorin energjinë diellore për të nxjerrë karbonin nga dioksidi i karbonit atmosferik dhe e përdorin atë për të ndërtuar molekulën organike më të thjeshtë - molekulën e glukozës. Nga glukoza, qelizat e bimëve të gjelbra dhe organizmave të tjerë krijojnë molekula më komplekse që përbëjnë përbërjen e tyre. Për të siguruar energjinë e nevojshme për këtë, qelizat djegin një pjesë të lëndëve të para që disponojnë gjatë frymëmarrjes. Nga ky përshkrim i transformimeve ciklike të energjisë në qelizë, bëhet e qartë se të gjithë organizmat e gjallë në fund e marrin energjinë nga rrezet e diellit, ku qelizat bimore e marrin atë drejtpërdrejt nga dielli, dhe kafshët në mënyrë indirekte.

Studimi i pyetjeve kryesore të parashtruara në këtë artikull mbështetet në nevojën për një përshkrim të hollësishëm të mekanizmit të nxjerrjes së energjisë primare të përdorur nga qeliza. Shumica e hapave në ciklet komplekse të frymëmarrjes dhe fotosintezës janë studiuar tashmë. Është vërtetuar se në cilin organ të qelizës ndodh ky apo ai proces. Frymëmarrja kryhet nga mitokondritë, të cilat janë të pranishme në numër të madh pothuajse në të gjitha qelizat; fotosinteza sigurohet nga kloroplastet - struktura citoplazmike që përmbahen në qelizat e bimëve jeshile. Mekanizmat molekularë që qëndrojnë brenda këtyre strukturave qelizore, duke përbërë strukturën e tyre dhe duke mundësuar funksionet e tyre, përfaqësojnë hapin tjetër të rëndësishëm në studimin e qelizës.

Të njëjtat molekula të studiuara mirë - molekula adenozinë trifosfat (ATP) - transferojnë energjinë e lirë të marrë nga lëndët ushqyese ose rrezet e diellit nga qendrat e frymëmarrjes ose fotosintezës në të gjitha pjesët e qelizës, duke siguruar zbatimin e të gjitha proceseve që kërkojnë konsum të energjisë. ATP u izolua për herë të parë nga indet e muskujve nga Loman rreth 30 vjet më parë. Molekula ATP përmban tre grupe fosfate të ndërlidhura. Në një epruvetë, grupi përfundimtar mund të ndahet nga molekula ATP me një reaksion hidrolize që prodhon adenozinë difosfat (ADP) dhe fosfat inorganik. Gjatë këtij reaksioni, energjia e lirë e molekulës ATP shndërrohet në energji termike dhe entropia rritet në përputhje me ligjin e dytë të termodinamikës. Në qelizë, megjithatë, grupi terminal i fosfatit nuk ndahet thjesht gjatë hidrolizës, por transferohet në një molekulë të veçantë që shërben si pranues. Një pjesë e konsiderueshme e energjisë së lirë të molekulës ATP ruhet për shkak të fosforilimit të molekulës pranuese, e cila tani, për shkak të rritjes së energjisë, fiton aftësinë për të marrë pjesë në procese që kërkojnë konsum të energjisë, për shembull, në proceset e biosintezës ose kontraktimi i muskujve. Pas heqjes së një grupi fosfat në këtë reaksion të bashkuar, ATP konvertohet në ADP. Në termodinamikën qelizore, ATP mund të konsiderohet si forma e pasur me energji ose "e ngarkuar" e bartësit të energjisë (adenozina fosfat), dhe ADP si forma e varfër me energji ose "e shkarkuar".

"Ngarkimi" dytësor i transportuesit, natyrisht, kryhet nga njëri ose tjetri nga dy mekanizmat e përfshirë në nxjerrjen e energjisë. Gjatë procesit të frymëmarrjes së qelizave shtazore, energjia që përmban lëndët ushqyese çlirohet si rezultat i oksidimit dhe përdoret për të ndërtuar ATP nga ADP dhe fosfati. Gjatë fotosintezës në qelizat bimore, energjia e dritës së diellit shndërrohet në energji kimike dhe shpenzohet për "karikimin" e fosfatit të adenozinës, d.m.th., në formimin e ATP.

Eksperimentet duke përdorur izotopin radioaktiv të fosforit (P 32) treguan se fosfati inorganik përfshihet brenda dhe jashtë grupit terminal të fosfatit të ATP në një shkallë të lartë. Në qelizën e veshkave, qarkullimi i grupit fundor të fosfatit ndodh aq shpejt sa gjysma e jetës së tij zgjat më pak se 1 minutë; kjo korrespondon me një shkëmbim jashtëzakonisht intensiv të energjisë në qelizat e këtij organi. Duhet shtuar se aktiviteti i ATP në një qelizë të gjallë nuk është aspak magji e zezë. Kimistët njohin shumë reaksione të ngjashme me të cilat energjia kimike transferohet në sisteme jo të gjalla. Struktura relativisht komplekse e ATP me sa duket u ngrit vetëm në qelizë për të siguruar rregullimin më efektiv të reaksioneve kimike të lidhura me transferimin e energjisë.

Roli i ATP në fotosintezë është sqaruar vetëm kohët e fundit. Ky zbulim bëri të mundur që në masë të madhe të shpjegohej se si qelizat fotosintetike, në procesin e sintezës së karbohidrateve, lidhin energjinë diellore - burimi kryesor i energjisë për të gjitha qeniet e gjalla.

Energjia nga rrezet e diellit transmetohet në formën e fotoneve, ose kuanteve; Drita me ngjyra të ndryshme, ose me gjatësi vale të ndryshme, karakterizohet nga energji të ndryshme. Kur drita bie mbi sipërfaqe të caktuara metalike dhe përthithet nga këto sipërfaqe, fotonet, si pasojë e përplasjeve me elektronet e metalit, transferojnë energjinë e tyre në to. Ky efekt fotoelektrik mund të matet për shkak të rrymës elektrike të krijuar. Në qelizat e bimëve jeshile, rrezet e diellit me gjatësi vale të caktuara thithen nga pigmenti jeshil - klorofili. Energjia e absorbuar transferon elektronet në molekulën komplekse të klorofilit nga niveli bazë i energjisë në një nivel më të lartë. Elektrone të tilla "të ngacmuara" priren të kthehen në nivelin e tyre kryesor të qëndrueshëm të energjisë, duke çliruar energjinë që ata thithën. Në një përgatitje të pastër të klorofilit të izoluar nga një qelizë, energjia e absorbuar riemetohet në formën e dritës së dukshme, e ngjashme me atë që ndodh në rastin e përbërjeve të tjera organike dhe inorganike fosforeshente ose fluoreshente.

Kështu, klorofila, duke qenë në një epruvetë, në vetvete nuk është në gjendje të ruajë ose të përdorë energjinë e dritës; kjo energji shpërndahet shpejt, sikur të kishte ndodhur një qark i shkurtër. Megjithatë, në qelizë, klorofili është i lidhur në mënyrë sterike me molekula të tjera specifike; prandaj, kur, nën ndikimin e përthithjes së dritës, ajo vjen në një gjendje të ngacmuar, "të nxehtë", ose të pasur me energji, elektronet nuk kthehen në gjendjen e tyre normale (të pangacmuar) energjetike; në vend të kësaj, elektronet shkëputen nga molekula e klorofilit dhe barten nga molekulat bartëse të elektroneve, të cilat i transferojnë ato tek njëra-tjetra në një zinxhir të mbyllur reaksionesh. Duke e bërë këtë rrugë jashtë molekulës së klorofilit, elektronet e ngacmuara gradualisht heqin dorë nga energjia e tyre dhe kthehen në vendet e tyre origjinale në molekulën e klorofilit, e cila më pas është gati të thithë fotonin e dytë. Ndërkohë, energjia e dhënë nga elektronet përdoret për të formuar ATP nga ADP dhe fosfati - me fjalë të tjera, për të "ngarkuar" sistemin e adenozinës fosfat të qelizës fotosintetike.

Bartësit e elektroneve që ndërmjetësojnë këtë proces fosforilimi fotosintetik nuk janë identifikuar ende plotësisht. Një nga këta transportues duket se përmban riboflavin (vitaminë B2) dhe vitaminë K. Të tjerët klasifikohen në mënyrë tentative si citokrome (proteina që përmbajnë atome hekuri të rrethuara nga grupe porfirine, të cilat në vendndodhje dhe strukturë ngjajnë me porfirinën e vetë klorofilit). Të paktën dy prej këtyre bartësve të elektroneve janë në gjendje të lidhin një pjesë të energjisë që mbartin për të rivendosur ATP nga ADP.

Kjo është skema bazë për shndërrimin e energjisë së dritës në energjinë e lidhjeve fosfatike ATP, e zhvilluar nga D. Arnon dhe shkencëtarë të tjerë.

Megjithatë, në procesin e fotosintezës, përveç lidhjes së energjisë diellore, ndodh edhe sinteza e karbohidrateve. Tani besohet se disa nga elektronet "e nxehta" të molekulës së klorofilit të ngacmuar, së bashku me jonet e hidrogjenit me origjinë nga uji, shkaktojnë reduktimin (d.m.th., marrjen e elektroneve shtesë ose atomeve të hidrogjenit) të një prej bartësve të elektroneve - nukleotidit trifosfopiridine. (TPN, në formë të reduktuar TPN-N).

Në një seri reaksionesh të errëta, të quajtura kështu sepse mund të ndodhin në mungesë të dritës, TPH-H shkakton reduktimin e dioksidit të karbonit në karbohidrate. Shumica e energjisë së nevojshme për këto reaksione furnizohet nga ATP. Natyra e këtyre reagimeve të errëta u studiua kryesisht nga M. Calvin dhe kolegët e tij. Një nga nënproduktet e fotoreduktimit fillestar të TPN është joni hidroksil (OH -). Megjithëse nuk kemi ende të dhëna të plota, supozohet se ky jon ia dhuron elektronin e tij njërit prej citokromeve në një zinxhir reaksionesh fotosintetike, produkti përfundimtar i të cilit është oksigjeni molekular. Elektronet lëvizin përgjatë zinxhirit të bartësve, duke dhënë kontributin e tyre energjik në formimin e ATP dhe, në fund të fundit, pasi kanë shpenzuar të gjithë energjinë e tyre të tepërt, ato hyjnë në molekulën e klorofilit.

Siç mund të pritej, bazuar në natyrën rreptësisht të rregullt dhe sekuenciale të procesit të fotosintezës, molekulat e klorofilit nuk janë të vendosura rastësisht në kloroplaste dhe, natyrisht, nuk pezullohen thjesht në lëngun që mbush kloroplastet. Përkundrazi, molekulat e klorofilit formojnë struktura të renditura në kloroplaste - grana, midis të cilave ekziston një ndërthurje e fibrave ose membranave që i ndajnë ato. Brenda çdo grana, molekulat e sheshta të klorofilit shtrihen në pirgje; çdo molekulë mund të konsiderohet analoge me një pllakë të veçantë (elektrodë) të një elementi, grana - me elementët, dhe tërësia e granës (d.m.th. i gjithë kloroplasti) - me një bateri elektrike.

Kloroplastet përmbajnë gjithashtu të gjitha ato molekula të specializuara të bartësve të elektroneve që, së bashku me klorofilin, përfshihen në nxjerrjen e energjisë nga elektronet "të nxehta" dhe përdorimin e kësaj energjie për sintetizimin e karbohidrateve. Kloroplastet e nxjerra nga qeliza mund të kryejnë të gjithë procesin kompleks të fotosintezës.

Efikasiteti i këtyre fabrikave miniaturë me energji diellore është i mahnitshëm. Në laborator, duke iu nënshtruar disa kushteve të veçanta, mund të tregohet se gjatë procesit të fotosintezës, deri në 75% e dritës që bie mbi një molekulë klorofili shndërrohet në energji kimike; Megjithatë, kjo shifër nuk mund të konsiderohet plotësisht e saktë dhe ende ka debat për këtë. Në terren, për shkak të ndriçimit të pabarabartë të gjetheve nga dielli, si dhe për një sërë arsyesh të tjera, efikasiteti i përdorimit të energjisë diellore është shumë më i ulët - në masën disa përqind.

Kështu, molekula e glukozës, e cila është produkti përfundimtar i fotosintezës, duhet të përmbajë një sasi mjaft të konsiderueshme të energjisë diellore që përmbahet në konfigurimin e saj molekular. Gjatë procesit të frymëmarrjes, qelizat heterotrofike e nxjerrin këtë energji duke zbërthyer gradualisht molekulën e glukozës në mënyrë që të "ruajnë" energjinë që ajo përmban në lidhjet fosfatike të sapoformuara të ATP.

Ekzistojnë lloje të ndryshme të qelizave heterotrofike. Disa qeliza (për shembull, disa mikroorganizma detarë) mund të jetojnë pa oksigjen; të tjerat (për shembull, qelizat e trurit) kërkojnë absolutisht oksigjen; të tjerët (për shembull, qelizat e muskujve) janë më të gjithanshëm dhe janë në gjendje të funksionojnë si në prani të oksigjenit në mjedis ashtu edhe në mungesë të tij. Përveç kësaj, megjithëse shumica e qelizave preferojnë të përdorin glukozën si lëndë djegëse kryesore, disa prej tyre mund të ekzistojnë vetëm në aminoacide ose acide yndyrore (lënda e parë kryesore për sintezën e të cilave është e njëjta glukozë). Sidoqoftë, shpërbërja e një molekule glukoze në qelizat e mëlçisë mund të konsiderohet një shembull i një procesi të prodhimit të energjisë tipike për shumicën e heterotrofëve të njohur për ne.

Sasia totale e energjisë që përmbahet në një molekulë glukoze është shumë e lehtë për t'u përcaktuar. Duke djegur një sasi (kampion) të caktuar të glukozës në laborator, mund të tregohet se oksidimi i një molekule glukoze prodhon 6 molekula uji dhe 6 molekula dioksid karboni, dhe reaksioni shoqërohet me çlirimin e energjisë në formë. të nxehtësisë (afërsisht 690,000 kalori për 1 gram molekulë, d.m.th. për 180 gram glukozë). Energjia në formën e nxehtësisë është sigurisht e padobishme për një qelizë, e cila funksionon në një temperaturë praktikisht konstante. Megjithatë, oksidimi gradual i glukozës gjatë frymëmarrjes ndodh në atë mënyrë që pjesa më e madhe e energjisë së lirë të molekulës së glukozës të ruhet në një formë të përshtatshme për qelizën.

Si rezultat, qeliza merr më shumë se 50% të të gjithë energjisë së çliruar gjatë oksidimit në formën e energjisë së lidhjes fosfatike. Një efikasitet i tillë i lartë krahasohet në mënyrë të favorshme me atë që zakonisht arrihet në teknologji, ku rrallëherë është e mundur të konvertohet më shumë se një e treta e energjisë termike të marrë nga djegia e karburantit në energji mekanike ose elektrike.

Procesi i oksidimit të glukozës në qelizë ndahet në dy faza kryesore. Gjatë fazës së parë, ose përgatitore, të quajtur glikolizë, molekula e glukozës me gjashtë karbon ndahet në dy molekula me tre karbon të acidit laktik. Ky proces në dukje i thjeshtë përbëhet nga jo një, por të paktën 11 hapa, ku secili hap katalizohet nga enzima e tij e veçantë. Kompleksiteti i këtij operacioni mund të duket se bie ndesh me aforizmin e Njutonit “Natura entm simplex esi” (“natyra është e thjeshtë”); Sidoqoftë, duhet mbajtur mend se qëllimi i këtij reagimi nuk është thjesht të ndajë molekulën e glukozës në gjysmë, por të çlirojë energjinë që përmbahet në të nga kjo molekulë. Secili prej ndërmjetësve përmban grupe fosfate, dhe reaksioni përfundon duke përdorur dy molekula ADP dhe dy grupe fosfate. Në fund të fundit, si rezultat i zbërthimit të glukozës, formohen jo vetëm dy molekula të acidit laktik, por, përveç kësaj, formohen dy molekula të reja ATP.

Çfarë çon kjo në aspektin e energjisë? Ekuacionet termodinamike tregojnë se kur një gram glukozë shpërbëhet për të formuar acid laktik, lirohen 56,000 kalori. Meqenëse formimi i çdo molekule gram të ATP lidh 10,000 kalori, efikasiteti i procesit të kapjes së energjisë në këtë fazë është rreth 36% - një shifër shumë mbresëlënëse, bazuar në atë që zakonisht duhet të përballemi në teknologji. Megjithatë, këto 20,000 kalori të konvertuara në energji të lidhjes fosfatike përfaqësojnë vetëm një pjesë të vogël (rreth 3%) të energjisë totale që përmbahet në një molekulë gram glukoze (690,000 kalori). Ndërkohë, shumë qeliza, për shembull, qeliza anaerobe ose qeliza muskulore, të cilat janë në gjendje aktiviteti (dhe në këtë kohë të paaftë për frymëmarrje), ekzistojnë për shkak të këtij përdorimi të parëndësishëm të energjisë.

Pas zbërthimit të glukozës në acid laktik, qelizat aerobe vazhdojnë të nxjerrin pjesën më të madhe të energjisë së mbetur përmes procesit të frymëmarrjes, gjatë së cilës molekulat e acidit laktik me tre karbon ndahen në molekula të dioksidit të karbonit me një karbon. Acidi laktik, ose më mirë forma e tij e oksiduar, acidi piruvik, i nënshtrohet një serie reaksionesh edhe më komplekse, ku secili prej këtyre reaksioneve përsëri katalizohet nga një sistem enzimë i veçantë. Së pari, përbërja me tre karbon shpërbëhet për të formuar formën e aktivizuar të acidit acetik (acetil koenzima A) dhe dioksidit të karbonit. "Pjesa me dy karbon" (acetil koenzima A) më pas kombinohet me një përbërje me katër karbon, acidin oksaloacetik, për të prodhuar acid citrik, i cili përmban gjashtë atome karboni. Acidi citrik, përmes një sërë reaksionesh, shndërrohet përsëri në acid oksaloacetik, dhe tre atomet e karbonit të acidit piruvik që futen në këtë cikël reaksionesh, në fund të fundit prodhojnë molekula të dioksidit të karbonit. Ky “mulli”, i cili “bruan” (oksidon) jo vetëm glukozën, por edhe molekulat e yndyrës dhe aminoacideve, të zbërthyera më parë në acid acetik, njihet si cikli i Krebsit ose cikli i acidit citrik.

Cikli u përshkrua për herë të parë nga G. Krebs në vitin 1937. Ky zbulim përfaqëson një nga gurët themelorë të biokimisë moderne dhe autorit të tij iu dha çmimi Nobel në 1953.

Cikli i Krebsit gjurmon oksidimin e acidit laktik në dioksid karboni; Megjithatë, ky cikël i vetëm nuk mund të shpjegojë se si sasitë e mëdha të energjisë që përmbahen në molekulën e acidit laktik mund të nxirren në një formë të përshtatshme për t'u përdorur në një qelizë të gjallë. Ky proces i nxjerrjes së energjisë që shoqëron ciklin e Krebsit është studiuar intensivisht vitet e fundit. Pamja e përgjithshme është pak a shumë e qartë, por shumë detaje mbeten për t'u eksploruar. Me sa duket, gjatë ciklit Krebs, elektronet, me pjesëmarrjen e enzimave, shkëputen nga produktet e ndërmjetme dhe transferohen përgjatë një numri molekulash bartëse, të quajtura kolektivisht zinxhiri i frymëmarrjes. Ky zinxhir i molekulave të enzimës përfaqëson rrugën e përbashkët përfundimtare të të gjitha elektroneve të hequra nga molekulat e lëndëve ushqyese në procesin e oksidimit biologjik. Në lidhjen e fundit të këtij zinxhiri, elektronet përfundimisht bashkohen me oksigjenin për të formuar ujë. Kështu, shpërbërja e lëndëve ushqyese përmes frymëmarrjes është procesi i kundërt i fotosintezës, në të cilin heqja e elektroneve nga uji prodhon oksigjen. Për më tepër, transportuesit e elektroneve në zinxhirin e frymëmarrjes janë kimikisht shumë të ngjashëm me transportuesit përkatës të përfshirë në procesin e fotosintezës. Midis tyre ka, për shembull, struktura të riboflavinës dhe citokromit, të ngjashme me ato të kloroplastit. Kjo konfirmon aforizmin e Njutonit për thjeshtësinë e natyrës.

Ashtu si në fotosintezë, energjia e elektroneve që kalojnë përgjatë këtij zinxhiri në oksigjen kapet dhe përdoret për të sintetizuar ATP nga ADP dhe fosfati. Në fakt, ky fosforilim që ndodh në zinxhirin e frymëmarrjes (fosforilimi oksidativ) është studiuar më mirë sesa fosforilimi që ndodh gjatë fotosintezës, i cili u zbulua relativisht kohët e fundit. Është vërtetuar me vendosmëri, për shembull, se ekzistojnë tre qendra në zinxhirin e frymëmarrjes në të cilat ndodh "ngarkimi" i adenozinës fosfatit, d.m.th., formimi i ATP. Kështu, për çdo palë elektrone të hequra nga acidi laktik gjatë ciklit të Krebsit, formohen mesatarisht tre molekula ATP.

Bazuar në rendimentin total të ATP-së, tani është e mundur të llogaritet efikasiteti termodinamik me të cilin një qelizë nxjerr energjinë e vënë në dispozicion të saj nga oksidimi i glukozës. Ndarja paraprake e glukozës në dy molekula të acidit laktik prodhon dy molekula ATP. Çdo molekulë e acidit laktik në fund të fundit transferon gjashtë palë elektrone në zinxhirin e frymëmarrjes. Meqenëse çdo çift elektronesh që kalon nëpër zinxhir shkakton shndërrimin e tre molekulave ADP në ATP, 36 molekula ATP prodhohen gjatë vetë procesit të frymëmarrjes. Kur formohet secila molekulë gram e ATP-së, lidhen rreth 10,000 kalori, siç e kemi treguar tashmë, dhe, për rrjedhojë, 38 gram molekula ATP lidhin afërsisht 380,000 nga 690,000 kalori që përmban molekula origjinale gram e glukozës. Efikasiteti i proceseve të shoqëruara të glikolizës dhe frymëmarrjes mund të konsiderohet kështu të paktën 55%.

Kompleksiteti ekstrem i procesit të frymëmarrjes është një tjetër tregues se mekanizmat enzimatikë të përfshirë nuk mund të funksionojnë nëse pjesët përbërëse thjesht përzihen së bashku në tretësirë. Ashtu si mekanizmat molekularë të lidhur me fotosintezën kanë një organizim të caktuar strukturor dhe përmbahen në kloroplast, organet e frymëmarrjes të qelizës - mitokondritë - përfaqësojnë të njëjtin sistem të renditur strukturor.

Një qelizë, në varësi të llojit të saj dhe natyrës së funksionit të saj, mund të përmbajë nga 50 deri në 5000 mitokondri (një qelizë e mëlçisë përmban, për shembull, rreth 1000 mitokondri). Ato janë mjaft të mëdha (3-4 mikronë në gjatësi) për t'u parë me një mikroskop të rregullt. Megjithatë, ultrastruktura e mitokondrive është e dukshme vetëm nën një mikroskop elektronik.

Në mikrografët elektronikë mund të shihet se mitokondri ka dy membrana, me membranën e brendshme që formon palosje që shtrihen në trupin e mitokondriut. Një studim i kohëve të fundit i mitokondrive të izoluara nga qelizat e mëlçisë tregoi se molekulat e enzimës të përfshira në ciklin e Krebsit ndodhen në matricë, ose pjesë e tretshme e përmbajtjes së brendshme të mitokondrive, ndërsa enzimat e zinxhirit të frymëmarrjes, në formën e molekulës " asambletë”, ndodhen në membrana. Membranat përbëhen nga shtresa të alternuara të molekulave të proteinave dhe lipideve (yndyrës); Membranat në granën e kloroplasteve kanë të njëjtën strukturë.

Kështu, ekziston një ngjashmëri e qartë në strukturën e këtyre dy "stacioneve të energjisë" kryesore, nga të cilat varet i gjithë aktiviteti jetësor i qelizës, sepse njëri prej tyre "ruan" energjinë diellore në lidhjet fosfatike të ATP, dhe tjetri konverton. energjia e përmbajtur në lëndët ushqyese në energjinë ATP.

Përparimet në kiminë dhe fizikën moderne kohët e fundit kanë bërë të mundur sqarimin e strukturës hapësinore të disa molekulave të mëdha, për shembull, molekulave të një numri proteinash dhe ADN-së, d.m.th. molekulave që përmbajnë informacion gjenetik.

Hapi tjetër i rëndësishëm në studimin e qelizës është zbulimi i vendndodhjes së molekulave të mëdha enzimë (të cilat janë vetë proteina) në membranat mitokondriale, ku ato ndodhen së bashku me lipidet - një rregullim që siguron orientimin e duhur të secilës molekulë katalizatore dhe mundësia e ndërveprimit të tij me lidhjen pasuese të të gjithë mekanizmit të punës. "Diagrami i lidhjeve" të mitokondrive është tashmë i qartë!

Informacioni modern në lidhje me termocentralet e qelizës tregon se ajo lë shumë pas jo vetëm energjinë klasike, por edhe arritjet më të reja, shumë më të shkëlqyera të teknologjisë.

Elektronika ka arritur sukses të mahnitshëm në paraqitjen dhe zvogëlimin e madhësisë së komponentëve të pajisjeve kompjuterike. Megjithatë, të gjitha këto suksese nuk mund të krahasohen me miniaturizimin absolutisht të pabesueshëm të mekanizmave më kompleksë të konvertimit të energjisë të zhvilluara në procesin e evolucionit organik dhe të pranishëm në çdo qelizë të gjallë.

Nëse gjeni një gabim, ju lutemi theksoni një pjesë të tekstit dhe klikoni Ctrl+Enter.

Rritja e bollshme e pemëve yndyrore,
e cila rrënjë në rërën djerrë
miratuar, thekson qartë se
çarçafë yndyrë yndyrë yndyrë nga ajri
thith...
M. V. Lomonosov

Si ruhet energjia në një qelizë? Çfarë është metabolizmi? Cili është thelbi i proceseve të glikolizës, fermentimit dhe frymëmarrjes qelizore? Çfarë procesesh ndodhin gjatë fazave të lehta dhe të errëta të fotosintezës? Si lidhen proceset e energjisë dhe metabolizmit plastik? Çfarë është kemosinteza?

Mësim-ligjëratë

Aftësia për të kthyer një lloj energjie në një tjetër (energjia e rrezatimit në energji të lidhjeve kimike, energjia kimike në energji mekanike, etj.) është një nga vetitë themelore të gjallesave. Këtu do të hedhim një vështrim më të afërt se si realizohen këto procese në organizmat e gjallë.

ATP ËSHTË BARTËSI KRYESOR I ENERGJISË NË QELIZË. Për të kryer çdo manifestim të aktivitetit qelizor, kërkohet energji. Organizmat autotrofikë marrin energjinë e tyre fillestare nga Dielli gjatë reaksioneve të fotosintezës, ndërsa organizmat heterotrofikë përdorin përbërjet organike të furnizuara me ushqim si burim energjie. Energjia ruhet nga qelizat në lidhjet kimike të molekulave ATP (adenozinë trifosfat), të cilat janë një nukleotid i përbërë nga tre grupe fosfate, një mbetje sheqeri (ribozë) dhe një mbetje bazë azotike (adeninë) (Fig. 52).

Oriz. 52. Molekula ATP

Lidhja midis mbetjeve të fosfatit quhet makroergjike, pasi kur prishet lirohet një sasi e madhe energjie. Në mënyrë tipike, qeliza nxjerr energji nga ATP duke hequr vetëm grupin terminal të fosfatit. Në këtë rast, formohet ADP (adenozina difosfat) dhe acidi fosforik dhe lirohet 40 kJ/mol:

Molekulat ATP luajnë rolin e çipit universal të negocimit të energjisë së qelizës. Ato shpërndahen në vendin e një procesi intensiv energjie, qoftë sinteza enzimatike e përbërjeve organike, puna e proteinave - motorët molekularë ose proteinat e transportit të membranës, etj. Sinteza e kundërt e molekulave të ATP kryhet duke bashkangjitur një grup fosfati në ADP me përthithjen e energjisë. Qeliza ruan energjinë në formën e ATP gjatë reaksioneve metabolizmin e energjisë. Është e lidhur ngushtë me shkëmbimi i plastikës, gjatë së cilës qeliza prodhon përbërjet organike të nevojshme për funksionimin e saj.

METABOLIZMI DHE ENERGJIA NË QELIZË (METABOLIZMI). Metabolizmi është tërësia e të gjitha reaksioneve të metabolizmit plastik dhe energjetik, të ndërlidhura. Qelizat sintetizojnë vazhdimisht karbohidratet, yndyrnat, proteinat dhe acidet nukleike. Sinteza e komponimeve ndodh gjithmonë me shpenzimin e energjisë, pra me pjesëmarrjen e domosdoshme të ATP. Burimet e energjisë për formimin e ATP janë reaksionet enzimatike të oksidimit të proteinave, yndyrave dhe karbohidrateve që hyjnë në qelizë. Gjatë këtij procesi, energjia lirohet dhe ruhet në ATP. Oksidimi i glukozës luan një rol të veçantë në metabolizmin e energjisë qelizore. Molekulat e glukozës i nënshtrohen një sërë transformimesh të njëpasnjëshme.

Faza e parë, e quajtur glikoliza, zë vend në citoplazmën e qelizave dhe nuk kërkon oksigjen. Si rezultat i reaksioneve të njëpasnjëshme që përfshijnë enzimat, glukoza shpërbëhet në dy molekula të acidit piruvik. Në këtë rast, dy molekula ATP konsumohen dhe energjia e çliruar gjatë oksidimit është e mjaftueshme për të formuar katër molekula ATP. Si rezultat, prodhimi i energjisë i glikolizës është i vogël dhe arrin në dy molekula ATP:

C 6 H1 2 0 6 → 2C 3 H 4 0 3 + 4H + + 2ATP

Në kushte anaerobe (në mungesë të oksigjenit), transformimet e mëtejshme mund të shoqërohen me lloje të ndryshme fermentimi.

Të gjithë e dinë fermentimi i acidit laktik(thithja e qumështit), e cila ndodh për shkak të aktivitetit të kërpudhave dhe baktereve të acidit laktik. Mekanizmi është i ngjashëm me glikolizën, vetëm produkti përfundimtar këtu është acidi laktik. Ky lloj oksidimi i glukozës ndodh në qeliza kur ka mungesë oksigjeni, si për shembull në muskujt që punojnë intensivisht. Fermentimi i alkoolit është i afërt në kimi me fermentimin e acidit laktik. Dallimi është se produktet e fermentimit alkoolik janë alkooli etilik dhe dioksidi i karbonit.

Faza tjetër, gjatë së cilës acidi piruvik oksidohet në dioksid karboni dhe ujë, quhet frymëmarrje qelizore. Reaksionet që lidhen me frymëmarrjen ndodhin në mitokondritë e qelizave bimore dhe shtazore dhe vetëm në prani të oksigjenit. Kjo është një seri transformimesh kimike para formimit të produktit përfundimtar - dioksidit të karbonit. Në faza të ndryshme të këtij procesi, produktet e ndërmjetme të oksidimit të substancës fillestare formohen me eliminimin e atomeve të hidrogjenit. Në këtë rast, lirohet energji, e cila "ruhet" në lidhjet kimike të ATP dhe formohen molekulat e ujit. Bëhet e qartë se oksigjeni kërkohet pikërisht për të lidhur atomet e ndarë të hidrogjenit. Kjo seri transformimesh kimike është mjaft komplekse dhe ndodh me pjesëmarrjen e membranave të brendshme të mitokondrive, enzimave dhe proteinave bartëse.

Frymëmarrja qelizore është shumë efikase. 30 molekula ATP sintetizohen, dy molekula të tjera formohen gjatë glikolizës dhe gjashtë molekula ATP formohen si rezultat i transformimeve të produkteve të glikolizës në membranat mitokondriale. Në total, si rezultat i oksidimit të një molekule glukoze, formohen 38 molekula ATP:

C 6 H 12 O 6 + 6H 2 0 → 6CO 2 + 6H 2 O + 38ATP

Fazat e fundit të oksidimit jo vetëm të sheqernave, por edhe të proteinave dhe lipideve ndodhin në mitokondri. Këto substanca përdoren nga qelizat, kryesisht kur furnizimi me karbohidrate merr fund. Së pari, konsumohet yndyra, oksidimi i së cilës çliron dukshëm më shumë energji sesa nga një vëllim i barabartë karbohidratesh dhe proteinash. Prandaj, yndyra në kafshë përfaqëson "rezervat strategjike" kryesore të burimeve të energjisë. Në bimë, niseshteja luan rolin e një rezerve energjie. Kur ruhet, ajo merr shumë më shumë hapësirë ​​sesa sasia ekuivalente e energjisë e yndyrës. Kjo nuk është një pengesë për bimët, pasi ato janë të palëvizshme dhe nuk mbajnë furnizime me vete, si kafshët. Ju mund të nxirrni energji nga karbohidratet shumë më shpejt sesa nga yndyrat. Proteinat kryejnë shumë funksione të rëndësishme në trup, dhe për këtë arsye përfshihen në metabolizmin e energjisë vetëm kur burimet e sheqernave dhe yndyrave janë varfëruar, për shembull, gjatë agjërimit të zgjatur.

FOTOSINTEZA. Fotosintezaështë një proces gjatë të cilit energjia e rrezeve diellore shndërrohet në energji të lidhjeve kimike të përbërjeve organike. Në qelizat bimore, proceset që lidhen me fotosintezën ndodhin në kloroplaste. Brenda kësaj organele ka sisteme membranore në të cilat janë ngulitur pigmente që kapin energjinë rrezatuese të Diellit. Pigmenti kryesor i fotosintezës është klorofili, i cili thith kryesisht rrezet blu dhe vjollce, si dhe rrezet e kuqe të spektrit. Drita jeshile reflektohet, kështu që vetë klorofila dhe pjesët e bimëve që e përmbajnë atë duken jeshile.

Ka dy faza në fotosintezë - dritë Dhe errët(Fig. 53). Kapja dhe shndërrimi aktual i energjisë rrezatuese ndodh gjatë fazës së dritës. Kur thith kuantet e dritës, klorofili kalon në një gjendje të ngacmuar dhe bëhet një dhurues elektroni. Elektronet e tij transferohen nga një kompleks proteinash në tjetrin përgjatë zinxhirit të transportit të elektroneve. Proteinat e këtij zinxhiri, si pigmentet, janë të përqendruara në membranën e brendshme të kloroplasteve. Kur një elektron lëviz përgjatë një zinxhiri transportuesish, ai humbet energjinë, e cila përdoret për sintezën e ATP. Disa nga elektronet e ngacmuara nga drita përdoren për të reduktuar NDP (nikotinamid adeninë dinukleotifosfat), ose NADPH.

Oriz. 53. Produktet e reaksionit të fazave të lehta dhe të errëta të fotosintezës

Nën ndikimin e dritës së diellit, molekulat e ujit shpërbëhen gjithashtu në kloroplaste - fotoliza; në këtë rast shfaqen elektrone që kompensojnë humbjet e tyre me klorofil; Kjo prodhon oksigjen si nënprodukt:

Kështu, kuptimi funksional i fazës së dritës është sinteza e ATP dhe NADPH duke shndërruar energjinë e dritës në energji kimike.

Drita nuk është e nevojshme që të ndodhë faza e errët e fotosintezës. Thelbi i proceseve që ndodhin këtu është se molekulat ATP dhe NADPH të prodhuara në fazën e dritës përdoren në një sërë reaksionesh kimike që "fiksojnë" CO2 në formën e karbohidrateve. Të gjitha reaksionet e fazës së errët ndodhin brenda kloroplasteve, dhe dioksidi i karbonit ADP dhe NADP i lëshuar gjatë "fiksimit" përdoren përsëri në reaksionet e fazës së lehtë për sintezën e ATP dhe NADPH.

Ekuacioni i përgjithshëm për fotosintezën është si më poshtë:

MARRËDHËNIE DHE UNITET E PROCESEVE PLASTIKE DHE TË SHKËMBIMIT TË ENERGJISË. Proceset e sintezës së ATP ndodhin në citoplazmë (glikolizë), në mitokondri (frymëmarrje qelizore) dhe në kloroplaste (fotosintezë). Të gjitha reaksionet që ndodhin gjatë këtyre proceseve janë reagime të shkëmbimit të energjisë. Energjia e ruajtur në formën e ATP-së konsumohet në reaksionet e shkëmbimit plastik për prodhimin e proteinave, yndyrave, karbohidrateve dhe acideve nukleike të nevojshme për jetën e qelizës. Vini re se faza e errët e fotosintezës është një zinxhir reaksionesh, shkëmbimi plastik dhe faza e dritës është shkëmbimi i energjisë.

Ndërlidhja dhe uniteti i proceseve të shkëmbimit të energjisë dhe plastikës ilustrohet mirë nga ekuacioni i mëposhtëm:

Kur lexojmë këtë ekuacion nga e majta në të djathtë, marrim procesin e oksidimit të glukozës në dioksid karboni dhe ujë gjatë glikolizës dhe frymëmarrjes qelizore, të shoqëruar me sintezën e ATP (metabolizmit të energjisë). Nëse e lexoni nga e djathta në të majtë, merrni një përshkrim të reagimeve të fazës së errët të fotosintezës, kur glukoza sintetizohet nga uji dhe dioksidi i karbonit me pjesëmarrjen e ATP (shkëmbimit plastik).

KEMOSINTEZA. Përveç fotoautotrofeve, disa baktere (bakteret e hidrogjenit, bakteret nitrifikuese, bakteret e squfurit, etj.) janë gjithashtu të afta të sintetizojnë substanca organike nga ato inorganike. Ata e kryejnë këtë sintezë për shkak të energjisë së çliruar gjatë oksidimit të substancave inorganike. Ata quhen kemoautotrofë. Këto baktere kimiosintetike luajnë një rol të rëndësishëm në biosferë. Për shembull, bakteret nitrifikuese konvertojnë kripërat e amonit që nuk janë të disponueshme për t'u përthithur nga bimët në kripëra të acidit nitrik, të cilat absorbohen mirë prej tyre.

Metabolizmi qelizor përbëhet nga reagimet e energjisë dhe metabolizmit plastik. Gjatë metabolizmit të energjisë, formohen komponime organike me lidhje kimike me energji të lartë - ATP. Energjia e nevojshme për këtë vjen nga oksidimi i përbërjeve organike gjatë reaksioneve anaerobe (glikolizë, fermentim) dhe aerobe (frymëmarrje qelizore); nga rrezet e diellit, energjia e së cilës përthithet në fazën e dritës (fotosinteza); nga oksidimi i përbërjeve inorganike (kemosinteza). Energjia ATP shpenzohet në sintezën e përbërjeve organike të nevojshme për qelizën gjatë reaksioneve të shkëmbimit plastik, të cilat përfshijnë reaksione të fazës së errët të fotosintezës.

• Cilat janë ndryshimet midis metabolizmit plastik dhe atij energjetik?
• Si shndërrohet energjia e dritës së diellit në fazën e dritës të fotosintezës? Cilat procese ndodhin gjatë fazës së errët të fotosintezës?
• Pse fotosinteza quhet procesi i pasqyrimit të ndërveprimit planetar-kozmik?