filehost_Biologie - clasa a IX-a - lecţiile 1-5 + întrebări test I

42
BIOLOGIE CLASA A IX-A 2011-2012

Transcript of filehost_Biologie - clasa a IX-a - lecţiile 1-5 + întrebări test I

NOIUNI INTRODUCTIVE N BIOLOGIE

BIOLOGIEclasa a IX-a2011-2012

Noiuni introductive n biologie

Biologia este tiina fundamental a naturii care studiaz legile generale ale apariiei, organizrii, dezvoltrii i transformrii (evoluiei) organismelor/materiei vii, ct i relaiile care se stabilesc ntre organisme, ntre organisme i mediu, ntre ontogenie i filogenie; este tiina care se ocup cu studiul originii, organizrii i evoluiei materiei vii.

Franois Jacob genetician considera c viul se reduce la o grmjoar de materie pe care viaa vine s o mngie o clip, oferindu-ne astfel una dintre cele mai metaforice i pline de coninut definiii ale materiei vii, subliniind n acelai timp i relaia dintre concretul material al viului i abstractul metafizic al vieii.

Curiozitatea i setea de cunoatere l-au motivat i determinat pe om s cerceteze viul i viaa. i-a pus ntrebri i a cutat rspunsurile. Din strdaniile sale s-au acumulat, de-a lungul timpului, foarte multe cunotine din domeniul biologiei care, pentru a fi mai uor gestionate, utilizate i transmise, au fost grupate, n funcie de obiectul sau fenomenul studiat, pe domenii. Au aprut astfel domenii i ramuri ale biologiei, dar i tiine de grani care reflect strnsa legtur a tiinei viului cu fizica, chimia, matematica, ingineria etc.

Dintre domeniile principale (fundamentale) ale biologiei fac parte:

Morfologia se ocup cu studiul formei, aspectului organismelor vii;

Anatomia se ocup cu studiul macro- si microstructurii organismelor vii;

Fiziologia se ocup cu studiul funciilor i funcionrii organismelor vii;

Zoologia (Biologia animal) se ocup cu studiul animalelor, mai puin al omului;

Fitologia (Botanica, Biologia vegetal) se ocup cu studiul plantelor;

Microbiologia se ocup cu studiul bacteriilor bacteriologia i al microorganismelor eucariote;

Micologia se ocup cu studiul ciupercilor;

Genetica studiaz ereditatea si variabilitatea organismelor vii;

Ecologia cerceteaz relaiile dintre organisme ntre ele i dintre organisme i mediul lor de via;

Sistematica studiaz diversitatea organismelor, relaiile de nrudire (relaii filetice/filogenetice) dintre acestea i istoria lor evoluionar. Sistematica reunete taxonomia i filogenia;

Taxonomia biologic (gr. taxis = ordine, aranjare; nomos = regul, norm, lege) tiina care elaboreaz i aplic principii i reguli de clasificare a organismelor i include patru componente majore: descrierea, identificarea, nomenclatura/denumirea i clasificarea;

Filogenia/filogeneza este domeniul biologic care are drept scop s descopere istoria evoluiei unui taxon de la apariia acestuia pn n prezent, ct i relaiile de nrudire ale acestuia (filiaia strmoii i legturile de rudenie dintre diveri taxoni); Biologia celular (citologia) se ocup cu studiul structurii, ultrastructurii, funciilor i funcionrii celulelor;

Etologia studiaz comportamentul animalelor;

Antropologia se ocup cu studiul originii, evoluiei, organizrii i culturii societilor omeneti i ale oamenilor de la apariia lor ca spi pn n prezent etc.

Ca ramuri ale domeniilor de baz (domenii devenite aproape tiine autonome, unele chiar din momentul delimitrii obiectului de studiu, cum ar fi zoologia i botanica, unificate trziu prin teoria celular a lui Schleiden, Schwann i Virchow) mai pot fi enumerate: histologia, embriologia (biologia dezvoltrii), fitopatologia, algologia/ficologia, prot(oct)istologia, parazitologia, neurobiologia, imunobiologia, virusologia, evoluionismul, zoopsihologia etc.

Dintre tiinele de grani mai cunoscute i mai importante sunt biochimia i biologia molecular, biofizica, biomatematica i biostatistica, biogeografia, paleontologia, biotehnologiile i ingineria genetic (care asigur corelaii ntre tiinele biologice i tiinele medicale, farmacologie, industria alimentar .a.) etc.

Un domeniu recent aprut este bionica stiina care studiaz structura i principiile de funcionare ale organismelor vii pentru a le putea aplica n realizarea de maini, aparate, mecanisme i procese asemntoare acestora. Natura este o surs inepuizabil de idei i de modele care aplicate mbuntesc tehnica i cresc n consecin gradul de confort al omului.

Exemple ale imitrii n tehnic a sistemelor biologice:

Reelele neuronale din encefal au fost model pentru reelele cibernetice;

Orientarea delfinilor i a liliecilor prin intermediul ultrasunetelor a stat la baza funcionrii radarului i a sonarului;

Forma hidrodinamic a petilor i a mamiferelor acvatice a constituit model pentru construirea submarinelor i a ambarcaiunilor plutitoare (vapoare, corbii, brci etc.);

Forma aerodinamic i zborul psrilor se regsesc n structura i funcionarea avioanelor;

Ochii telescopici ai petilor abisali au fost imitai n relizarea telescoapelor (sisteme optice) i a altor mecanisme care funcioneaz principiul extensiei mecanice (macarale, chiar i banala undi de pescuit);

Ochii animalelor nocturne au stat la baza oglinzii reflectorizante;

Pielea delfinului a reprezentat model de nveli pentru submarine (folosirea principiilor structurale ale tegumentului delfinului se materializeaz prin scderea forei de frecare la naintare a submarinului);

Arhitectura paiului, a oaselor i fagurii au fost modele pentru structurile de rezisten ale construciilor;

Micarea prin reacie a cefalopodelor, a meduzelor, a unor insecte a stat la baza realizrii motorului cu reacie etc.

Compoziia chimic a materiei vii

Introducere

Universul (care include i sistemele biologice) este constituit din trei componente materie, energie i informaie (principiu organizator).

Materia este caracterizat prin faptul c ocup spaiu (adic are volum) i are mas; materia exist ntr-o multitudine de forme (roci, gaze, metale, uleiuri, sisteme biologice etc.), fiecare cu specificul ei. Materia este alctuit din elemente chimice prezente n form pur sau n combinaii numite compui chimici i exist n patru stri de agregare solid (are form i volum bine definite), lichid (are volum bine definit, dar adopt forma spaiului n care se afl), gazoas (lipsit de form i volum bine definite) i plasm (majoritar la scala ntregului Univers, dar rar pe Pmnt unde este reprezentat de fulgere, aurore polare, flcri foarte fierbini).

Energia este definit drept capacitatea de a realiza lucru, adic de a pune materia n micare; nu are mas i volum i poate fi pus n eviden i msurat numai prin efectele asupra materiei. Energia exist n dou forme sau capaciti de lucru energie cinetic (energie n aciune) i energie potenial (energie depozitat, inactiv, dar care are capacitatea sau potenialul de a se manifesta). Exist mai multe tipuri de energie chimic (energia legturilor chimice), electric, mecanic, radiant (electromagnetic), caloric n general, interconvertibile.

Elementele i compuii chimici eseniali ai materiei vii

Un element chimic este o substan care nu mai poate fi desfcut n substane mai simple prin reacii/metode chimice obinuite. n prezent, din cele 112 elemente chimice cunoscute (la care se mai adaug alte cteva elemente n curs de cercetare), 92 sunt prezente n natur, iar celelalte au fost obinute artificial n laborator. Aceste elemente sunt prezentate sintetic sub forma tabelului periodic, studiat la chimie.

Din cele 92 de elemente naturale, aproximativ 25 sunt considerate eseniale n organizarea i funcionarea materiei vii. Dintre acestea ns, patru C (carbon), H (hidrogen), O (oxigen), N (azot) constituie aproximativ 96% din masa sistemelor biologice, urmate de P (fosfor), S (sulf), Ca (calciu), K (potasiu) (mpreun reprezint restul de 4%) i de alte elemente n cantiti foarte mici (urme).

Elementele n urme sunt acelea necesare organismelor doar n cantiti foarte mici; unele, precum Fe, sunt necesare tuturor formelor de via; altele sunt necesare doar anumitor specii (precum iodul la vertebrate).

Compuii chimici sunt substane care rezult n urma combinrii a cel puin dou elemente chimice identice sau diferite, ntr-un raport cantitativ/numeric constant i caracteristic fiecrui compus. De exemplu, sarea de buctrie, clorura de sodiu NaCl, este un compus alctuit din elementele Na i Cl n raport de 1:1. Compusul rezultat prin interacia dintre elemente are proprieti noi, diferite de ale elementelor care o compun luate separat (exemplu: 2Na + Cl2 = 2NaCl, n care Na este metal, Cl2 este gaz toxic, iar compusul rezultat, clorura de sodiu, este sarea de buctrie, nu numai netoxic, dar i necesar sistemelor biologice).

n urma analizei concrete a organismelor vii, s-au identificat n compoziia acestora mai multe categorii de substane (compui) chimice: compui anroganici (ap, sruri, acizi, baze, oxizi) i compui bioorganici (glucide, lipide, proteine, acizi nucleici).

COMPUI ANORGANICI

Compui anorganici sunt reprezentai n principal de ap, sruri, dar i de acizi i baze anorganice (oxizii se ntlnesc mai rar, doar la anumite grupe de organisme i n anumite structuri biologice).1. Apa compus chimic simplu, de natur molecular (ntre atomii componeni se stabilesc legturi covalente), alctuit din H i O, n raport numeric de 2 la 1, avnd deci formula H2O; ca urmare a diferenei mari de electronegativitate dintre O i H, molecula apei este polar (polul negativ fiind reprezentat de atomul de O elementul mai electronegativ, iar cel pozitiv este mprit n mod egal ntre cei doi atomi de H), ns neutr din punct de vedere electric; constituie aproximativ 6070% din masa organismelor vii, avnd deci rol structural n edificarea acestora; alte roluri, la fel de importante, sunt acelea de solvent polar n cazul soluiilor (amestecuri omogene de cel puin dou substane diferite), de faz de dispersie n cazul amestecurilor coloidale (neomogene sau heterogene), fiind mediu de transport (sngele de la animale, sevele brut i elaborat de la plante) pentru diferite substane i mediu de reacie pentru aproape toate procesele (bio)chimice care se desfoar n sistemele biologice, dar i reactant n multe asemenea reacii; are un rol important n termoreglare, prin cldura specific i cldura de vaporizare foarte mari (are capacitea de a nmagazina sau ceda cantiti foarte mari de cldur, fr a-i modifica semnificativ temperatura), i de protecie mecanic, intrnd n compoziia pturilor de lichid din jurul unor organe; prin toate aceste proprieti, apa, considerat solvent universal, este un compus indispensabil pentru existena vieii. ntre moleculele de ap se stabilesc fore de atracie electrostatic numite legturi de hidrogen; aceste legturi asigur coeziunea puternic ntre moleculele de ap i explic urcarea sevei brute prin corpul plantei, la nlimi mari, sub forma unei coloane de ap nentrerupte (v imaginai c frunza trage de moleculele din vrful coloanei de ap, iar celelalte molecule, fiind ataate de cele din vrf i ntre ele, vor fi la rndul lor trase n sus). Apa are proprietatea de adeziune ataarea moleculelor de ap la diverse suprafee sau substane (cum ar fi ataarea la pereii vaselor conductoare lemnoase prin care circul ascendent prin plant seva brut). Coeziunea i adeziunea sunt fore de atracie, care se manifest evident n fenomenul de capilaritate (cutai informaii despre acest fenomen).2. Srurile sunt compui ionici constituii dintr-un ion metalic, deci pozitiv i un ion sau grupare ionic negativ; n stare anhidr sunt substane solide cu structur cristalin; cristalele anorganice sunt caracterizate prin raporturi spaiale i numerice foarte precise si rigide ntre ionii componeni, rezultatul fiind o structur nalt ordonat, cu geometrie riguroas, infinit repetat, dimensiunea reelei cristaline tridimensionale fiind nedeterminat; srurile minerale exist n dou forme n sistemele biologice: solid i dizolvat. Sruri solide constituie sau fac parte din nveliurile externe (cohilii, tece, exoschelet la unele protozoare, alge, molute, artropode, echinoderme etc.) sau structurile interne de rezisten (endoschelet oase, spiculi) ale organismelor i sunt reprezentate de CaCO3, CaPO4, MgCO3, Mg3(PO4)2, SrSO4, CaF2 etc.; n solvent apos se dizolv, adic se disociaz n ionii componeni, care sunt de dou categorii: ioni simpli (monoatomici), rezultai prin cedare sau acceptare de electroni de ctre un singur element chimic/atom (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+/Fe3+, Mn2+, Zn2+, Cu+/Cu2+, Ni2+, Se6+,4+,2-, Mo6+2+, Cr6+/Cr3+, Co2+/Co3+, Si4+, Sn4+, F-, Cl-, I- etc.), i radicali ionici (ioni poliatomici), rezultai prin combinarea covalent a mai multor elemente chimice diferite, dar care ca ntreg prezint sarcin electric, ionizarea fiind consecina cedrii sau acceptrii de electroni doar de ctre unul din atomii componeni (CO32-, HCO3-, SO42-, PO43-, HPO42-, NO3-, NO2-, SiO44-, NH4+ etc.). Srurile au rol mecanic, structural (de protecie i de susinere) cnd sunt n form solid i diverse roluri funcionale eseniale sub form de ioni (fac parte din unele vitamine Co, enzime Zn, pigmeni Mg, Cu, Fe etc.).3. Acizii anorganici sunt compui chimici care au n compoziie atomi de H legai covalent de alte elemente chimice mult mai electronegative (O, Cl, F etc.). Acest fapt face ca legtura covalent la care particip H s fie polar i deci labil, uor de desfcut heterolitic (inegal), iar H s fie pus n libertate ca proton (H+) n mediu apos; ceea ce rmne n urma disocierii protonului este ncrcat electric negativ i reprezint baza conjugat (A-) a acidului respectiv, care poate fi anion nemetalic simplu (Cl-) sau radical anionic (anion poliatomic), aceiai ca i la sruri. Conform teoriei protolitice, acizii sunt compui donori de protoni. n sistemele biologice, cei mai frecveni acizi minerali sunt HCl (n sucul gastric), H3PO4 (prezent n compoziia acizilor nucleici, a fosfolipidelor, a nucleotidelor etc.), H2CO3 (vezi Bazele).

4. Bazele sunt compui chimici care au n compoziie un cation metalic si un radical anionic specific (OH) denumit hidroxil sau oxidril. Conform teoriei protolitice, bazele sunt compui acceptori de protoni. Ca urmare a acestei definiii, se consider baze i alti compui, precum NH3 (amoniac) i HCO3 (ion bicarbonat) care au mare afinitate pentru H+ formnd, n mediu apos, NH4+ (ion amoniu), respectiv H2CO3 (acid carbonic) care este instabil i se descompune n H2O i CO2. (Atenie! A nu se confunda radicalul ionic hidroxil cu radicalul covalent hidroxil, grupare funcional nencrcat electric, foarte reactiv i specific celei de-a treia categorii de compui din materia vie compuii organici.)

5. Oxizii sunt compui binari, ionici sau covaleni, care au n compoziie oxigen i un alt element chimic, metal sau nemetal. Dac la formarea oxidului particip un metal, legtura dintre acesta i oxigen este de natur ionic (oxigenul are electrovalena 2, iar metalul, electrovalen pozitiv); asemenea oxizi sunt oxizi bazici, deoarece n urma reaciei lor cu apa rezult baze. Dac la formarea oxidului particip un nemetal, acesta va fi legat de oxigen prin legturi covalente, n general polare, n care oxigenul are covalena maxim 6; asemenea oxizi sunt oxizi acizi, deoarece n urma reaciei cu apa se formeaz acizi minerali. n sistemele biologice SiO2 (oxid de siliciu, silice), oxid acid, reprezint componenta principal a spiculelor silicioase ale unor spongieri, spicule care constituie un tip de endoschelet; SiO2 ntr n componena sau formeaz csuele sau/i spiculii, scleritele, epii, eventualele forme de schelet ale unor protozoare; de asemenea, acelai oxid constituie elementul compoziional principal al solzilor silicioi ai multor crisofite (alge unicelulare aurii) i al frustulei (csuei) diatomeelor (alge unicelulare); SiO2 realizeaz mineralizarea pereilor celulari ai celulelor tulpinale i foliare ale unor plante erbacee, conferindu-le rigiditate i rezisten; silicificarea (impregnarea cu silice) este frecvent si la nivelul pereilor celulari ai perilor protectori sau glandulari de la graminee i urzici. Un alt oxid, mult mai frecvent i mai important este CO2 (di/bioxid de carbon), oxid acid gazos (de aceea nu are rol structural, ci doar funcional), prezent n atmosfer n proporie de 0,03% (procente volumetrice) i vital pentru organismele fototrofe (plante, alge), fiind unul dintre reactanii principali n procesul de fotosintez; de asemenea, CO2 este prezent dizolvat n mediul intern al animalelor, reprezentnd produs al metabolismului final i destinat eliminrii din organism; la toate categoriile de organisme CO2 este important prin participarea sa la meninerea pH-ului mediului intern i al soluiei intracelulare la valori specifice i relativ constante, prin intermediul sistemului tampon carbonat bicarbonat (CO32- HCO3- ).

COMPUI BIOORGANICI

Compui organici sunt reprezentai de substane chimice alctuite aproape exclusiv din elementele chimice vitale, fundamentale C, H, O, N, P, S. Cu studiul compuilor organici n general se ocup chimia organic; particularitatea acestor compui este dat de proprietatea remarcabil a atomilor de carbon de a forma prin legare covalent ntre ei sau cu atomii altor elemente (N, O, S, P etc.) catene/lanuri liniare, ramificate sau ciclice/inelare de lungimi variate. n funcie de numrul de atomi care constituie catena, deci de mrimea moleculei, compuii organici se mpart n dou categorii: molecule mici (care uneori au rol de monomeri) i molecule mari (macromolecule, unele fiind polimere). Monomerii reacioneaz ntre ei, se asociaz covalent cap la cap (eliminnd cte o molecul de ap pentru fiecare legtur covalent format), rezultnd astfel catene foarte lungi, reprezentate de polimeri (care, implicit, au dimensiuni mari, fiind deci macromolecule). Procesul chimic prin care un numr mare de molecule similare sau identice monomeri se leag ntre ele formnd o molecul unic de dimensiuni mari o macromolecul polimer se numete polimerizare. Formarea unei legturi covalente noi ntre dou molecule (care pot fi monomeri sau nu) prin eliminarea unei molecule de ap se numete condensare. Se poate spune deci c moleculele monomere sunt uniti structurale care formeaz prin condensare/condensri repetate compui chimici macromoleculari. n cazul anumitor compui organici, monomerii nu mai sunt molecule simple, de dimensiuni mici, ci chiar macromolecule care se asambleaz necovalent, constituind structuri sau agregate supramoleculare, forele stabilizatoare fiind reprezentate de interacii ionice, hidrofobe, legturi de hidrogen i legturi Van der Waals ntre unitile structurale componente (aceast situaie se ntlnete, n special, n cazul proteinelor i acizilor nucleici). Procesul antagonic polimerizrii este depolimerizarea i se realizeaz prin hidroliz, scindarea secvenial, cu ajutorul apei, a polimerului n unitile sale componente, monomerii. ns nu toate macromoleculele sunt polimeri, unele fiind constituite n mod primar din numeroi atomi, neprovenind printr-o reacie de polimerizare (chiar dac aceste macromolecule au dimensiuni mari, nu ajung totui la acelea caracteristice polimerilor, de mii de atomi n caten), aa cum este cazul lipidelor. nu toate substanele/compuii care constituie obiectul de studiu al chimiei organice se regsesc n compoziia organismelor vii, ci doar o parte dintre acestea. Fiind att de specifice sistemelor biologice prin prezena/localizarea exclusivist i prin funciile lor, a aprut, la grania dintre chimie i biologie, un nou domeniu (considerat de ctre unii chiar tiin de sine sttatoare) biochimia. Aceasta are ca obiect de studiu structura (prin aceasta nelegndu-se compoziia chimic, dimensiunea, geometria moleculelor organice), proprietile in vitro, funciile i funcionarea in vivo a patru mari categorii de compui bioorganici: glucide, proteine, lipide i acizi nucleici.

Glucidele, numite nc i zaharuri, carbohidrai, oze/ozide, sunt cei mai simpli compui bioorganici, alctuii doar din C, H i O. Din punct de vedere al dimensiunii moleculei (i implicit, al numrului de atomi) i al solubilitii lor, glucidele se mpart n trei clase principale: monozaharide (oze), oligozaharide i polizaharide. Prima categorie, monozaharidele, reprezint clasa principal de zaharuri, deoarece compuii din celelalte clase rezult prin polimerizarea acestora. Din punct de vedere chimic monozaharidele sunt derivai carbonilici aldehide i cetone polihidroxilai (polihidroxialdehide i polihidroxicetone) i pot avea ca schelet hidrocarbonat catene cu trei pn la apte (zece) atomi de carbon. denumirea lor categorial, generic (de clas), dat pe baza formulei moleculare i a gruprii funcionale principale, indic att gruparea funcional carbonilic, ct i numrul de atomi de carbon din molecul; de exemplu, un monozaharid cu trei atomi de C i o grupare aldehidic se va numi aldotrioz; glucoza este o aldohexoz, iar fructoza este o cetohexoz; riboza monozaharid esenial din structura acizilor nucleici este o aldopentoz .a. Dar, ca urmare a fenomenului de izomerie, aceeai formul molecular este valabil pentru mai multe monozaharide care se deosebesc prin gruparea funcional, prin formula structural i implicit, prin proprietile (fizico-)chimice de exemplu, formula molecular C6H12O6 corespunde att fructozei, o cetohexoz, ct i glucozei, o aldohexoz, pe de o parte, dar i altor aldohexoze precum aloza, galactoza, manoza, guloza, taloza etc., pe de alt parte. formulele structurale reprezint modele geometrice bi- sau tridimensionale de dispunere a atomilor n molecule. n sistemele biologice monozaharidele se pot gsi i cu structura prezentat mai sus, dar sunt destul de frecvente i oze modificate prin oxidare sau reducere, prin adugare reversibil sau ireversibil, substitutiv sau aditiv, de alte molecule sau grupri funcionale precum metil, etil, acetil, fosfat, amino, sulfat (procesele chimice corespunztoare fiind metilare, etilare, acetilare, fosforilare, aminare, sulfatare), prin deshidratare intramolecular (cu formare de lactone), prin condensare cu acid lactic sau acid piruvic etc. Pentru explicarea proprietilor monozaharidelor au fost imaginate mai multe categorii de formule structurale, n plan [formula de proiecie (liniar i inelar) Fischer] i tridimensionale (reprezentare cu pene i puncte, formulele perspectivice Haworth inelele furanozice i piranozice, avnd cinci, respectiv ase atomi, reprezentrile de tip scaun i baie), ca i modelele de anomerie i . Prin polimerizarea sau mai exact, conform precizrilor de mai sus, prin policondensarea monozaharidelor rezult, n funcie de numrul de molecule care particip la aceast reacie, oligozaharide i polizaharide (aceste categorii de zaharuri mai sunt denumite i ozide). Oligozaharidele sunt glucide alctuite dintr-un numr redus (2 10) de uniti monomere (monozaharide); cele mai frecvente oze care se regsesc n structura oligozaharidelor sunt glucoza i , galactoza, fructoza, manoza .a.; acestea pot participa la polimerizare (se poate utiliza, n cazul oligozaharidelor, termenul de oligomerizare) n forma de baz sau modificate prin oxidare, reducere, acetilare, aminare, sulfatare, fosforilare, condensare cu alte molecule [precum acidul piruvic, n cazul acizilor neuraminici (sialici)], prin eterificare cu acid lactic (ca n cazul acidului muramic din componena unitii dizaharidice a componentei polizaharidice a mureinei macromolecul structural din peretele celular bacterian). n funcie de numrul de oze care constituie oligozaharidele, acestea por fi dizaharide, trizaharide, tetra-, penta-, hexazaharide etc. Cele mai importante i mai frecvente/rspndite glucide din categoria oligozaharidelor sunt dizaharidele dintre care sunt de amintit zaharoza sau sucroza (zahrul alimentar), alctuit din -glucoz i -fructoz, maltoza i izomaltoza (ambele rezult din hidroliza amidonului i a glicogenului i sunt alctuite din molecule de -glucoz), celobioza (rezult din hidroliza celulozei i este alctuit din dou molecule de -glucoz), lactoza (alctuit din glucoz i -galactoz), trehaloza, soforoza, nigeroza, geniobioza; dintre dizaharidele alctuite din oze modificate (ozele modificate se mai numesc i derivai de monozaharide), mai importante sunt acelea cu rol de uniti (motive) structurale pentru macromolecule precum chitina, polizaharidul mureinei, componentele glucidice ale matricei extracelulare (glicozaminoglicanii acizii hialuronici (hialuronan=hialuronat), dermatan-sulfat i condroitin-sulfat, heparan-sulfat, keratan-sulfat). Oligozaharide alctuite din mai mult de dou oze simple sau derivate se gsesc n componena glicosfingolipidelor neutre (glicozil ceramide), a gangliozidelor (glicosfingolipide cu acid sialic n componena oligoglucidului) i a lipopolizaharidelor (LPS) din membrana extern a bacteriilor Gram (); fragmente oligoglucidice se pot lega covalent, permanent sau temporar, de anumite proteine formnd glicoproteine. Ultima clas de glucide, polizaharidele, este reprezentat de macromolecule polimere rezultate prin policondensarea unui numr mare de uniti (motive) structurale monozaharidice sau dizaharidice, simple sau derivate (amintite mai sus). Polizaharidele cu cea mai mare pondere, calitativ i cantitativ, n sistemele biologice sunt: celuloza, amidonul, glicogenul, chitina, polizaharidul mureinei, glicozaminoglicanii, deja menionate anterior. Glucidele, n organismele vii, ndeplinesc trei categorii de roluri: energetic, structural i ntr-o mai mic msur, funcional. Rolul energetic este ndeplinit n mod direct de ctre monozaharide (dintre care glucoza reprezint combustibilul principal, fiind preferat de aproape toate celulele), acestea fiind degradate pn la H2O i CO2, iar o parte din energia eliberat (coninut n legturile covalente ale moleculelor de oze) n acest proces este utilizat de ctre celul pentru/n desfurarea activitilor specifice. Dizaharidele i polizaharidele nu au rol energetic direct, dar reprezint rezerve de monozaharide, care rezult din hidroliza acestora, participnd, deci, indirect la metabolismul energetic al sistemelor biologice. Dintre dizaharide, cele mai importante din punct de vedere energetic sunt zaharoza i lactoza, deoarece sunt surse alimentare de glucoz, fructoz i galactoz; zaharoza este i forma n care sunt transportate, prin vasele liberiene, glucidele rezultate n procesul de fotosintez, de la sediul producerii lor esuturile asimilatoare clorofiliene, n general localizate n frunze la toate organele nefotosintetizatoare (vegetative i reproductoare) ale plantei. Fiind alctuite dintr-un numr mic de oze, iar prezena lor n organism, dependent, n general, de aportul alimentar/de nutrieni, dizaharidele nu constituie rezerve consistente de monozaharide; asemenea stocuri/rezerve de combustibil metabolic sunt reprezentate de anumite polizaharide, precum glicogenul (la animale, ciuperci, unele protoctiste i unele bacterii) i amidonul (specific celulelor vegetale, dar i, n forme modificate, unor protoctiste, mai ales alge). Aceste dou glucide polimere reprezint forma n care este depozitat, n celule, o parte a excesului alimentar de glucoz (i de alte oze, dar transformate tot n glucoz), fiind constituite exclusiv din acest monozaharid. Glicogenul este localizat n citoplasm, iar amidonul, n cloroplaste i leucoplaste caracteristice amiloplaste. Prin hidroliza secvenial/treptat a acestor glucide polimere rezult cantitti mari de glucoz, degradat mai departe specific cu eliberare de energie (proces complex, numit respiraie celular). Rol structural au n principal polizaharidele, precum celuloza, chitina, poliglucidul mureinei, glicozaminoglicanii, care formeaz sau particip la constituirea structurilor de rezisten celulare, tisulare sau ale organismului ntreg; astfel, celuloza i derivaii ei formeaz peretele celular al celulei vegetale (fiind o caracteristic specific i definitorie a regnului Plantae) i al unor celule algale, dar se gsete i n compoziia tunicii urocordatelor (animale cordate); chitina, alctuit din glucoz aminoacetilat, formeaz peretele celular al celulelor fungale (fiind, de asemenea, o trstur specific a reprezentanilor regnului Fungi), dar, prin mineralizare cu CaCO3, i exoscheletul multor artropode (crustacei, pienjeni i scorpioni, miriapode, insecte); mureina este elementul structural principal al peretelui celular al celulelor bacteriene avnd drept component de baz un polizaharid; glicozaminoglicanii constituie, alturi de proteine, matricea extracelular substan care umple spaiul dintre celulele animale, le asigur acestora suport de fixare sau de deplasare, reprezint, n cazul esuturilor conjunctive, substana fundamental a acestora (putnd fi mineralizat, ca n cazul esuturilor osos i cartilaginos, conferindu-le rezisten mecanic); alte oligo- i polizaharide constituie nveliul dulce capsula, glicocalixul al unor celule (animale, bacteriene, fungale, algale etc.), structur cu multiple funcii, precum susinere i protecie mecanic i antiimun, aderen i recunoatere intercelular .a. Dintre monozaharide, rol structural au glucoza (component i a celulozei), riboza i deoxiriboza (particip la edificarea acizilor nucleici). Rol funcional au unele oligoglucide, precum cele alctuite din molecule de manoz care sunt ataate de proteine, indicnd destinaia acestora n celul; alte glucide, oligo- sau polimere, au rol de factori de virulen, intervin n reglarea presiunii osmotice intracelulare (fiind substane higrofile i osmotic-active), protejeaz proteinele mpotriva digestiei enzimatice (ca n cazul imunoglobulinelor i a proteinelor membranare, aceste din urm fiind protejate de glicocalix sau de capsul); uneori, prezena lor are semnificaie negativ, capsula bacterian fiind cauza, in vivo, i dovada n laborator a caracterului patogen i a virulenei unei speciei, polizaharidele capsulare mascnd anumite structuri moleculare membranare care ar putea fi recunoscute de celulele sistemului imunitar care astfel activate, ar neutraliza agentul patogen respectiv.

Lipidele sunt compui bioorganici n general insolubili n ap (deci hidrofobi), dar solubili n solveni organici (eter, benzen, cloroform). Moleculele de lipide sunt, de obicei, de mari dimensiuni, fr ns a fi polimere; conin n mod constant C, O, H la care se adaug P, N, S n cazul anumitor tipuri de lipide. n funcie de structura molecular i de proprietile fizico-chimice, lipidele sunt de mai multe categorii:

1. Acizi grai (AG). Sunt molecule formate n mod obinuit din catene liniare (neramificate) constituite dintr-un numr mare i, n general, par de atomi de carbon; au grupare funcional COOH (carboxil), care are caracter acid punnd n libertate H+ i deci este hidrofil (i deci AG sunt solubili n ap); ataat de gruparea carboxil este o caten hidrofob (nepolar) de atomi de C legai covalent fie numai prin legturi simple (acid gras saturat), fie i prin legturi duble (dac este doar o asemnea legtur n toat catena acid gras mononesaturat, dac sunt mai multe acid gras polinesaturat). Roluri: rol structural/plastic intr n alctuirea altor clase de lipide (trigliceride, fosfolipide); rol energetic semnificativ, coninnd o cantitate mai mare de energie dect glucidele, dar care poate fi extras numai pe cale oxidativ/aerob; rol funcional minor unii acizi grai (numii acizi grai eseniali) constituie vitamina F (TEM cutai informaii legate de aceast vitamin); unii acizi grai (acidul arahidonic) sunt implicai n semnalizarea intracelular.

2. Trigliceride (TG)/triacilgliceroli (TAG). Sunt molecule formate prin esterificarea glicerolului/glicerinei cu trei acizi grai. Sunt total hidrofobe i deci insolubile n ap (cu toate c att glicerolul, ct i acizii grai sunt solubili n ap). Se mai numesc popular grsimi neutre. n funcie de tipul de acizi grai legai la glicerol, TAG sunt de dou tipuri lichide (grsimile vegetale, uleiurile; acizii grai sunt cu caten nesaturat) i solide (grsimile animale; acizii grai sunt cu caten saturat). Roluri: rol structural prin acumulare n celule edific esutul adipos la animale i parenchimul de nmagazinare a substanelor de rezerv la plante, fiind principala form n care se depoziteaz lipidele n organism; rol funcional prin esutul pe care n formeaz, au rol de protecie mecanic i termic (limiteaz termoliza pierderea de cldur din organism); rol energetic semnificativ sunt forma de depozit a acizilor grai.

3. Fosfolipide (FL). Sunt lipide complexe formate din glicerol, doi acizi grai i o grupare polar (deci hidrofil) care conine n mod obligatoriu radical fosfat, alturi de alte componente colin, inozitol, serin, etanolamin etc. Moleculele de FL au forma unor acadele: prezint un cap globular polar hidrofil, care conine fosfatul i glicerolul, i dou cozi nepolare hidrofobe, reprezentate de cele dou molecule de acizi grai. Roluri: n principal, rol structural particip la edificarea membranelor celulare.

4. Ceruri. Sunt lipide complexe formate din lanuri lungi de AG unite cu lanuri lungi de alcooli sau cu steroli. Sunt solide la temperatura camerei, sunt hidrofobe i deci impermeabile pentru ap (proprietate din care deriv localizarea i rolurile rol). Roluri: rol structural albinele le folosesc la edificarea fagurilor; rol funcional acoper/protejeaz unele organe ale plantelor, prevenind pierderea de ap (deshidratarea); la mamifere, glandele ceruminoase din peretele conductului auditiv extern produc cerumen, care are rol protector pentru timpan, mpiedicnd impuritile s ajung la acesta. ****Tot n aceast categorie pot fi incluse unele ceruri complexe precum cutina (component a cuticulei pelicul lipidic cu grosime variat care acoper organele supraterane ale plantelor, prevenind deshidratarea) i suberina (substan care impregneaz i rigidizeaz pereii celulari ai unor esuturi care astfel capt proprieti mecanice susinere, protecie, dar i de izolare termic i prevenirea deshidratrii)****.

5. Steroli (steroizi). Sunt lipide cu structur complex (mai multe catene de atomi de carbon ciclice/inelare condensate, de care se ataeaz grupri funcionale i catene liniare neramificate i ramificare), care au ca principal reprezentant colesterolul, de la care deriv ceilali reprezentani ai clasei. Sunt molecule amfipolare au o regiune polar i hidrofil i o regiune nepolar i hidrofob, ca i FL. Roluri: rol structural colesterolul (dar i ali steroli) particip la formarea membranelor celulare; rol funcional din colesterol se sintetizeaz n organismul animal vitamina D (rol n absorbia Ca i fixarea acestuia n oase), acizii biliari (din care se formeaz srurile biliare cu rol n digestia lipidelor), unii hormoni (cei sexuali i cei produi de corticosuprarenal); la plante sterolii sunt reprezentai de unii hormoni brasinosteroizii.

6. Terpene i terpenoide. Sunt molecule lipidice care conin, n principal, numai C i H i care deriv de la izopren. Se gsesc ntr-o mare varietate de forme pigmeni (caroten), latex (din care se formeaz cauciucul), uleiuri volatile/eterice (care sunt responsabile de parfumul unor plante trandafir, mucat etc.), vitamine (vitamina A este o substan derivat din caroten, vitamina K, vitamina E), scualen (prezent n ficatul rechinilor asigurndu-le flotabilitatea; este precursorul colesterolului, de aceea steroizii sunt considerai derivai de terpene) etc.

7. Sfingolipidele. Sunt lipide structurale, ca i FL, prezente n cantiti mari n esutul nervos, unde particip la formarea mielinei (rol de izolator electric, de protecie mecanic, de hrnire pentru axonii neuronilor).

Proteinele sunt compui bioorganici macromoleculari polimeri. Monomerii din care se formeaz, prin policondensare, proteinele se numesc aminoacizi (molecule organice mici, cu dou grupri funcionale obligatorii carboxil (COOH), care confer moelculei caracterul acid, i amino (NH2), care confer caracter bazic; se deosebesc ntre ei prin restul moleculei, notat R(adical), i care variaz de la un aminoacid la altul. n alctuirea proteinelor ntr 21 de aminoacizi (numii uzuali sau proteinogeni), din care 10 sunt aminoacizi eseniali (organismele heterotrofe, cum sunt animalele, au nevoie de toi cei 21 de aminoacizi pentru a-i sintetiza proteinele proprii, dar nu pot sintetiza dect 11 dintre ei, iar pe ceilali numii eseniali trebuie s-i preia din exterior din diet).

Aminoacizii au rol structural, fiind componente ale peptidelor i ale proteinelor, dar i rol funcional participnd la reglarea presiunii osmotice i a pH-ului lichidelor corpului, i rol energetic redus, fiind folosii drept combustibil numai n condiii extreme, dup epuizarea glucidelor i a lipidelor.

Aminoacizii se pot lega covalent ntre ei prin eliminrea unei molecule de ap ntre gruparea carboxil a unui aminoacid i gruparea amino a urmtorului aminoacid, legtura rezultat numindu-se legtur peptidic. Prin policondensare (numit eronat i polimerizare) se formeaz catene/lanuri de aminoacizi, reprezentate de peptide i de proteine; peptidele sunt de dou categorii, n funcie de numrul de aminoacizi care particip la formarea lor:

A. oligopeptide conin ntre 2 i 10 aminoacizi

B. polipeptide conin ntre 10 i 50 aminoacizi

Unele polipeptide au rol funcional foarte important, fiind reprezentate de unii hormoni (ocitocina, ADH, bradikinin etc.).

Peptidele care conin peste 50 de aminoacizi (numrul lor ajungnd pn la 1000, chiar i mai mult) sunt considerate proteine (cu toate c delimitarea este arbitrar).

Clasificarea proteinelor

n funcie de forma general a moleculei i de relaia cu apa, proteinele sunt globulare (de obicei uor solubile i cu localizare intracelular) i fibrilare (de obicei insolubile, cu localizare extracelulare, cu rol de susinere).

n funcie prezena sau absena n molecula proteic a unor grupri diferite de catenele peptidice/proteice, proteinele pot fi proteine simple sau homoproteine (formate numai din aminoacizi) i proteine conjugate sau heteroproteine (formate dintr-o grupare proteic, numit apoprotein, i o grupare neproteic, numit grupare prostetic; mpreun, cele dou grupri proteic i prostetic, formeaz holoproteina).

Dup natura gruprii prostetice, exist mai multe clase de heteroproteine: fosfoproteine, glicoproteine, lipoproteine, cromoproteine (proteine colorate, cum ar fi hemoglobina roie, mioglobina roie, hemocianina albastr, flavoproteinele galbene), metaloproteine (feritina are Fe, ceruloplasmina conine Cu), nucleoproteine (asociere ntre acizi nucleici i proteine bazice).

Nivelurile structurale ale proteinelor

Proteinele sunt molecule de mari dimensiuni, care adopt conformaii spaiale particulare, care le permit s-i ndeplineasc funciile specifice. Se descriu astfel, n funcie de particularitile spaiale, patru niveluri structurale.

1. Structura primar este reprezentat de numrul, tipul i ordinea n molecul a celor 21 de aminoacizi. Proteina are form liniar.

2. Structura secundar este reprezentat de dou conformaii spaiale locale pe care le poate forma lanul proteic -helix (conformaie spiralat) i -pliat (conformaie rezultat prin plierea pe ea nsi a catenei proteice, fiecare pliu fiind paralel cu celelalte).

3. Structura teriar este reprezentat de mpachetarea proteinei care este deja organizat n structur primar. Se formeaz domenii structural-funcionale mari ale proteinei.4. Structura cuaternar este ntlnit numai la proteinele care, form funcional, sunt constituite din mai multe catene polipeptidice distincte, care se asociaz prin alte tipuri de legturi dect cele covalente. Catenele polipeptidice individuale se numesc protomeri, iar proteina funcional este un multimer. Exemplu hemoglobina (vezi structura hemoglobinei).

Rolurile proteinelor

1. Rol structural esenial proteinele reprezint componenta bioorganic majoritar din sistemele biologice, constituind scheletul molecular organic al acestora. Exemple colagen, elastin (tendoane, oase, cartilaje, ligamente, matricea celular n general), keratin (n piele, coarne, copite, fulgi, unghii, pr) etc.

2. Rol energetic redus aminoacizii sunt folosii drept combustibil numai dup epuizarea glucidelor i a lipidelor.

3. Roluri funcionale numeroase i importante:

a. Enzime. Enzimele sunt biocatalizatori particip calitativ, nu cantitativ la reaciile biochimice din organism. Enzimele cresc viteza de reacie i determin sensul reaciilor i succesiunea lor n cadrul cilor metabolice (calea meatabolic este un lan de reacii biochimice). Toate reaciile biochimice din organism sunt catalizate de enzime. Una dintre cele mai abundente enzime din natur este RuBisCO (ribulozo-bisfosfat-carboxilaza-oxigenaza) este enzima principal a procesului de fotosintez.

b. Depozit/rezerv de aminoacizi. Aminoacizii vor fi extrai din proteine i utilizai n alte procese metabolice. Exemple aleurona, zeina (din seminele plantelor), albuminele (din snge serumalbumina, din ou ovalbumin), cazeina din lapte.

c. Transport. Unele proteine transport diverse alte substane hemoglobina i hemocianina trasport O2, unele proteine plasmatice (din snge) transport ioni minerali i hormoni, prin membrana celulelor sunt transportate diverse substane de ctre canale, pompe i translocatori etc.

d. Micare. Deplasarea diverselor componente n celul, a celulelor i chiar a organismelor n ntregime este realizat prin intervenia, la diferite niveluri, a dou proteine actin i miozin (proteine contractile prezente n toate tipurile de celule, dar deosebit de abundente n celulele musculare).

e. Aprarea organismului. n sngele animalelor se gsesc anticorpi (imunoglobuline), proteine implicare n coagularea sngelui (previne hemoragia) i proteinele sistemului complement (atac celulele strine organismului), toxine i veninuri.

f. Mesageri chimici. Unele proteine conin i transmit mesaje de la celul la celul i chiar altor organisme. Exemple unii hormoni (insulina, hormonul de cretere etc.), feromoni, unii neurotransmitori (asigur comunicarea dintre neuroni i alte celule), factori de cretere etc.

g. Alte roluri reglarea presiunii osmotice i a pH-ului lichidelor corpului etc.Acizii nucleici sunt cele mai complexe substane de pe Terra. Ei reprezint substratul chimic al ereditii deoarece depoziteaz i opereaz cu informaia genetic, responsabil de toate trsturile unui organism.

Acizii nucleici sunt substane macromoleculare polimere. Unitile de baz sau monomerii din care sunt alctuii acizii nucleici se numesc nucleotide => acizii nucleici sunt compui polinucleotidici.

Un nucleotid la rndul su este alctuit din trei componente:

1. Radical/i fosfat (1-3)

2. Glucid cu 5 atomi de C i grupare funcional aldehidic aldopentoz

3. Baz azotat

Nucleotid

Radicalul fosfat este comun tuturor nucleotidelor, att celor din ARN, ct i celor din ADN. ntr-un nucleotid se poate gsi un singur radical fosfat (n cazul nucleotidelor incluse n macromolecula polimer) sau se pot gsi doi sau trei radicali fosfat (nucleotidele libere).Pentoza este riboza n nucleotidele ARN i deoxiriboza n nucleotidele ADN.a) b) Pentoza din nucleotid: a) riboza; b) deoxiribozaBaza azotat exist cinci baze azotate, toate fiind derivai de substituie de la pirimidin sau purin, fiind deci de dou tipuri, n funcie de nucleul de origine: purinice i pirimidinice.

Bazele azotate pirimidinice sunt:1. Uracilul U se gsete exclusiv n ARN.

2. Timin T exist doar n ADN.

3. Citozin C se gsete att n ARN, ct i n ADN.

Bazele azotate purinice sunt:

1. Adenina A se gsete att n ARN, ct i n ADN.

2. Guanina G se gsete att n ARN, ct i n ADN.

Legarea covalent a celor trei componente ntre ele:

Baza azotat mpreun cu pentoza formeaz un/o nucleozid/. Nucleozidul mpreun cu 1-3 radical/i fosfat formeaz un/o nucleotid/ (denumit nucleozid-mono/di/tri-fosfat).

Nucleozide din ARN: adenozin, guanozin, citidin, uridin; din ADN: deoxiadenozin, deoxiguanozin, deoxicitidin, (deoxi)timidin.

Nucleotidele din ARN sunt: AMP adenozin-monofosfat, GMP guanozin-monofosfat, CMP citidin-monofosfat, UMP uridin-monofosfat.

Nucleotidele din ADN sunt: dAMP deoxiadenozin-monofosfat, dGMP, dCMP, dTMP.

n stare liber se gsesc i formele di- i trifosfat ale acestor nucleotide: ADP adenozin-difosfat, GDP, CDP, UDP, ATP, GTP, CTP, UTP, respectiv dADP, dGDP, dCDP, dTDP, dATP, dGTP, dCTP, dTTP.Nivelurile structurale ale acizilor nucleiciStructura primar este reprezentat de numrul, tipul i succesiunea/secvena nucleozid-monofosfailor legai covalent ntr-o monocaten de acid nucleic.

Legtura covalent ntre dou nucleozide-monofosfat succesive se realizeaz prin intermediul radicalului fosfat al unui nucleozid i pentoza nucleozidului urmtor. Se constituie o punte covalent fosfodiesteric (fosfo deoarece este realizat de acidul fosforic; diesteric deoarece acidul fosforic particip cu dou grupri OH la formarea a dou legturi esterice una cu OH de la pentoza unui nucleotid, cealalt cu OH de la pentoza nucleotidului succesiv).

Ca urmare a acestui mod de legare covalent prin puni fosfodiesterice ntre nucleozide succesive ntre atomii de C3 i C5, n final monocatena de acid nucleic va fi polarizat deoarece la un capt va rmne liber carbonul 5 al pentozei nucleotidului terminal, deoarece nu mai particip la o alt punte fosfodiesteric, iar la cellalt capt al monocatenei va rmne liber carbonul 3 al ribozei acestui nucleotid terminal.

De obicei la C5 terminal este legat covalent un radical fosfat, acest capt numindu-se captul 5-fosfat. Carbonul 3 de la cellalt capt rmne doar cu gruparea hidroxil i se numete capt 3-OH.

Structura primar att a ARN ct i a ADN este reprezentat de monocatena polinucleotidic: poliribonucleotidic n cazul ARN i polideoxiribonucleotidic n cazul ADN.

Cazurile posibile de nucleozide: A-R, A-dR, G-R, G-dR, C-R, C-dR, U-R, T-dR, unde R riboz, dR deoxiriboz, A, G, C, T, U baze azotate.Monocatena de acid nucleic, ca urmare a modului de formare a punilor fosfodiesterice (3 5) este polarizat: prezint un capt 5-P i un capt 3-OH.

Partea nespecific a monocatenelor de acizi nucleici este coloana glucido-fosforic/pentozo-fosforic (alctuit din pentoze legate covalent prin puni fosfodiesterice). Componenta specific a fiecrei monocatene de acid nucleic este reprezentat de succesiunea (ordonarea) caracteristic (unic) pentru fiecare caten n parte a bazelor azotate n cadrul catenei.

Bazele azotate se fixeaz lateral, perpendicular pe axul glucido-fosforic. Bazele azotate ale aceleiai catene nu prezint niciodat legturi ntre ele. De asemenea, prezena unei baze azotate la nivelul unui nucleotid nu exclude prezena nici uneia din cele patru baze azotate la nivelul celor dou nucleotide nvecinate bazele azotate ale unei catene au libertate complet de asociere n lungul catenei, fapt esenial pentru rolul de stocare a informaiei genetice.

Structura secundar este reprezentat de structura bicatenar a acizilor nucleici. n general, moleculele de ARN au doar structur primar, fiind deci monocatenare (exist i excepii n cazul anumitor tipuri de ARN molecula monocatenar se pliaz pe ea nsi i se formeaz astfel regiuni bicatenare vezi ARNt).

Deoarece ADN este o molecul bicatenar, de obicei se vorbete despre structura secundar a ADN.

ADN este o macromolecul alctuit din dou monocatene ataate una de cealalt prin puni de hidrogen formate ntre bazele azotate aparinnd nucleotidelor din cele dou catene; cele dou monocatene sunt rsucite spiral (helical/elicoidal) spre dreapta rsucire dextrogir n jurul unui ax virtual comun.

ADN macromolecul dublucatenar helical dextrogir.

Cele dou monocatene ale dublului helix ADN sunt geometric paralele, dar biochimic antiparalele, deoarece fiecare monocaten este polarizat 5-3, dar ele sunt dispuse n molecula bicatenar invers orientate una fa de cealalt captului 5 al unei catene i corespunde captul 3 al celeilalte catene i invers.

Cele dou catene ale dublului helix sunt complementare, deoarece fiecrei baze azotate aparinnd unui nucleotid dintr-o caten i corespunde doar o anumit baz azotat a unui nucleotid din cealalt caten, cele dou baze corespondente, numite baze complementare, legndu-se prin puni de hidrogen. Exist doar patru mperecheri posibile de baze azotate, n fiecare pereche una fiind purinic, iar cealalt pirimidinic. Deoarece structura ADN a fost descoperit de Watson i Crick, aceste mperecheri posibile de baze azotate se numesc perechi Watson-Crick: A=T, T=A, GC i CG.

Legtura dintre cele dou monocatene se realizeaz prin punile de hidrogen care se formeaz ntre bazele azotate mperecheate pe criterii de complementaritate astfel: ntre A i T se formeaz dou puni de hidrogen, iar ntre G i C se formeaz trei puni de hidrogen.

Perechile de baze Watson-Crick sunt perechi de baze complementare. Deoarece perechile Watson-Crick conin baze complementare rezult c i i monocatenele de ADN vor fi n ansamblul lor complementare i codeterminate (prezena unei baze azotate pe una dintre catene impune prezena pe cealalt caten a bazei azotate complementare). Acest fapt ne permite s deducem imediat secvena unei monocatene de ADN, cunoscnd-o pe cea a catenei complementare.

Macromolecula de ADN are diametrul constant pe ntreaga sa lungime, de 19-20 (1,9-2 nm), cu excepia neregularitilor periodice reprezentate de fosele (incizuri, anuri) major i minor, Un tur de spir sau pasul elicei (distana liniar parcurs de helix ntr-un tur complet) este de 34 (3,4 nm), iar fragmentul de ADN corespunztor unui tur de spir conine 10 perechi de baze complementare, deci distana dintre dou perechi succesive este de 3,4 (0,34 nm).

Dublul helix ADN este organizat steric astfel nct cele dou coloane glucido-fosforice sunt dispuse la exterior, iar perechile de baze azotate complementare sunt orientate spre interiorul moleculei, perpendicular pe axul lung al acesteia.

Se poate realiza o analogie ntre structura secundar a ADN i o scar n spiral: balustradele scrii sunt cele dou coloane glucido-fosforice ale celor dou monocatene de ADN, iar treptele sunt perechile de baze azotate dintre coloane, care sunt dispuse perpendicular pe axul virtual comun al macromoleculei i deci paralele ntre ele, dar ntre oricare dou asemenea perechi succesive formndu-se un unghi de 36 (360/10 perechi ntr-un tur de spir).

Exist doar patru perechi de baze azotate complementare, n fiecare pereche obligatoriu o baz este purinic, iar cealalt este pirimidinic, deoarece dublul helix ADN avnd diametrul constant nu tolereaz mperecheri purin-purin sau pirimidin-pirimidin deoarece acestea perturb spaial diametrul helixului local macromolecula se poate ngusta sau lrgi.

Structura ARN. Tipuri de ARNARN este o molecul monocatenar poliribonucleotidic, care conine ribonucleotide (nucleotide care au n alctuire riboza, iar baza azotat este una dintre A, G, C i U).

Anumite tipuri de ARN au o structur secundar rezultat prin plierea monocatenei, uneori chiar cu formarea de regiuni dublu catenare.

n toate sistemele biologice i la unele virusuri, singura molecul care conine informaia genetic este ADN, iar ARN opereaz cu aceast informaie.

n funcie de rol i de structur, exist mai multe tipuri de ARN:

I. ARN-uri virale

1. ARNv (ARN viral) se ntlnete la unele virusuri la ribovirusuri precum virusul gripal, virusul poliomielitei, HIV etc. La aceste virusuri ARNv este purttorul de informaie genetic.II. ARN-uri celulare

2. ARNr (ARN ribozomal) prezent n celulele procariote i eucariote n alctuirea subunitilor ribozomale, n care are rol att structural, ct i funcional catalitic (catalizeaz reacii din procesul de sintez a proteinelor care se realizeaz la nivelul ribozomului). Este sintetizat pe baza informaiei din ADN (ADNr = gene din ADN care codific pentru sinteza de ARNr) la nivelul nucleolului i tot aici diferitele tipuri de ARNr sunt asamblate cu proteine ribozomale (sintetizate n citoplasm i importate n nucleu), formndu-se subunitile ribozomale. Reprezint 80-90% din cantitatea total de ARN dintr-o celul.

3. ARNm (ARN mesager) reprezint 2-5% din ARN celular. Are dimensiuni variate, deoarece dimensiunea lui corespunde cu lungimea genei ADN a crei informaie o copiaz i o transport n citoplasm. Genele ADN conin informaia genetic, dar nu prsesc nucleul; ns utilizarea informaiei genetice se realizeaz n citoplasm. De aceea trebuie s existe o molecul cu valoare de mesager care s preia informaia din genele nucleare i s o transporte n citoplasm la aparatul de biosintez proteic, unde va fi folosit. Astfel, ARNm aduce la nivelul ribozomilor mesajul genetic copiat din ADN, mesaj care va fi folosit la sinteza unei proteine specifice.

4. ARNt (ARN de transport sau de transfer) este o molecul monocatenar mic, de cca. 80 nucleotide, care formeaz i regiuni bicatenare ca urmare a plierii pe ea nsi; are astfel o structur bidimensional n form de frunz de trifoi, fiind alctuit din patru brae bicatenare, trei dintre ele prezentnd terminal cte o bucl monocatenar, iar al patrulea coninnd capetele libere 3-OH i 5-P ale monocatenei. Uneori apare o bucl/bra suplimentar, numit bucl variabil.Poriunile bicatenare sunt stabilizate prin puni de hidrogen formate ntre A i U, respectiv G i C. La captul 3-OH exist ntotdeauna 3 nucleotide ACC, iar la captul 5 exist ntotdeauna o G.

n molecula de ARNt se ntlnesc i baze azotate atipice i anume ( (psi) care nseamn pseudouracil, DHU dihidrouracil. De asemenea T este atipic pentru ARN.

La nivelul buclei NODOC sau anticodon exist o triplet de nucleotide care individualizeaz pe fiecare din cele 40-60 de molecule de ARNt. Acest grup de nucleotide este complementar cu o triplet de nucleotide din ARNm (numit CODON) i cele 2 triplete se vor recunoate i lega prin puni de hidrogen la nivelul ribozomului n timpul sintezei proteice.La captul 3-OH, ARNt va lega un aminoacid activat i l va transporta n ribosom n vederea includerii ntr-o caten polipeptidic n procesul de biosintez proteic.

Deci, moleculele de ARNt sunt molecule adaptor, care transport aminoacizii n ribozomi i coreleaz mesajul genetic din ARNm cu sinteza proteinei.Celula generaliti

Toate organismele vii sunt alctuite din celule. Celula este cea mai mic entitate vie (care posed toate nsuirile distinctive i definitorii ale viului).

Primele celule au fost observate de ctre Robert Hooke n 1665. El a folosit un microscop rudimentar pentru a analiza o seciune grosier prin stejarul de plut (Quercus suber). A vzut cmrue (compartimente) cu perei rigizi i le-a denumit celule. n limba latin cella nseamn camer, chilie, cmar, iar diminutivul este cellula. A considerat c pereii erau vii, iar celulele erau goale.

Dup aproape 200 de ani, n 1838, botanistul Mathias Schleiden studiaz mai ndeaproape celulele vegetale, iar zoologul Theodor Schwann, n 1839 pe cele animale. Ambii cercettori formuleaz independent teoria celular. Aceast teorie va fi completat de ctre medicul anatomo-patolog Rudolf Virchow n 1855.

Teoria celular a lui Schleiden, Schwann i Virchow susine:

1. Toate organismele vii sunt alctuite din una sau mai multe celule nucleate; nu exist via n afara celulei

2. Celula este unitatea elementar structural i funcional a lumii vii

3. Celulele provin numai din alte celule vii, prin procesul de diviziune celular; acest proces asigur nmulirea celulelor, iar multiplicarea numrului de celule are drept consecine creterea i dezvoltarea organismelor

n prezent s-au mai adugat i alte postulate:4. Celula este un tot unitar un ansamblu coerent de pri diferite aflate n interaciune

5. Celula este un sistem biologic deschis un ansamblu de elemente diferite interconectate structural, spaial, funcional i temporal, care schimb permanent cu mediul materie, energie i informaie

Definiie

Celula este unitatea elementar (fundamental, de baz) structural, funcional i genetic (informaional) a tuturor organismelor vii. Ea are integralitate (elementele constitutive formeaz un tot unitar), metabolism propriu (schimb de substan i energie cu mediul), capacitate de autoreglare (schimb de informaie cu mediul), de autoconservare i de autoreproducere.

Celulele pot exista i funciona singure (ca entiti autonome, independente, de sine stttoare), ndeplinind toate funciile specifice viului (nutriie, relaie, reproducere) ca n cazul organismelor unicelulare: protozoare, unele alge, unele ciuperci sau se pot asocia constituind grupri sau agregate cu niveluri crescnde de interdependen: cenobii, colonii i esuturi. esuturile alctuiesc organe, iar organele se asociaz n sisteme de organe, a cror totalitate armonios integrat structural i funcional formeaz organismul pluricelular.

Forma celulelor

Este corelat n principal cu funcia ndeplinit, dar i cu poziia n esut, adic depinde de presiunea celulelor din jur. Iniial este sferic apoi poate deveni cilindric, prismatic, stelat, piramidal, fusiform (fibre sclerenchimatice, celule musculare netede), reniform (celule stomatice), poliedric, cubic sau rmne sferic (adipocit, ovul, condrocit etc.). Unele celule au form variabil, schimbndu-i permanent conturul deoarece emit pseudopode. n general, forma variaz mai puin la plante dect la animale.Dimensiunea celulelor

In medie este cuprins ntre 1 i 100 ( (1( = 10-6 m = 10-3 mm); celulele pot avea i dimensiune de fraciuni de micron, dar i centimetri i metri. Cele mai multe celule nu se vd cu ochiul liber, dar exist si excepii: celulele de portocal, de pepene verde, fibrele de in, celulele musculare striate, oul de pasre etc. Alte exemple: hematia 7,5 (, ovulul uman 150-200 (, fibra muscular striat scheletic 1-30 cm.

Tipuri fundamentale de celule

n funcie de particularitile de stocare i de funcionare ale materialului genetic (ADN), adic dup prezena sau absena unui nucleu individualizat, se deosebesc dou tipuri fundamentale de celule: celule PROCARIOTE (PK) i celule EUCARIOTE (EK).

Celule PROCARIOTECelule EUCARIOTE

Nu au nucleu individualizat, adevrat, materialul genetic nefiind protejat de un nveli nuclear, ci vine n contact direct cu citoplasma i se numete nucleoidAu materialul genetic delimitat, protejat i separat de restul componentelor celulare printr-un nveli nuclear dublu

Sunt foarte mici (1 10 ()Sunt mai mari (10 100 ()

Au perete celular de natur mureinicUnele au perete celular (de natur celulozic celulele vegetale sau de natur chitinoas celulele ciupercilor); altele nu au perete celular (celulele animalelor, ale protozoarelor etc.)

Nu au organite celulare, exceptnd ribozomiiAu organite celulare care asigur compartimentarea celulei

Sunt reprezentate de arhee, bacterii, cianobacterii etc.Sunt reprezentate de celulele animale, ale plantelor, fungale i ale protoctistelor

gr. pro = nainte de; karyon = miez, smbure, nucleugr. eu = adevrat; karyon = miez, smbure, nucleu

n funcie de particularitile de stocare i funcionare a materialului genetic (ADN), adic dup prezena sau absena unui nucleu individualizat, sunt dou tipuri de celule:

Celule procariote (PK) = bacteriile nu au un nucleu adevrat, individualizat, materialul genetic nefiind protejat de o membran nuclear (nveli nuclear); aceste celule au nucleoid (un cromozom circular care vine n contact direct cu citoplasma). Alte caracteristici: sunt foarte mici, au form sferic, oval sau spiralat, au perete celular, nu au organite celulare, n afar de ribozomi.

Celule eucariote (EK) reprezentate de celulele organismelor vegetale, animale, ciuperci, protoctiste. Au materialul genetic delimitat, protejat i separat de restul componentelor celulare printr-un nveli nuclear alctuit din dou membrane. Alte caracteristici: sunt mult mai mari, au organite celulare (care asigur compartimentarea celulei, la procariote nefiind dect un singur compartiment). Sunt de dou categorii: cu perete celular (celulele vegetale, fungale i unele protoctiste majoritatea algelor i unii pseudofungi) i fr perete celular (celulele animale i restul protoctistelor). Dup numrul de nuclei, celulele EK pot fi: anucleate hematiile adulte, uninucleate majoritatea celulelor EK, binucleate hepatocite, celule striate miocardice, protozoarele ciliate, multinucleate celulele musculare scheletice, osteoclastele, unele protozoare flagelate parazite (opalinele).

Structura celulei procariote (PK)

Procariotele, reprezentate n special de bacterii, sunt primele organisme care au aprut pe Terra, acum 3,5 miliarde de ani. n prezent ele se gsesc aproape pretutindeni. Larga lor rspndire se datoreaz marii lor capaciti de a se adapta la diferite condiii de mediu i de a consuma o gam foarte divers de substane (adic exploateaz eficient mediul). Bacteriile populeaz cele mai neospitaliere medii, n care alte organisme (eucariotele) nu pot rezista: locuri cu aciditate, salinitate, temperaturi extreme sau n roci aflate la 2 km adncime sub suprafaa Terrei.

Cele mai multe PK sunt celule solitare libere, dar exist i specii care agreg tranzient sau permanent formnd colonii. Dar toate procariotele sunt unicelulare.

Celula tipic de PK are diametrul de 1-5 ( (fa de 10-100 ( ct au celulele eucariote). Excepie face Thiomargarita namibiensis care are diametrul de 750 ( (cutai pe Internet imagini cu aceast bacterie).

Celulele bacteriene aparin la trei categorii principale de forme:

sferic: bacteriile de form sferic se numesc coci (se pot grupa cte doi diplococi sau mai muli aranjai liniar streptococi sau n grupuri amorfe, cu aspect de ciorchini de struguri stafilococi)

de baston: bacteriile de aceast form se numesc bacili

spriralat: bacteriile de form spiralat se numesc spirili (rigizi) i spirochete (flexibile)

Elemente de (ULTRA)structur

1. Membrana plasmatic = plasmalema

dpdv chimic este alctuit din fosfolipide i proteine

poate prezenta invaginri lamelare n citoplasm; aceste invaginri se ntlnesc la PK fotosintetizante i se numesc lamele fotosintetizante = tilacoide, la nivelul lor fiind localizate enzimele i proteinele implicate n fotosintez (pigmenii asimilatori). La alte PK, la nivelul acestor expansiuni membranare n citoplasm se gsesc enzimele i pentru alte procese metabolice (respiraia celular). n general, invaginrile plasmalemale au rolul de a crete suprafaa de reacie a membranei plasmatice. Un tip particular de invaginare este mezosomul care are rol n respiraia celular i n ancorarea moleculei de ADN n timpul replicrii acesteia i n timpul diviziunii celulare.

2. Peretele celular

situat deasupra plasmalemei

este rigid, meninnd forma celulei

asigur celulei protecia fizic (mecanic, termic etc.)

previne explozia/spargerea celulei n mediu hipotonic

dpdv chimic este alctuit din peptidoglican = murein o reea de polizaharide interconectate i consolidate prin puni scurte de polipeptide (5 amino-acizi)

n funcie de grosimea i de structura peretelui celular exist 2 categorii de bacterii: Gram-pozitive [Gram (+)] au perete celular gros i Gram-negative [Gram ()] au perete celular subire, dar mai complex.

3. Spaiul periplasmic situat ntre peretele celular i plasmalem; la acest nivel se depoziteaz substane de rezerv pentru celul.

4. Capsula un strat gros de polizaharide sau proteine, situat deasupra peretelui celular la multe PK. Are 2 roluri principale: a) ajut PK s adere la substrat sau la ali indivizi cu formare de colonii i b) protejeaz PK patogene mpotriva sistemului imunitar al gazdei infectate.

5. Citoplasma masa celular care umple spaiul delimitat de plasmalem; este dens, vscoas, fr cureni citoplasmatici i fr citoschelet. n citoplasm se gsesc ribozomi de 70 S.

6. Nucleoidul (materialul genetic) este liber n citoplasm. Este reprezentat de o macromolecul de ADN circular, care este de fapt unicul cromozom bacterian. Acesta se pliaz i ocup centrul celulei, fiin protejat mecanic de citoplasma dens.

7. Structuri genetice accesorii reprezentate de plasmide = molecule mici de ADN circular care conin gene pentru rezistena la antibiotice.

8. Fimbriile sunt apendici filiformi, scuri, rigizi, numeroi; au rol n aderarea PK la substrat sau la alte celule bacteriene n formarea de colonii.

9. Pilul este apendice filiform unic, lung, canaliculat; are rol n fenomenul de conjugare = transfer de material genetic de o celuldonoare la o alt celulacceptoare; exist la bacteria donoare i are rolul de fixare a bacteriei acceptoare; prin scurtarea treptat a pilului, cele 2 celule vor fi aduse n vecintate permindu-se realizarea transferului de ADN.

10. Flagelii sunt structuri filiforme lungi, cu rol n micarea celulei bacteriene; sunt alctuii din molecule de flagelin. Difer structural i compoziional de flagelii celulelor eucariote.

Caracteristicile celulelor PK

Sunt foarte rspndite, avnd mare capacitate adaptative.

Au metabolismul foarte ridicat datorit raportului suprafa/volum foarte mare i a faptului c pot cataboliza o gam foarte larg de substane. Pot metaboliza unele substane pe care alte organisme nu le pot metaboliza (cauciuc, mase plastice, detergeni, substane toxice etc.). Au durata de generaie (de via) foarte scurt, divizndu-se cu o rat nalt (de cteva ori pe zi).

***Organizarea materialului genetic la procarioteMaterialul genetic la bacterii este reprezentat de 2 categorii de structuri:

nucleoidul = cromozomul bacterian conine gene eseniale existenei i reproducerii bacteriei

plasmidele conin gene accesorii (informaie genetic de confort) Materialul genetic esenial al bacteriilor este reprezentat de o macromolecul de ADN, dublu catenar circular, nchis covalent, localizat direct n citoplasm, fr a fi protejat sau delimitat de un nveli nuclear.

Aceast unic molecul de ADN = cromozomul bacterian liber n citoplasm constituie nucleoidul bacterian (structur asemnatoare nucleului celulelor eucariote).

Deoarece ntr-o celul bacterian exist un singur cromozom => bacteriile sunt haploide.

Test I1. Definiia biologiei.

2. Enumerai domeniile principale ale biologiei.

3. Enumerai ramurile domeniilor de baz ale biologiei.

4. Enumerai tiinele de grani cu biologia i precizai importana lor.

5. Cu ce se ocup morfologia?

6. Cu ce se ocup anatomia?

7. Cu ce se ocup fiziologia?

8. Cu ce se ocup zoologia?

9. Cu ce se ocup fitologia?

10. Cu ce se ocup microbiologia?

11. Cu ce se ocup micologia?

12. Cu ce se ocup genetica?

13. Cu ce se ocup ecologia?

14. Cu ce se ocup taxonomia?

15. Cu ce se ocup filogenia?

16. Cu ce se ocup sistematica?

17. Cu ce se ocup citologia?

18. Cu ce se ocup antropologia?

19. Ce este bionica?

20. Care este scopul bionicii?

21. Care este modelul natural pentru reelele cibernetice?

22. Care este modelul natural pentru inventarea radarului?

23. Care este modelul natural pentru construirea ambarcaiunilor plutitoare?

24. Care este modelul natural pentru construirea avioanelor?

25. Care este modelul natural pentru structurile de rezisten ale construciilor?

26. Care este modelul natural pentru motorul cu reacie?

27. Ce este materia? Care sunt strile ei de agregare?

28. Ce este energia?

29. Care sunt capacitile de lucru ale energiei?

30. Care sunt tipurile de energie?

31. Care sunt principalele grupe de compui chimici din care este alctuit materia vie?

32. Care sunt elementele chimice fundamentale din care este alctuit materia vie?

33. Caracterizai molecula de ap.

34. Care sunt rolurile apei n organismele vii?

35. De ce apa este un foarte bun solvent?

36. Explicai proprietatea de coeziune a apei. Care este importana acesteia?

37. Explicai proprietatea de adeziune a apei. Exemplificai aplicabilitatea acestei proprieti.

38. Sub ce form se ntlnesc srurile anorganice n compoziia materiei vii? Dai exemple.

39. Caracterizai acizii anorganici. Dai exemple din sistemele biologice.

40. Caracterizai bazele anorganice. Dai exemple din sistemele biologice.

41. Comparai oxizii acizi cu oxizii bazici. Exemplificai oxizi cu importan biologic.

42. Care sunt categoriile de compui bioorganici din alctuirea materiei vii?

43. Dai exemple de glucide cu rol structural i structurile pe care le formeaz.

44. Care sunt clasele de glucide, cu exemple?

45. Dai exemple de monozaharide i precizai rolurile acestora.

46. Dai exemple de oligozaharide i precizai rolul lor.

47. Dai exemple de polizaharide i precizai rolul lor.

48. Dai exemple de glucide cu rol structural.

49. Precizai o asemnare i o deosebire ntre amidon i glicogen.

50. Precizai o asemnare i o deosebire ntre amidon i celuloz.

51. Precizai o asemnare i o deosebire ntre glicogen i celuloz.

52. Definii lipidele.

53. Din ce sunt formate fosfolipidele i ce rol au?

54. Descriei o molecul de fosfolipid.

55. Din ce sunt formate trigliceridele i ce roluri au?

56. Care sunt categoriile de lipide din sistemele biologice?

57. Ce rol au cerurile, suberina i cutina?

58. Ce roluri au steroizii?

59. Dai exemple de terpene i rolurile lor.

60. Sfingolipidele localizare, roluri.

61. Dai exemple de lipide cu rol structural.

62. Dai exemple de lipide cu rol funcional.63. Ce sunt proteinele? Care sunt monomerii acestora?64. Caracterizai aminoacizii. Care este diferena dintre aminoacizii uzuali i cei eseniali?

65. Care sunt rolurile aminoacizilor?

66. Ce este i cum se formeaz legtura peptidic?

67. Ce sunt polipeptidele? Exemplificai.

68. Clasificai proteinele dup forma general a moleculei i relaia cu apa.

69. Ce sunt homoproteinele?

70. Ce sunt heteroproteinele?

71. Ce este apoproteina?

72. Ce este holoproteina?

73. Enumerai catagoriile de heteroproteine. Exemplificai.

74. Descriei structura primar a proteinelor.

75. Descriei structura secundar a proteinelor.

76. Descriei structura teriar a proteinelor.

77. Descriei structura cuaternar a proteinelor.

78. Exemplificai rolurile proteinelor.

79. Dai exemple de proteine cu rol structural.80. Ce sunt enzimele?

81. Exemplificai proteine cu rol de rezerv de aminoacizi.

82. Exemplificai proteine cu rol de transportori.

83. Exemplificai proteine cu rol n micare.

84. Ce sunt anticorpii?

85. Exemplificai proteine cu rol de mesageri chimici.

86. Ce roluri are ADN?

87. Ce roluri are ARN?

88. Ce i care sunt acizii nucleici?

89. Care este monomerul de acid nucleic i din ce este alctuit?

90. Care sunt tipurile de pentoze care intr n alctuirea nucleotidelor?

91. Care sunt bazele azotate din ADN?

92. Care sunt bazele azotate din ARN?

93. Enumerai nucleozidele din ARN.

94. Enumerai nucleozidele din ADN.

95. Precizai o asemnare i o deosebire ntre ADN i ARN.

96. Comparai cele dou tipuri de acizi nucleici.

97. Schematizai un nucleotid.

98. Care este diferena ntre nucleotid i nucleozid?

99. Definii structura primar a acizilor nucleici.

100. Ce este puntea fosfodiesteric?

101. Explicai modul de legare a dou nucleotide succesive n catena de acid nucleic.

102. Ce nseamn c monocatena de ADN este polarizat?

103. n ce const partea nespecific a catenei de acid nucleic?

104. n ce const partea specific a catenei de acid nucleic?

105. Caracterizai structura secundar a ADN-ului.

106. Explicai antiparalelismul monocatenelor din molecula de ADN.

107. Explicai complementaritatea monocatenelor din molecula de ADN.

108. Explicai codeterminarea monocatenelor din molecula de ADN.

109. Ce fel de legturi menin mpreun cele dou monocatene ale moleculei de ADN?

110. Ce i care sunt perechile de baze azotate Watson-Crick?

111. Care sunt rolurile ARNr? Care este ponderea acestui tip de ARN n celule?

112. Care este rolul ARNm?

113. Caracterizai i schematizai structura bidimensional a ARNt.

114. Care este rolul ARNt?

115. Definiia celulei.

116. Ce nseamn c celula are integralitate?

117. Ce presupune faptul c celula are metabolism propriu?

118. Ce presupune capacitatea de autoreglare a celulei?

119. Care sunt factorii de care depinde forma celulei?

120. Enumerai cteva forme pe care le pot avea celulele, cu exemple.

121. Care sunt dimensiunile medii ale celulelor EK? Exist i excepii de la medie? Dac da, dai exemple.

122. Care este criteriul principal prin care se face diferena ntre PK i EK?

123. La care dintre grupele de organisme exist perete celular? Care este natura lui chimic?

124. Care sunt grupele de organisme formate din celule PK?

125. Care sunt grupele de organisme formate din celule EK?

126. Care este etimologia termenului celul i cine a introdus acest termen n tiin?127. Care sunt oamenii de tiin care au enunat teoria celular i n ce perioad/ani?

128. Enunai primele trei teze/postulate ale teoriei celulare.

129. Enunai tezele/postulatele patru i cinci ale teoriei celulare.

130. Exemplificai grupe de organisme unicelulare.

131. Care este etimologia termenilor PROCARIOT i EUCARIOT?

132. Care sunt componentele de baz ale unei celule PK? Enumerai-le.

133. Care sunt mediile de via n care se gsesc procariotele?

134. Care sunt formele de baz pe care le pot avea bacteriile? Cum se numesc aceste forme?

135. Ce sunt streptococii?

136. Ce sunt stafilococii?

137. Comparai spirilii cu spirochetele.

138. Ce sunt tilacoidele de la procariote i ce roluri au?

139. Ce este mezosomul i ce rol are?

140. Care grupe de organisme sunt alctuite din celule eucariote?

141. Care sunt grupele de organisme eucariote ale cror celule prezint perete celular i care este natura lui chimic?

142. Comparai, pe scurt, celulele PK cu celulele EK.

143. Care este compoziia chimic a plasmalemei celulei procariote?

144. Care sunt rolurile peretelui celular de la PK?

145. Care este compoziia chimic a peretelui celular de la PK?

146. Care sunt categoriile de bacterii n funcie de grosimea i structura peretelui celular?

147. Ce este i ce rol are spaiul periplasmic?

148. Ce este i unde este situat capsula celulelor PK?

149. Ce roluri are capsula de la PK?

150. Caracterizai citoplasma celulei bacteriene.

151. Ce este i ce rol are ribosomul bacterian?

152. Ce sunt plasmidele i ce rol au?

153. Care este materialul genetic principal al procariotelor? Caracterizai-l.

154. Ce sunt i ce rol au fimbriile?

155. Ce este i ce rol are pilul bacterian?

156. Ce este conjugarea bacterian?

157. Ce sunt i ce rol au flagelii bacterieni? Prin ce difer de flagelii celulelor EK?

158. Justificai rspndirea larg n natur a procariotelor (bacteriilor).

159. Care sunt caracteristicile generale ale bacteriilor/celulelor PK?

160. Care este diferena ntre bacterii Gram (+) i bacterii Gram (-)?