ŚCIANA KOMÓRKOWA

Ściana komórkowa jest to składnik martwy komórki, występujący u większości roślin, grzybów 

i prokariontów, nie występuje w komórkach zwierzęcych.  

FUNKCJE:

- chroni przed urazami mechanicznymi ze względu na swoją sztywność

- tworzy podstawowy element szkieletowy komórek

- nie posiada informacji genetycznej i aparatu syntezy własnych składników, nie jest więc organellum autonomicznym

- sama ogranicza wzrost komórki

- odpowiada za tworzenie połączeń między sąsiednimi komórkami poprzez plazmodesmy

- stanowi ochronę przed infekcjami bakteryjnymi

Budowa ściany komórkowej rozpoczyna się zwykle w czasie anafazy i na początku telofazy. Podstawowymi składnikami budulcowymi ścian komórkowych są:

*celuloza - ma dużą odporność mechaniczną, więc nadaje kształt i sztywność roślinom. Nie rozpuszcza się w wodzie, zwierzęta trawią celulozę za pomocą celulaz. Człowiek nie trawi celulozy. Zebrane w pęczki łańcuchy celulozowe tworzą mikrofibryle, te są zaś zorganizowane w fibryle. 

*pektyny - nie tworzą mikrofibryl, występują w owocach (agrest, porzeczka) i jarzynach, dobrze rozpuszczalne w wodzie

*hemiceluloza - spaja leżące obok siebie włókienka celulozowe

*lignina (drzewnik) - jest to jeden z podstawowych składników drewna, powoduje zwartość komórek drewna, nadaje mu wytrzymałość. Aby zmiękczyć drewno podczas wyrobu papieru należy usunąć z niego ligninę.

Dwa stadia rozwojowe ścian komórkowych:

Pierwsze stadium, ściana pierwotna, zawiera takie składniki szkieletowe:

- celuloza 

- chityna - występująca u wszystkich grzybów z wyjątkiem glonowców, ma większą wytrzymałość mechaniczną od celulozy

- u bakterii i sinic - mureina

Drugie stadium, składniki podłoża tworzą macierz ściany komórkowej, u Eucaryota mogą stanowić je: pektyny, hemiceluloza i  białka.

Czasami zachodzi potrzeba by wzmocnić ścianę pierwotną do ściany wtórnej. Może to przebiegać na dwa sposoby:

- inkrustacja - czyli odkładanie związków chemicznych wewnątrz istniejącej ściany. Związki inkrustujące to: lignina i wtedy nazywa się to drewnieniem (lignifikacja), CaCo3 (węglan wapnia), SiO2 (tlenek krzemu) i jest to mineralizacja

- adkrustacja - czyli odkładanie związków na wewnętrzną powierzchnię ściany pierwotnej. Substancje adkrustujące: kaloza, kutyna (kutynizacja), suberyna czyli korek (korkowacenie), spropolenina

BŁONA KOMÓRKOWA

Błona komórkowa to niezbędny składnik każdej żywej komórki. Jej cechy charakterystyczne o których musicie pamiętać, to:

- wysoka przepuszczalność dla wody (czyli swobodnie przepływa przez nią w obu kierunkach)

- jest praktycznie nieprzepuszczalna dla dużych cząstek jak białka, czy kwasy nukleinowe

- jest spolaryzowana, czyli ma zróżnicowane rozmieszczenie ładunków elektrycznych (lepiej widoczne w komórkach zwierzęcych, bo nie mają ściany komórkowej)

- ma duży opór elektryczny, co jest ważne dla elektrycznego przewodnictwa bodźców

- w obecności enzymów lipolitycznych (czyli tych, które rozkładają tłuszcze) i/lub proteolitycznych (rozkładają białka) błony ulegają lizie, czyli rozpadowi.

Co o składnikach chemicznych błony komórkowej?

- najwięcej jest fosfolipidów (tłuszczów złożonych zawierających reszty fosforanowe), a najmniej triglicerydów

- u zwierząt dużo jest steroli np. cholesterolu, którego w błonach komórek roślinnych jest niewiele

- glikolipidy 

- sfingolipidy

- cerebrozydy (są jakby jednocześnie glikolipidami i sfingolipidami)

Białka w błonach dzielimy na:

*integralne - czyli te, które trudno usunąć z błony (jak się zintegrują, tak koniec), mają części hydrofilowe (te części ze względu na wielkość białek wystają z błony)  i hydrofobowe.

*powierzchniowe - łatwo je usunąć z błony (a co im tam zależy!)

Każda błona komórkowa posiada dwa podstawowe składniki strukturalne (patrz rysunek niżej):

* półpłynny, podwójny zrąb tworzony przez dwie warstwy lipidów 

* mozaikowo rozmieszczone białka z których większość ma zdolność do dynamicznych przemieszczeń, a to świadczy o tym, że błona nie jest strukturą statyczną!

W komórkach zwierzęcych na powierzchni błon występuje dodatkowo cienka warstwa - glikokaliks, zbudowany z glikoproteidów i glikolipidów, w których reszty cukrowe są rozgałęzionymi oligosacharydami (zawierają od 2 do 10 monomerów, w skład czego wchodzi w tym przypadku galaktoza, mannoza i glukoza). Najlepiej jest on rozwinięty w komórkach jelita, gdzie uodparnia je przed działaniem enzymów trawiennych. Poza tym pełni ważne funkcje przy łączeniu się komórek w skupiska i ich identyfikacji (czyli znajdują się w tej warstewce czynniki pozwalające odróżnić własne komórki od obcych). W dużym stopniu pochłania wodę, co powoduje, że powierzchnia komórki jest śliska (zapobiega zlepianiu się krwinek czerwonych i przylepianiu ich do naczyń). Spełnia rolę sygnałów kierujących białka transbłonowe do miejsca ich przeznaczenia w błonie komórkowej. 

UWAGA DLA MATURZYSTÓW! 

Na maturze w 2002, 2010 i 2011 r. pojawiło się pytanie właśnie z podobnym rysunkiem, więc warto zapamiętać gdzie są białka, tłuszcze i glikokaliks.

 Fosfolipidy mają charakter amfipatyczny, czyli jeden ich koniec jest hydrofilowy i jest to glicerol 

(główka chce do wody), a drugi hydrofobowy, czyli kwasy tłuszczowe (więc wody się boi, trzyma się wewnątrz tzw. ogon).

ZAPAMIĘTAJ: Biosynteza błon nigdy nie odbywa się "de novo", czyli nie można zbudować żywej błony przez złożenie jej elementów składowych.

Funkcje błony komórkowej:

- separuje wnętrze komórki od środowiska

- pozwala na dwustronną wymianę jonów i cząsteczek z otoczeniem

- odpowiada za odbiór bodźców docierających ze środowiska i z innych komórek

- posiada systemy transportowe odpowiadające za transport bierny bądź aktywny

- umożliwia łączenie sąsiednich komórek

CYTOPLAZMA

Cytoplazma (inaczej hialoplazma) to główny składnik każdej komórki. Jest lepka, galaretowata, elastyczna i ciągliwa. W niej zawieszone są wszystkie organelle. Cytoplazma z pH zbliżonym do obojętnego (6,8) tworzy środowisko dla większości reakcji biochemicznych, dostarcza substraty i zawiera enzymy dla tych reakcji. Pośredniczy także w wymianie każdej substancji pomiędzy wszystkimi strukturami wewnątrzkomórkowymi, a środowiskiem. 

Interesującą jej cechą jest zdolność do odwracalnej zmiany stanu skupienia (coś podobnego jak w przypadku wody). Czasami zachowuje się jak płyn (tzw. zol - półpłynny), kiedy indziej jest dość sztywna i elastyczna (żel-półstały). Wynika to z jej koloidalnego charakteru.

Warto również wspomnieć o ruchach cytoplazmy (zwykle odbywają się one wokół wakuoli). Ich typy to: 

a) rotacyjny 

b) cyrkulacyjny

c) pulsacyjny

W cytoplazmie większości komórek eukariotycznych zanurzona jest sieć białkowych, włókienkowatych składników cytoszkieletu:

- mikrotubule - zbudowane z białka tubuliny, odpowiadają za ruch cytoplazmy i przemieszczanie się organelli, a także wchodzą w skład wrzeciona kariokinetycznego rzęsek, wici  (tutaj towarzyszy dyneina - białko motoryczne odpowiedzialne za ruchy tych organelli) i centrioli. 

- filamenty aktynowe - odpowiedzialne są za ruchy i zmianę kształtu komórek zwierzęcych, mogą pełnić rolę w transporcie wewnątrzkomórkowym

- filamenty pośrednie - pełnią funkcje podporowe, nadają między innymi odporność na rozerwanie i wzmacniają otoczkę jądrową.



Zadanie I/2006/A2

W cytoplazmie komórek eukariotycznych znajduje się sieć struktur białkowych tworząca przestrzenną konstrukcję zwaną cytoszkieletem. Przyporządkuj każdej z podanych struktur (1-2) cytoszkieletu wszystkie odpowiednie dla niej funkcje (A-D)

A. Wchodzą w skład rzęsek, wici, włókienek wrzeciona kariokinetycznego
B. Odpowiadają za zmianę kształtu komórki
C. Mogą pełnić rolę w transporcie wewnątrzkomórkowym
D. Zapewniają komórce wytrzymałość mechaniczną oraz mogą decydować o lokalizacji organelli

1. Filamenty aktynowe:
2. Filamenty pośrednie:



*PRZYPOMNIJ SOBIE

plazmatyczne składniki komórki to:
- siateczka śródplazmatyczna
- rybosomy
- struktury Golgiego
- lizosomy
- plastydy
- jądro komórkowe
- mitochondrium

nieplazmatyczne składniki komórki to:
- wodniczka
- ściana komórkowa

Odpowiedzi do zadania: 1 - B, C; 2 - D

WSTĘP

Zacznę od przemyśleń czego warto uczyć się na maturę rozszerzoną z biologii (wynika to z analiz poprzednich matur):

- bardzo ważna jest cytologia, embriologia i histologia 

- warto poznać procesy metaboliczne komórek roślinnych i zwierzęcych 

- istotna jest umiejętność opisywania doświadczeń oraz czytania wykresów

- na maturach pojawiło się więcej pytań z bakterii niż wirusów

- jeśli chodzi o pytania ze zwierząt i roślin pojawia się ich raczej mało, a odpowiedź da się wywnioskować z rysunku albo tekstu (co nie znaczy, że nie trzeba się o nich uczyć, jeśli działamy stricte pod maturę radzę omijać szerokim łukiem przeglądy systematyczne i uczenie się na pamięć cykli rozwojowych)

- anatomia człowieka pojawia się bardzo rzadko (raczej na maturze A1)

- naprawdę warto poświęcić czas na ekologię i genetykę, bo tej jest sporo (zawsze przy końcu).

I co najważniejsze, należy rozwiązywać jak najwięcej zadań maturalnych, poniżej podam zbiory, które są wysoko oceniane wśród uczących się do matury oraz inne polecane repetytoria:

- Dariusz Witowski "Zbiór zadań otwartych wraz z odpowiedziami. Poziom podstawowy i rozszerzony  2002-2012" albo starsze, dwa tomy (bardziej polecane od Persony)

- Ewa Pyłka-Gutowska, Ewa Jastrzębska "Biologia w pytaniach i odpowiedziach. Repetytorium maturzysty. Zakres podstawowy i rozszerzony." - są to egzaminatorki i koordynatorki CKE w Warszawie

- Ewa Pyłka-Gutowska "Vademecum maturzysty. Biologia" - bardzo polecane

- Arkusze egzaminacyjne wyd. Omega, do powtórek ewentualnie Operon

Do nauki osobiście polecam podręczniki pana Pawła Hosera - "Fizjologia organizmów z elementami anatomii człowieka" oraz "Cytologia, embriologia, histologia", w których wg mnie znacznie przystępniej wytłumaczono zagadnienia metabolizmu, cytologii itd. niż w Operonie. Od czasu do czasu korzystam też z "Notatek z lekcji" wyd. Omega, ale są one bardzo szczegółowe i niekoniecznie pod maturę, podobnie jak np. biologia Villego. 

Myślę, że przede wszystkim trzeba nauczyć się rozwiązywać testy, odpowiadać konkretnie, analizować schematy. Sama również zaczynam praktycznie od zera i w te osiem miesięcy zamierzam nauczyć się do matury bardzo dobrze, a wiem, że jest to możliwe. Będę tutaj publikowała to co uważam za najważniejsze z danych działów + zadania. Mam nadzieję, że ten blog przysłuży się komuś również w przyszłości.