Može li profesionalni maratonac postati uspješan sprinter i obrnuto? Mišići čovjeka građeni su od sporih i brzih mišićnih vlakana. Spora mišićna vlakna sadrže veći broj mitohondrija, sporo se kontrahiraju i sporo umaraju, a brza mišićna vlakna imaju manje mitohondrija, vrlo se brzo kontrahiraju, ali se i brzo umaraju. Zastupljenost određenoga tipa mišićnih vlakana ovisi o tjelesnoj aktivnosti koju određena osoba izvodi, ali je i genetski uvjetovana pa postoji predispozicija za uspješnost u određenome sportu. S obzirom na navedeno, kod kojeg trkača - maratonca ili sprintera - biste očekivali više sporih, a kod kojeg više brzih mišićnih vlakana?
Može li profesionalni maratonac postati uspješan sprinter i obrnuto?
Mišići čovjeka građeni su od
sporih mišićnih vlakana i
brzih mišićnih vlakana.
Spora mišićna vlakna sadrže veći broj mitohondrija, sporo se kontrahiraju i sporo umaraju.
Brza mišićna vlakna imaju manje mitohondrija, vrlo se brzo kontrahiraju, ali se i brzo umaraju.
Zastupljenost određenoga tipa mišićnih vlakana
ovisi o tjelesnoj aktivnosti koju određena osoba izvodi, ali je i
genetski uvjetovana pa postoji predispozicija za uspješnost u određenome sportu.
S obzirom na navedeno, kod kojeg trkača - maratonca ili sprintera - biste očekivali više sporih, a kod kojeg više brzih mišićnih vlakana?
Nemaju sve stanice jednak broj mitohondrija i/ili kloroplasta
Neke stanice troše više energije od drugih. Primjerice, spermiji, kada kreću na naporan put do jajne stanice, za pokretanje troše velike količine energije, stoga je vrat spermija bogat mitohondrijima.
Slika 2.3.1.:Mitohondriji u spermiju
Neke stanice troše više energije od drugih.
Primjerice:
spermiji za pokretanje na put do jajne stanice troše velike količine energije stoga je vrat spermija bogat mitohondrijima.
Slika 2.3.1.: Mitohondriji u spermiju
Koje stanice imaju više mitohondrija - stanice srčanoga mišića ili stanice kože? Obrazložite svoje odgovore.
Više mitohondrija sadrže stanice srčanoga mišića. One se moraju cijelo vrijeme kontrahirati te stoga trebaju više energije od stanica kože.
U biljnim stanicama također varira broj nekih staničnih tvorbi. Prisjetite se kako je građen list na sljedećoj poveznici:
Imaju li više kloroplasta stanice asimilacijskoga ili transpiracijskoga parenhima? Obrazložite svoje odgovore.
Stanice asimilacijskoga parenhima bogatije su kloroplastima jer je glavna uloga toga sloja lista fotosinteza.
Ovisi li broj kloroplasta o izloženosti lista svjetlu?
Prisjetite se kako se može dokazati škrob u namirnicama.
Pogledajte rezultate testa Lugolovom otopinom na dvama listovima. Koji se od tih dvaju listova nalazio u mraku, a koji je bio izložen svjetlosti? Obrazložite svoje odgovore.
Lugolova otopina promijenila je boju u tamno plavu u dodiru s listom koji je na slici na lijevoj strani. To znači da je taj list bio izložen svjetlosti i da su kloroplasti provodili fotosintezu. List na desnoj strani bio je u mraku i postepeno je gubio klorofil iz kloroplasta.
Već ste naučili da kloroplasti nisu jedini plastidi u biljnim stanicama. Ukoliko biljka nije izložena svjetlosti njeni kloroplasti prijeći će u plastide koji ne sadrže klorofil.
Već ste naučili da kloroplasti nisu jedini plastidi u biljnim stanicama.
Ukoliko biljka nije izložena svjetlosti njeni kloroplasti prijeći će u plastide koji ne sadrže klorofil.
Više stanica - više energije?
Prisjetite se građe papučice i usporedite taj jednostanični organizam s organizmom čovjeka. Koji bi dijelovi stanice papučice svojim ulogama odgovarali različitim organskim sustavima čovjeka? Napišite svoja razmišljanja u bilježnicu, a zatim ih usporedite s razmišljanjima vršnjaka iz razreda.
Slika 2.3.2.:Papučica
U jednostaničnih organizama poput papučice ta jedna stanica koja izgrađuje njihovo tijelo obavlja sve životne funkcije. U višestaničnih organizama postoji specijalizacija stanica. To znači da se stanice razlikuju prema ulozi koju obavljaju, a s obzirom na to da je uloga stanica povezana i s njezinom građom, stanice višestaničnih organizama razlikuju se i prema izgledu.
Prisjetite se građe papučice i usporedite taj jednostanični organizam s organizmom čovjeka.
Koji bi dijelovi stanice papučice svojim ulogama odgovarali različitim organskim sustavima čovjeka?
Napišite svoja razmišljanja u bilježnicu, a zatim ih
Usporedite s razmišljanjima vršnjaka iz razreda.
Slika 2.3.2.: Papučica
U jednostaničnih organizama poput papučice ta jedna stanica koja izgrađuje njihovo tijelo obavlja sve životne funkcije.
U višestaničnih organizama postoji specijalizacija stanica.
To znači da se stanice razlikuju prema ulozi koju obavljaju.
S obzirom na to da je uloga stanica povezana i s njezinom građom, stanice višestaničnih organizama razlikuju se i prema izgledu.
Opišite kako je živčana stanica građom prilagođena ulozi koju ima u višestaničnom organizmu.
Živčane stanice imaju kratke nastavke za primanje i duge nastavke za provođenje električnih podražaja.
Jedna je od teorija o nastanku višestaničnih organizama da su nastali iz kolonijalnih organizama, koji su nastali udruživanjem jednostaničnih organizama. Primjer jednoga takvoga danas živućega kolonijalnog organizma jest zelena alga volvoks. Volvoks je kolonija kuglastog oblika u kojoj postoji podjela rada među stanicama. Neke stanice služe za prehranu kolonije, a neke imaju ulogu u njenom razmnožavanju. Na taj način stanice ekonomičnije troše energiju jer ne treba svaka stanica obavljati sve životne funkcije.
Slika 2.3.3.:Volvoks
Višestanični organizmi imaju stanice i/ili organe specijalizirane za kretanje, prijenos tvari, razmnožavanje, prehranu, zaštitu organizma i drugo. Jedna od prednosti višestaničnih organizama jest i ta što ozljedom ili uništenjem jednoga dijela tijela, odnosno nekih stanica, ne ugiba nužno i cijela jedinka.
Jedna od teorija o nastanku višestaničnih organizama je da su nastali iz kolonijalnih organizama, koji su nastali udruživanjem jednostaničnih organizama.
Primjer jednoga takvoga danas živućega kolonijalnog organizma jest zelena alga volvoks.
Volvoks je kolonija kuglastog oblika u kojoj postoji podjela rada među stanicama.
Neke stanice služe za prehranu kolonije, a neke imaju ulogu u njenom razmnožavanju. Na taj način stanice ekonomičnije troše energiju jer ne treba svaka stanica obavljati sve životne funkcije.
Slika 2.3.3.: Volvoks
Višestanični organizmi imaju stanice i/ili organe specijalizirane za
kretanje,
prijenos tvari,
razmnožavanje,
prehranu,
zaštitu organizma i drugo.
Jedna od prednosti višestaničnih organizama jest i ta što ozljedom ili uništenjem jednoga dijela tijela, odnosno nekih stanica, ne ugiba nužno i cijela jedinka.
Regeneracija
Zvjezdača iz jednog kraka može regenerirati cijelo tijelo.
Gušteri mogu regenerirati rep. Gušter koji se nalazi na slici gore lijevo je regenerirao svoj rep nakon što ga je odbacio da bi pobjegao predatoru.
×
Zvjezdača iz jednog kraka može regenerirati cijelo tijelo.
Gušteri mogu regenerirati rep. Gušter koji se nalazi na slici gore lijevo je regenerirao svoj rep nakon što ga je odbacio da bi pobjegao predatoru.
Raspolaganje energijom u višestaničnih životinja u određenoj mjeri je regulirano hormonima. Hormoni su po kemijskom sastavu proteini ili steroidi, a izlučuju ih endokrine žlijezde direktno u krv. Kao primjer kako hormoni reguliraju raspolaganje energijom proučiti ćemo djelovanje dvaju hormona gušterače - inzulina i glukagona.
Slika 2.3.4.:Gušterača je žlijezda smještena uz želudac.
Ta dva hormona reguliraju količinu šećera u krvi. Nakon nekog obroka, u tijelu se poveća količina šećera u krvi. Taj šećer krvlju treba biti dostavljen u stanice da bi one procesom staničnoga disanja dobile energiju za svoj rad. Gušterača stoga izlučuje hormon inzulin koji omogućuje prijelaz šećera iz krvi u stanice i tako smanjuje količinu šećera u krvi. Vezanje inzulina uzrokuje strukturnu promjenu receptora koji pokreće niz reakcija koje za posljedicu imaju otvaranje proteinskoga kanala i ulazak glukoze u stanicu. Višak šećera inzulin će spremiti u jetru u obliku polisaharida glikogena. U slučaju da organizmu nedostaje šećera, ako primjerice nismo doručkovali, a izloženi smo nekoj fizičkoj aktivnosti, gušterača će izlučivati hormon glukagon. On povećava količinu šećera u krvi tako što razgrađuje glikogen spremljen u jetri na molekule glukoze koje zatim dospijevaju u krv, a inzulin im omogućuje ulazak u stanice.
Raspolaganje energijom u višestaničnih životinja u određenoj mjeri je regulirano hormonima.
Hormoni su po kemijskom sastavu proteini ili steroidi.
Hormone izlučuju endokrine žlijezde direktno u krv.
Kao primjer kako hormoni reguliraju raspolaganje energijom proučit ćemo djelovanje dvaju hormona gušterače - inzulina i glukagona.
Slika 2.3.4.: Gušterača je žlijezda smještena uz želudac.
Hormoni inzulin i glukagon reguliraju količinu šećera u krvi.
Nakon nekog obroka, u tijelu se poveća količina šećera u krvi.
Taj šećer krvlju treba biti dostavljen u stanice da bi one procesom staničnoga disanja dobile energiju za svoj rad.
Gušterača stoga izlučuje hormon inzulin koji omogućuje prijelaz šećera iz krvi u stanice i tako smanjuje količinu šećera u krvi.
Vezanje inzulina uzrokuje strukturnu promjenu receptora koji pokreće niz reakcija koje za posljedicu imaju otvaranje proteinskog kanala i ulazak glukoze u stanicu.
Višak šećera inzulin će spremiti u jetru u obliku polisaharida glikogena.
Gušterača će izlučivati hormon glukagon kad organizmu nedostaje šećera
primjerice ako nismo doručkovali, a izloženi smo nekoj fizičkoj aktivnosti
Glukagon povećava količinu šećera u krvi tako što razgrađuje glikogen spremljen u jetri na molekule glukoze.
Molekule glukoze zatim dospijevaju u krv, a inzulin im omogućuje ulazak u stanice.
Regulacija šećera u krvi
Popunite sljedeći shematski prikaz regulacije šećera u krvi tako da u prazna polja upišite pojmove: glukoza, glikogen, glukagon i inzulin.
Aerobni i anaerobni metabolički procesi
Već ste naučili da većina organizama ne može preživjeti bez kisika. Kisik je potreban svim aerobnim organizmima da bi iz hrane dobili energiju u procesu staničnoga disanja. Stanično disanje provode i autotrofni i heterotrofni aerobni organizmi, a razlika između njih jest u tome kako dolaze do hrane. Autotrofi hranu stvaraju sami procesom fotosinteze, a heterotrofi uzimaju već gotovu hranu koju su proizveli autotrofi. Kvasci su jednostanični heterotrofni organizmi koje ubrajamo u gljive, dakle oni energiju dobivaju iz već gotovih organskih spojeva koje su proizveli autotrofi. Pekarski kvasac svakodnevno koristimo za izradu dizanih tijesta.
Slika 2.3.5.:Stanice kvasca snimljene elektronskim mikroskopom; povećanje 4000x
Već ste naučili da većina organizama ne može preživjeti bez kisika.
Kisik je potreban svim aerobnim organizmima da bi iz hrane dobili energiju.
Energiju aerobni organizmi dobivaju u procesu staničnoga disanja.
Stanično disanje provode i autotrofni i heterotrofni aerobni organizmi.
Razlika između autotrofa i heterotrofa jest u tome kako dolaze do hrane.
Autotrofi hranu stvaraju sami procesom fotosinteze
Heterotrofi uzimaju već gotovu hranu koju su proizveli autotrofi.
Kvasci su jednostanični heterotrofni organizmi koje ubrajamo u gljive.
Kvasci energiju dobivaju iz već gotovih organskih spojeva koje su proizveli autotrofi.
Pekarski kvasac svakodnevno koristimo za izradu dizanih tijesta.
Slika 2.3.5.: Stanice kvasca snimljene elektronskim mikroskopom; povećanje 4000x
Metabolički procesi kvasca
Provedite digitalni pokus da biste istražili što se događa s kvascima u različitim uvjetima. U pet čaša stavljena je jednaka količina vode, šećera i kvasca. Voda je bila različitih temperatura: 10, 20, 30 i 40 °C. Zadnje dvije čaše ispunjene su vodom zagrijanom na 40°C, ali jedna od tih dviju čaša zatvorena je poklopcem. Svaka čaša na sebi sadrži iscrtanu skalu. Razmak između dviju crtica na skali iznosi jedan centimetar. Kvasac će svojim djelovanjem stvarati pjenu. Pretpostavite i obrazložite u kojoj su od pet čaša idealni uvjeti za život kvasca, odnosno u kojoj će čaši nastati najviše pjene. Zatim pomicanjem klizača pogledajte što se događalo u čašama tijekom 15 minuta koliko je trajao pokus. U svoje bilježnice bilježite visinu pjene koja je nastala djelovanjem kvasca, a nakon što analizirate rezultate, riješite zadatke.
10ºC
20ºC
30ºC
40ºC
50ºC
0 min
5 min
10 min
15 min
Zadaci uz pokus:
1. Jesu li se vaše pretpostavke pokazale točnima? Obrazložite svoj odgovor.
2. Zašto je bilo važno staviti jednaku količinu kvasca, šećera i vode u čaše?
3. Što bi se dogodilo da u čaše nije dodan šećer?
4. Pretpostavite što bi se događalo s kvascem pri višim temperaturama od onih koje su korištene u pokusu. Svoje pretpostavke temeljite na znanju koje imate iz svakodnevnoga života o pripremi dizanog tijesta. Također razmislite i što se događa s enzimima kvaščevih gljivica pri visokim temperaturama.
5. Koji se metabolički proces događao u prvim četirima čašama, a koji u petoj čaši?
Kvasci su fakultativni anaerobi. To znači da u anaerobnim uvjetima energiju mogu dobivati procesom vrenja, odnosno fermentacijom umjesto staničnim disanjem. U zadnjoj čaši nedostajalo je kisika pa su stoga kvasci, nakon što su potrošili kisik, provodili alkoholno vrenje. Kao i staničnome disanju, vrenju prethodi glikoliza kojom nastaje pirogrožđana kiselina i dvije molekule ATP-a, a zatim u procesu alkoholnoga vrenja nastaju alkohol etanol i ugljikov(IV) oksid. Razmislite što se događa s alkoholom koji nastaje za vrijeme izrade dizanoga tijesta prilikom pečenja kruha.
Zadaci uz pokus
1. Jesu li se vaše pretpostavke pokazale točnima? Obrazložite svoj odgovor.
2. Zašto je bilo važno staviti jednaku količinu kvasca, šećera i vode u čaše?
3. Što bi se dogodilo da u čaše nije dodan šećer?
4. Pretpostavite što bi se događalo s kvascem pri višim temperaturama od onih koje su korištene u pokusu.
- Svoje pretpostavke temeljite na znanju koje imate iz svakodnevnoga života o pripremi dizanoga tijesta.
- Također razmislite i što se događa s enzimima kvaščevih gljivica pri visokim temperaturama.
5. Koji se metabolički proces događao u prvim četirima čašama, a koji u petoj čaši?
Kvasci su fakultativni anaerobi.
To znači da u anaerobnim uvjetima energiju mogu dobivati procesom vrenja odnosno fermentacijom umjesto staničnim disanjem.
U zadnjoj čaši nedostajalo je kisika.
Kvasci su potrošili kisik i
zatim provodili alkoholno vrenje.
Kao i staničnom disanju, vrenju prethodi glikoliza kojom nastaje
pirogrožđana kiselina i
dvije molekule ATP-a.
Zatim u procesu alkoholnoga vrenja nastaju
alkohol etanol i
ugljikov(IV) oksid.
Razmislite što se događa s alkoholom koji nastaje za vrijeme izrade dizanog tijesta prilikom pečenja kruha.
Sada kada znate koji su produkti alkoholnoga vrenja, procesa koji se događao u zadnjoj čaši, pretpostavite zašto je u toj čaši u odnosu na čašu u kojoj je bila ista temperatura vode nastalo manje pjene.
Alkohol koji nastaje procesom alkoholnoga vrenja otrovan je za kvasce pa oni počinju ugibati.
Videozapis prikazuje unutrašnjost stanice kvasca koja je kuglastog oblika. Vidljiva je kuglasta jezgra u središtu stanice na koju se nastavlja endoplazmatski retikulum. U citoplazmi se nalaze ovalni mitohondriji te vakuola jajastog oblika. Stanicu obavija stanična membrana, koja je obavijena staničnom stijenkom. Kamera zatim ulazi u citoplazmu stanice u kojoj je prikazan enzim zimaza na koji se veže molekula glukoze koja se djelovanjem zimaze razgrađuje na alkohol etanol i ugljikov(IV) oksid.
Vrenje (fermentacija) ima značajnu ulogu u svakodnevnome životu čovjeka. Osim alkoholnog vrenja koje uglavnom provode kvasci, postoje i druge vrste vrenja koje provode bakterije.
Pogledajte galeriju slika za druge vrste vrenja.
Vrenje (fermentacija) ima značajnu ulogu u svakodnevnom životu čovjeka.
Alkoholno vrenje uglavnom provode kvasci.
Postoje i druge vrste vrenja koje provode bakterije.
Pogledajte galeriju slika za druge vrste vrenja.
Proizvodi koje dobivamo vrenjem
Osim za proizvode od dizanog tijesta alkoholnim vrenjem proizvode se vino i pivo.
Mliječno kiselo vrenje omogućuje nam proizvodnju jogurta, kefira i drugih sličnih proizvoda. Mliječno kiselim vrenjem nastaje mliječna kiselina i ugljikov(IV) oksid.
Octeno vrenje nije vrenje u pravom smislu riječi jer je za taj proces potreban kisik. Octenim vrenjem iz alkohola etanola nastaje octena kiselina pa ga koristimo primjerice za proizvodnju vinskog octa.
×
Osim za proizvode od dizanog tijesta alkoholnim vrenjem proizvode se vino i pivo.
Mliječno kiselo vrenje omogućuje nam proizvodnju jogurta, kefira i drugih sličnih proizvoda. Mliječno kiselim vrenjem nastaje mliječna kiselina i ugljikov(IV) oksid.
Octeno vrenje nije vrenje u pravom smislu riječi jer je za taj proces potreban kisik. Octenim vrenjem iz alkohola etanola nastaje octena kiselina pa ga koristimo primjerice za proizvodnju vinskog octa.
Usporedba staničnog disanja i vrenja
Ispunite Vennov dijagram koji prikazuje usporedbu staničnog disanja i vrenja.
Za kraj...
Stanice se, ovisno o svojim ulogama, međusobno razlikuju po broju staničnih tvorbi poput mitohondrija i kloroplasta. Broj mitohondrija i kloroplasta ovisi i o okolišnim uvjetima.
U višestaničnih organizama postoji podjela rada među stanicama u svrhu što ekonomičnijeg iskorištavanja energije. Hormoni svojim djelovanjem mogu regulirati ekonomično iskorištavanje energije.
Kvasci su fakultativni anaerobi što znači da u anaerobnim uvjetima mogu, umjesto staničnoga disanja, provoditi alkoholno vrenje. Osim alkoholnoga vrenja, postoje i druge vrste vrenja od kojih imamo koristi u prehrambenoj industriji.
Stanice se, ovisno o svojim ulogama, međusobno razlikuju po broju staničnih tvorbi, poput mitohondrija i kloroplasta.
Broj mitohondrija i kloroplasta ovisi i o okolišnim uvjetima.
U višestaničnih organizama postoji podjela rada među stanicama u svrhu što ekonomičnijeg iskorištavanja energije.
Hormoni svojim djelovanjem mogu regulirati ekonomično iskorištavanje energije.
Kvasci su fakultativni anaerobi što znači da u anaerobnim uvjetima mogu, umjesto staničnoga disanja, provoditi alkoholno vrenje.
Osim alkoholnoga vrenja, postoje i druge vrste vrenja od kojih imamo koristi u prehrambenoj industriji.
