Підіб'ємо підсумки з теми 1

• До змісту відповідей

ПІДІБ’ЄМО ПІДСУМКИ З ТЕМИ. І. ДОСЛІДЖУЮ ПРИРОДУ

1. Учні та учениці досліджували активність ферментів. Опрацювавши отриману інформацію, вони побудували графік. Проаналізуйте твердження.

Правильним є варіант А правильне I твердження. Твердження I є правильним, оскільки графік демонструє чітку залежність швидкості ферментативної реакції від зміни показника pH середовища. Твердження II є неправильним, оскільки в цьому дослідженні незалежною змінною є показник pH (який задають експериментатори), а активність ферментів є залежною змінною, що змінюється під впливом pH.

2. Вивчаючи нуклеїнові кислоти, учні й учениці виділяли ДНК з клітин бананів. Який метод дослідження вони застосовували?

Учні та учениці застосовували метод Б експериментальний, оскільки виділення ДНК у лабораторних умовах є практичним дослідом з активним втручанням дослідників у біологічний матеріал для вивчення його властивостей та отримання конкретного результату.

II. ОПРАЦЬОВУЮ ТА ВИКОРИСТОВУЮ ІНФОРМАЦІЮ

1. Проаналізуйте таблицю вмісту органічних і неорганічних речовин у бобових культурах (у відсотках). Виберіть твердження «Так» чи «Ні».

Результати аналізу тверджень на основі наведеної таблиці вмісту речовин у бобових культурах представлені в таблиці:

2. Фермер вирощував цукрові буряки двома способами: при міжрядді 45 см та за схемою трикутника, де відстань – 30 см. Проаналізуйте твердження щодо урожайності та цукристості буряків за вирощування двома способами.

Аналіз урожайності та цукристості буряків за вирощування двома способами деталізовано у відповідях на тестові запитання нижче.

1. Виберіть групу органічних сполук, до якої належить цукор.

Правильним варіантом відповіді є В олігосахариди, оскільки буряковий цукор (сахароза) є дисахаридом, що належить до класу олігосахаридів.

2. Учні аналізували діаграми. Учень сказав, що вихід цукру мало відрізняється в разі двох способів вирощування. Учениця сказала, що найбільшою є врожайність буряка за міжряддя 45 см.

Правильним варіантом відповіді є А правий учень, оскільки відносний вихід цукру за міжряддя 45 см становить 17,0 %, а за схемою трикутника – 17,1 % (різниця є мінімальною і становить 0,1 %), тоді як найбільша відносна врожайність спостерігається за схемою трикутника і становить 90 %, що спростовує твердження учениці.

3. За врожайності 90 % (за схемою трикутника – 30 см) уміст цукру становить

Правильним варіантом відповіді є В 17,1 %, оскільки на діаграмі для схеми трикутника з відстанню 30 см показник відносного виходу цукру за врожайності 90 % відповідає значенню 17,1 %.

ІІІ. УСВІДОМЛЮЮ ЗАКОНОМІРНОСТІ ПРИРОДИ

1. Установіть відповідність між речовиною (1-4) та функцією, яку вона виконує в організмі (А-Д).

Відповідність між речовинами та їхніми функціями в організмі є такою:

• 1 — Б (гемоглобін виконує транспортну функцію, переносячи кисень та вуглекислий газ)
• 2 — Д (стероїди, зокрема гормони цієї групи, виконують регуляторну функцію)
• 3 — А (целюлоза є структурним компонентом клітинних стінок рослин)
• 4 — В (дезоксирибонуклеїнова кислота забезпечує збереження спадкової інформації)

2. Установіть відповідність між структурою організму (1-5) та білком, який до неї входить (А-Е).

Відповідність між структурами організму та білками є такою:

• 1 — Г (до складу білка курячого яйця входить овальбумін)
• 2 — А (основним білковим компонентом павутини є фіброїн)
• 3 — В (структурним білком волосся та вовни є кератин)
• 4 — Е (актин входить до складу міофібрил м’язових волокон)
• 5 — Б (основним білком еритроцитів є гемоглобін)

3. Розгляньте малюнок, на якому зображено неклітинні форми життя. Проаналізуйте твердження, виберіть правильні.

Правильним варіантом є Г неправильні обидва твердження.

Перше твердження є неправильним, оскільки на малюнку А зображено вірус (бактеріофаг), а на малюнку Б — також вірус (вірус тютюнової мозаїки), а не пріон. Друге твердження є неправильним, оскільки літерою Х на обох малюнках позначено нуклеїнову кислоту, проте у бактеріофага це ДНК, а у вірусу тютюнової мозаїки — РНК.

КОМПЕТЕНТНІСНО ОРІЄНТОВАНЕ ЗАВДАННЯ

1. Який із субстратів підходить до цього ферменту?

До цього ферменту підходить субстрат Г.

Активний центр ферменту має негативно заряджену групу (червоний кубик) на лівій стінці та позитивно заряджену групу (синій кубик) на правій стінці. Для успішної взаємодії за принципом комплементарності субстрат повинен мати протилежно заряджені групи у відповідних місцях: позитивний заряд (синій кубик) ліворуч та негативний заряд (червоний кубик) праворуч, що повністю відповідає моделі під літерою Г.

2. Щодо взаємодії ферменту із субстратом Софія та Олексій висловили такі твердження… Поясніть свій вибір.

Правильним варіантом є В необхідно і достатньо поєднання умов І і ІІ.

Для успішної взаємодії ферменту із субстратом за принципом «ключа й замка» обов’язковою є наявність обох чинників. Субстрат має геометрично відповідати активному центру за формою та розмірами (твердження Софії І) і водночас мати відповідні функціональні групи з протилежними зарядами для утворення хімічних зв’язків у процесі зв’язування (твердження Олексія ІІ). Відсутність просторової або фізико-хімічної сумісності унеможливить ферментативну реакцію, тому поєднання обох умов є одночасно необхідним і достатнім.

3. Дідусь Софії, який до пенсії працював хіміком-органіком, з власного конструктора молекул зробив свої моделі «субстратів» (чорні кульки – атоми Карбону, білі – Гідрогену, сині – Нітрогену, червоні – Оксигену). Яка із цих моделей молекул найбільш схожа на змодельовану учнем і ученицею модель одного з можливих субстратів, позначену на попередній світлині літерою Г?

Найбільш схожою на модель субстрату Г є модель молекули під номером 4.

4. Наведіть ще два приклади взаємодії молекул за таким принципом.

Два приклади взаємодії молекул за принципом просторової та хімічної комплементарності:

1. Взаємодія між комплементарними нітрогенвмісними основами нуклеотидів у дволанцюговій молекулі ДНК під час реплікації або транскрипції (аденін взаємодіє з тиміном, а гуанін — із цитозином).
2. Взаємодія антигенів та антитіл в імунній системі, за якої антитіло розпізнає та специфічно зв’язується з антигеном завдяки високій просторовій відповідності активного центру.

ПОМІРКУЙТЕ

Клітини еукаріотів мають різноманітні форми та розміри. Чим це зумовлено?

Різноманітність форм та розмірів клітин еукаріотів зумовлена такими чинниками:

1. Функціональна спеціалізація клітин — форма та розміри клітин адаптовані до виконання конкретних завдань в організмі (наприклад, видовжені м’язові клітини для забезпечення скорочення, розгалужені нейрони для передачі сигналів, двоввігнуті дископодібні еритроцити для кращого транспортування кисню).
2. Наявність або відсутність клітинної стінки — клітини рослин та грибів мають жорстку оболонку, яка фіксує їхню форму, тоді як тваринні клітини її позбавлені й можуть динамічно змінювати свою форму.
3. Організація цитоскелета — динамічна система мікротрубочок і мікрофіламентів підтримує форму клітини та дозволяє їй змінюватися.
4. Вплив фізичних чинників середовища — на форму впливають поверхневий натяг, осмотичний тиск та щільність прилягання сусідніх клітин у тканинах.

ІНФОРМАЦІЙНО-ПОШУКОВИЙ ПРОЄКТ

«Чому в життєвому циклі диплоїдних організмів формуються гаплоїдні клітини?»

Формування гаплоїдних клітин у життєвому циклі диплоїдних організмів необхідне для досягнення таких біологічних цілей:

1. Збереження сталості каріотипу в поколіннях. Якби статеві клітини залишалися диплоїдними, то під час запліднення кількість хромосом у кожному наступному поколінні подвоювалася б. Формування гаплоїдних гамет ($n$) шляхом мейозу дозволяє відновити вихідний диплоїдний набір хромосом ($2n$) після їхнього злиття.
2. Забезпечення генетичної різноманітності потомства. У процесі мейотичного поділу під час утворення гаплоїдних клітин відбуваються процеси кросинговеру та незалежного розходження хромосом, що створює нові комбінації генів, необхідні для адаптації та еволюції виду.

«Клітинний цикл: його порушення та їхні наслідки»

Клітинний цикл — це період життєдіяльності клітини від її виникнення шляхом поділу до наступного поділу або загибелі. Контроль за його нормальним перебігом здійснюється спеціальними білковими системами в контрольних точках.

Причини порушень клітинного циклу:

1. Мутації в регуляторних генах, що кодують білки контролю поділу (наприклад, цикліни, циклін-залежні кінази, білок $p53$ або онкогени).
2. Дія мутагенів та онкогенних факторів (фізичних — іонізуюче випромінювання; хімічних — канцерогени, отрути; біологічних — віруси папіломи людини, гепатитів B і C).
3. Збої у роботі систем репарації ДНК та механізмів програмованої клітинної смерті (апоптозу).

Наслідки порушень клітинного циклу:

1. Канцерогенез та розвиток пухлин. Неконтрольований та безперервний поділ пошкоджених клітин призводить до утворення доброякісних або злоякісних новоутворень (онкологічних захворювань).
2. Старіння або передчасна загибель клітин. Якщо цикл блокується через невиправні пошкодження без запуску нормального апоптозу, клітини передчасно старіють або гинуть шляхом некрозу, викликаючи дегенерацію тканин.
3. Хромосомні аномалії. Збої під час розходження хромосом в анафазі мітозу призводять до анеуплоїдії (зміни кількості хромосом), що викликає важкі функціональні порушення або загибель дочірніх клітин.

ТВОРЧИЙ ПРОЄКТ

Наскільки важливим для розвитку біології стало відкриття клітини?

Відкриття клітини Робертом Гуком у 1665 році та подальше формування клітинної теорії стали фундаментальним етапом у розвитку біології, оскільки вони об’єднали весь живий світ спільним походженням та єдиним принципом будови. Розуміння того, що клітина є елементарною структурною і функціональною одиницею всіх живих організмів, дозволило перейти від описового вивчення природи до дослідження внутрішніх механізмів життєдіяльності. Це відкриття заклало наукові основи для виникнення та розвитку цитології, генетики, ембріології, фізіології та медицини, пояснивши процеси росту, індивідуального розвитку, розмноження та спадковості на мікроскопічному рівні.