Chemizm życia

Podstawa programowa

• Strona biologhel.pl dostarcza aktualne i historyczne informacje.
• Ważne dla osób poprawiających maturę.

Chemizm życia - biochemia

Składniki nieorganiczne

• Znaczenie biologiczne makroelementów i pierwiastków biogennych.
• Makroelementy: pierwiastki >1% suchej masy, zapotrzebowanie >100 mg/dzień.
  • Biogenne: węgiel (C), wodór (H), tlen (O), azot (N), fosfor (P), siarka (S) - pamięć: „CHONPS”.
  • Wapń (Ca), magnez (Mg), sód (Na), potas (K), chlor (Cl).
• Znaczenie biologiczne:
  • C, H, O, N, P, S: budowa cukrów, białek, lipidów, nukleotydów.
  • Wapń: kości, krzepnięcie krwi, skurcz mięśni.
  • Mg, Na, K, Cl: polaryzacja błon, przewodzenie impulsów.

Składniki organiczne

Węglowodany

• Budowa: wiązania glikozydowe alfa i beta.
• Rodzaje cukrów
  • Monosacharydy: glukoza, fruktoza, galaktoza, ryboza, deoksyryboza.
  • Disacharydy: sacharoza (alfa), laktoza (beta), maltoza (alfa).
  • Polisacharydy: skrobia (alfa), glikogen (alfa), celuloza (beta), chityna (beta).
• Znaczenie biologiczne
  • Glukoza, fruktoza: energetyczne.
  • Ryboza, deoksyryboza: budowa nukleotydów.
  • Sacharoza: transport cukru u roślin.
  • Laktoza: mleko ssaków.
  • Skrobia i glikogen: zapasowe.
  • Celuloza, chityna: strukturalne.

Białka

• Budowa: aminokwasy połączone wiązaniem peptydowym.
• Struktury
  • Pierwszorzędowa: sekwencja aminokwasów.
  • Drugorzędowa: alfa-helisa, beta-harmonijka - wiązania wodorowe.
  • Trzeciorzędowa: struktura złożona jednego łańcucha.
  • Czwartorzędowa: wiele łańcuchów.
• Czynniki fizyczne i chemiczne: denaturacja (utrata struktur).
• Znaczenie biologiczne: albuminy, globuliny, histony, kolagen, keratyna, hemoglobina, mioglobina.

Lipidy

• Budowa: wiązanie estrowe (glicerol + kwasy tłuszczowe).
• Rodzaje
  • Proste: trójglicerydy, woski.
  • Złożone: fosfolipidy, glikolipidy.
• Znaczenie biologiczne: strukturalne, energetyczne, substraty do syntezy.

Kwas nukleinowy

• DNA i RNA: różnice w pentozach, strukturze (jedno/dwuniciowe).
• Wiązania: estrowe, glikozydowe, fosfodiestrowe, wodorowe.
• Znaczenie biologiczne: DNA - informacja genetyczna, RNA - tłumaczenie informacji genetycznej.

Komórka

Mikroskopowe elementy komórki

• Mikroskopy: optyczne (z zewnątrz) i elektronowe (wewnątrz).
• Rozpoznawanie organelli: mitochondria (grzebienie), aparat Golgiego (wygięte cysterny), jądro komórkowe (chromatyna).

Transport przez błony

• Rodzaje transportu
  • Dyfuzja prosta: bez energii, bez białek.
  • Dyfuzja wspomagana: bez energii, z białkami.
  • Transport aktywny: z energią, z białkami.
  • Endocytoza i egzocytoza: pęcherzyki błonowe.

Jądro komórkowe

• Budowa: otoczka, pory jądrowe, chromatyna (eu/hetero), jąderko.
• Funkcja: przechowywanie i powielanie materiału genetycznego.

Rybosomy

• Budowa: białka i rRNA, dwie podjednostki.
• Powstawanie: transkrypcja w jąderku, formowanie w cytozolu.
• Funkcja: synteza białek.

Cytoszkielet

• Elementy: mikrotubule, filamenty pośrednie, aktynowe.
• Funkcje: ruch, transport, stabilizacja.

Podziały komórkowe

• Mitoza i mejoza: kariokineza, cytokineza.
• Zmienność rekombinacyjna: crossing-over i segregacja niezależna.

Metabolizm

Szlaki i cykle metaboliczne

• Szlaki: glikoliza, reakcja pomostowa.
• Cykle: cykl Krepsa, cykl Kelvina.

Enzymy

• Budowa: białka z centrum aktywnym.
• Swoistość substratowa: kształt dopasowany do substratu.
• Regulacja: aktywacja (kofaktor), inhibicja (kompetycyjna, niekompetycyjna).
• Czynniki wpływające: temperatura, pH, stężenie substratu.

Fotosynteza

• Chloroplasty: budowa związana z fotosyntezą.
• Faza jasna: fosforylacja niecykliczna.
• Faza ciemna: cykl Kelvina - substraty i produkty.

Oddychanie komórkowe

• Mitochondria: budowa związana z oddychaniem.
• Etapy: glikoliza, reakcja pomostowa, cykl Krebsa, utlenianie końcowe.
• Fosforylacja oksydacyjna: chemiosmoza w mitochondriach.

Fermentacja

• Rodzaje: alkoholowa, mleczanowa.
• Energetyka: oddychanie tlenowe vs beztlenowe.

Glukoneogeneza i glikogenoliza

• Glukoneogeneza: synteza glukozy ze związków niecukrowych.
• Glikogenoliza: rozkład glikogenu na glukozę.

Zakończenie

• Wszystkie te procesy odgrywają kluczową rolę w funkcjonowaniu organizmów żywych i ich adaptacji do różnych warunków środowiska.