Lectii de sinteza stiinte - clasa a xii

LECTII DE SINTEZA STIINTE - CLASA A XII A

SEMESTRUL I

CAPITOLUL I : MOLECULELE VIETII

• ELEMENTE CHIMICE : In organismele vii exista peste 40 de elemente chimice; ele nu exista in forma libera ci sub forma de combinatii organice si anorganice.

& In functie de cantitatea lor elementele chimice se impart in :

macroelemente: C,H,O,N,P,S

microelemente :Cl, K, Ca, Mg, Si, Al, Cu, Fe,Zn etc

& Componentele chimice ale celulei vii: apa, saruri minerale, substante organice (glucide, lipide, proteine, acizi nucleici)

& Apa:

* cea mai raspandita substanta de pe pamant

* este indispensabila vietii

* reprezinta 60% din masa celulei, 90% din plasma sangvina

* are functie de termoreglare

* este bun solvent si mediu de dispersie

* cantitatea de apa depinde de varsta si sex

• COMPUSI ORGANICI

1. GLUCIDE = ZAHARIDE=HIDRATI DE CARBON

& Clasificare :

1. monozaharide: glucoza, fructoza
2. oligozaharide : zaharoza, maltoza
3. polizaharide: amidon, celuloza

& Functii:

* rol energetic

* substante de rezerva : la plante( amidon) si la animale(glicogen)

* substante de sustinere : plante (celuloza)

& Origine :

* zaharoza ( zahar) : trestie de zahar , sfecla de zahar etc

* fructoza : fructe

* lactoza : lapte

* amidon : cereale, orez, cartofi, legume uscate

2. LIPIDE = GRASIMI

& Clasificare :

1. lipide de constitutie ( fosfolipide)
2. lipide de rezerva ( in tesuturi subcutanate, si tesuturi periviscerale)

& Functii:

* rol de izolant termic

* protectie mecanica ( rinichi, ficat, ochi)

* impermeabilitatea penajului( pasari acvatice)

* intra in alcatuirea membranei celulare

* depozitare de vitamine liposolubile: A,D,E,K

& Origine:

* grasimi saturate ( solide) : carne, untura, produse lactate

* grasimi nesaturate(lichide) : nuci, peste gras, plante oleaginoase

3. PROTEINE

& Clasificare :

9. In functie de solubilitatea in apa:

1. insolubile: cheratina (par, unghii,lana), colagen (piele), fibrina (matase)
2. solubile : hemoglobina (in sange), albumina(albus de ou), gluteine (cereale)

II. Dupa produsii rezultati din reactia de hidroliza:

holoproteine ( din hidroliza rezulta aminoacizi)

heteroproteine (din hidroliza rezulta protide)

III. Dupa valoarea lor biologica:

complete (contin aminoacizi esentiali pt .sinteza proteinelor)

partial complete ( contin toti aminoacizii dar nu in proportii optime pt. sinteza proteinelor)

& Functii :

* rol structural, plastic, de constructie

* rol enzimatic (proteine -enzime)

* rol hormonal

* rol imunologic

& Origine:

* proteine de origine animala : lapte si derivate, carne si derivate, peste, ou

* proteine de origine vegetala : cereale, cartofi, leguminoase, nuci etc

4. ACIZII NUCLEICI

& Clasificare :

1.ADN (acidul dezoxiribonucleic)

2. ARN ( acidul ribonucleic)

& Structura: sunt formati din unitati mai simple numite nucleotide

1 nucleotida= 1 baza azotata+ 1 zahar+ 1 radical fosfat

n nucleotide = 1 lant( catena) polinucleotidic(a)

ADN : este format din 2 lanturi polinucleotidice infasurate elicoidal in jurul unui ax central= dublu helix

ARN : este format dintr-un lant polinucleotidic

Tipuri de ARN: ARNm ( mesager), ARNt (transport), ARNr (ribozomal

CAPITOLUL II : CEASUL MOLECULAR AL VIETII

• TEORIA CELULARA

& Celula = unitatea structurala, functionala si genetica.

& Principalele idei:

* corpul plantelor si animalelor sunt formate din celule

* celulele au o viata individuala proprie

* intr-un organism pluricelular celulele se afla intr-o interdependenta

* exista 2 tipuri de celule : procariote ( bacterii si alge albastre verzi) si eucariote (protiste, ciuperci, plante, animale)

* celula este cea mai mica unitate vie capabila sa se replice

* celula este un sistem biologic aflat intr-un schimb permanent de materie si energie cu mediul

• EVOLUTIE, IMBATRANIRE, MOARTE CELULARA

& Evolutia de la molecula la organism multicelular

sinteza compusilor organici → aparitia macromoleculelor → Sinteza ARN → sinteza proteinelor → sinteza ADN → aparitia procariotului ancestral → eubacterii

→ arhebacterii

→ eucariote unicel.

eucariote unicelulare → eucariote pluricelulare

& Evolutie de la celula ou la organism

celula ou → embrion → organism tanar → organism adult → celule sexuale

( zigot)

& Apoptoza = moarte celulara programata (implica un program genetic)

• BIOTEHNOLOGII. CLONARE. AMELIORARE

& Biotehnologii = ansamblu de metode si tehnici prin care se utilizeaza microorganisme ( de exemplu bacterii ) pt. obtinerea unor substante necesare in diferite domenii ; de asemenea se pot obtine organisme reprogramate genetic

& Clonare terapeutica = se realizeaza cu ajutorul celulelor stem

& Celule stem = celule din maduva osoasa care sunt multipotente si din care se diferentiaza alte linii celulare ( in special elemente figurate)

Clasificarea celulelor stem :

1. celule unipotente: produc un singur de celule (de exemplu piele)
2. celule multipotente : produc un numar limitat de tipuri celulare

( de ex. elemente figurate)

3. celule pluripotente : produc toate tipurile de celule existente intr-un organism(ex. celule placentare)
4. celule totalpotente: produc un individ complet (embrion cu 2-8 celule)

& Surse de celule stem : maduva osoasa, sange, cornee, retina, os, muschiul scheletic, pulpa dentara, ficat, piele, mucoasa gastrointestinala, pancreas

& Aplicatii : medicina regenerativa, testarea medicamentelor etc.

• PROIECTUL GENUMULUI UMAN

& 1981 in SUA s-a lansat idea realizarii unui proiect cu scopul descifrarii genomului uman

& Genomul uman = alcatuit din 80.000-100.000 gene (10% din genom cuprinde secvente cu informatie genetica)

& Obiective:

* identificarea genelor din ADN uman

* determinarea secventelor de perechi de baze azotate ce alcatuiesc ADN

* stocarea informatiei obtinute intr-o baza de date

* dezvoltarea metodelor si tehnologiilor pt. studiul acestor date

* sa dea raspunsuri probabil etice, legale si sociale

* alcatuirea unei harti a cromozomilor pe care sa fie localizate genele

* 99,5% din secventele de ADN sunt identice la toata populatia

& Aplicatii :

* medicina moleculara

* bioarheologie, antropologie

* medicina legala

* agricultura, cresterea animalelor, bioprocesare

• INGINERIE GENETICA

& Definitie : ansamblu de metode si tehnici prin care se modifica materialul genetic; are la baza Tehnica ADN recombinant si Transferul de gene de la o specie la alta

& Tehnica ADN recombinant cuprinde:

* extragerea ADN din specii diferite

* formarea unor molecule hibride

* reintroducerea ADN recombinant

& Transferul de gene de la o specie la alta

Trebuie utilizati vectori ce transfera informatia genetica dintr-o celula in alta *plasmide (molecule de ADN din bacterii)

* virusuri (de ex. bacteriofagi)

* liposome (picaturi mici de lipide)

& Aplicatii:

* s-au obtinut insulina si hormoni de crestere

* s-au obtinut interferonii (celule specializate pt. lupta impotriva infectiilor virale)

& Organisme modificate genetic= organisme care contin o combinatie noua de material genetic care le confera noi caracteristici

Beneficii :

* plante rezistente la seceta si daunatori

* cereale cu continut ridicat de proteine

* cereale fara gluten

* orez cu continut ridicat de vitamina A

* tomate cu coacere in timpul transportului

Efecte adverse :

* incrucisare cu alte specii naturale

* efect asupra diversitatii genetice

* diminuarea rezistentei la factori patogeni

CAPITOLUL III : SISTEME DESCHISE BIOLOGICE

& Sistemul = grupare de elemente identice sau diferite aflate in interactiune

Clasificarea sistemelor : Ilya Prigogine

1. sist. izolate ( nu prezinta schimburi de subst. si energie cu mediul)
2. sist. inchise ( nu prezinta schimb de subst. cu mediul ci doar energie)
3. sist. deschise ( prezinta schimb de subst si energie cu mediul)

• COMUNICARE CELULARA : se realizeaza la toate organismelor la nivelul jonctiunilor intercelulare.

Clasificarea jonctiunilor:

de ocluzie (sudeaza membranele)

de ancorare (leaga celulele)

de comunicare ( cuplarea electrica si metabolica a celulelor cu aceeasi functie)

& Celula comunica permanent cu mediul inconjurator prin membrana celulara

• SISTEME INFORMATIONALE . CODUL GENETIC

& Codul genetic: este format din totalitatea codonilor

Codon : secventa de 3 nucleotide care determina sinteza unui aminoacid; exista 20 de tipuri de aminoacizi iar pentru codificarea lor exista 64 codoni

Caracteristicile codului genetic :

1. este universal (acelasi codon codifica acelasi aminoacid la toate organismele), din cei 64 de codoni doar 61 codifica, 4 sunt codoni sunt STOP ( marcheaza sfarsitul informatiei genetice)
2. este nesuprapus ( doi codoni vecini nu au nucleotide commune)
3. fara virgule ( intre codoni nu exista spatii, citirea se face continuu)
4. degenerat ( un aminoacid este codificat de mai multi codoni)
5. ambiguu ( un codon determina includerea mai multor tipuri de aminoacizi in proteine)

• REGLAJUL GENETIC AL SINTEZEI PROTEINELOR

& Biosinteza proteinelor : se realizeaza in 2 etape

1.Transcriptia = reprezinta copierea informatiei genetice a unei catene de ADN in ARNm (mesager) sub actiunea enzimei ARN polimeraza

2. Translatia = decodificarea informatiei genetice din ARNm intr-o catena polipeptidica

& Reglajul genetic la procariote (bacterii)

* se realizeaza doar la nivelul transcriptiei

* teoria reglajului a fost elaborata de F.Jacob si J.Monod

* au facut experiente pe bacteria E.coli

Exista 3 tipuri de reglaj genetic la bacterii:

inductibil (intervine in sinteza enzimelor catabolice)

represibil (intervine in sinteza enzimelor anabolice)

prin retroinhibitie ( feed-back) : produsul final al sintezei proteice ajuns la o anumita concentratie va bloca propria sa sinteza prin cuplarea cu una dintre primele enzime ale caii metabolice

& Reglajul genetic la eucariote ( protiste, ciuperci, plante, animale)

Se realizeaza prin diferite mecanisme:

* la nivelul fibrelor de cromatina

* prin inactivarea unor segmente de cromozomi

* la nivelul transcriptiei si translatiei

* prin hormoni

* la nivelul maturarii ARNm precursor

• STARE DE SANATATE .STARE DE BOALA

& Imunitate = reactia organismului la patrunderea unui anumit agent patogen sau substanta straina (antigen) prin sinteza unei substante (anticorpi) care sa neutralizeze antigenul

Imunitatea poate fi : innascuta si dobandita ( pasiv = prin laptele matern si activ =prin contact cu boala si vaccinare)

& Vaccinuri = produse biologice care contin bacterii vii cu virulenta atenuata, bacterii omorate, toxine modificate, virusuri cu virulenta atenuata, virusuri inactive; acestea introduce in organism genereaza o reactie imunitara, generand o stare de protectie temporara fata de un anumit agent infectios

& Substante antimicrobiene :

Clasificare a subst.cu actiune antimicrobiana:

Dezinfectante (antiseptice) = au actiune nespecifica cu efecte toxice asupra agentilor patogeni

Chimioterapicele si antibioticele = substante care introduse in organism au efecte toxice asupra microorganismelor, paraziti si celule atipice (canceroase)

& Transplanturi. Grefe. Inlocuitori de organe

Transplanturi = actiune medicala de inlocuire a unor tesuturi (organe) umane compromise din corpul unui subiect uman cu alte structuri similare dovedite sanatoase

& 25 octombrie 2005 Legea privind efectuarea prelevarii si transplantul de organe, tesuturi si celule de origine umana