Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 17. Будова й функції двомембранних органел (мітохондрії та пластиди)
Завдання 1 (с. 87)
Функція та автономність мітохондрій
Поясніть, навіщо клітині потрібні мітохондрії. Чому мітохондрії називають напівавтономними органелами?
Розв’язання
Визнач головну функцію: мітохондрії забезпечують клітину енергією (АТФ) через повне окиснення поживних речовин за участю кисню.
Проаналізуй будову: оскільки органела має власну ДНК, РНК та рибосоми, вона здатна синтезувати деякі білки самостійно.
Визнач ступінь залежності: більшість білків мітохондрії кодується в ядерній ДНК клітини й імпортується туди, тому повною автономністю вона не володіє.
Відповідь:
Мітохондрії потрібні для синтезу АТФ (енергії) шляхом клітинного дихання. Вони є напівавтономними, оскільки мають власний генетичний матеріал і синтезують лише частину своїх білків, залишаючись залежними від ядра клітини.
Завдання 2 (с. 87)
Будова хлоропласта та ефективність фотосинтезу
Розгляньте малюнок будови хлоропласта (мал. 17.3). Чому його внутрішня мембрана утворює складні структури? Чи сприяє це ефективності фотосинтезу?
Розв’язання
Опиши структуру: внутрішня мембрана вигнута у форму тилакоїдів, які утворюють стопки (грані).
Поясни функцію: саме на мембранах тилакоїдів знаходяться фотосистеми, що перетворюють світлову енергію.
Зроби висновок про ефективність: складна поверхня значно збільшує площу для розташування фотосистем, що дозволяє клітині ефективно використовувати сонячне світло для синтезу вуглеводів.
Відповідь:
Внутрішня мембрана утворює тилакоїди (грані), на яких розташовані фотосистеми. Це збільшує площу поверхні для реакцій, що сприяє підвищенню ефективності фотосинтезу.
Завдання 3 (с. 87)
Зміна забарвлення бульби картоплі
Що й чому відбулось із бульбою картоплі? Поясніть на клітинному рівні.
Розв’язання
Визнач тип органели: у бульбі картоплі містяться безбарвні пластиди — лейкопласти.
Опиши зміст органел: в їхньому матриксі накопичується крохмаль як запасна речовина.
Поясни реакцію з йодом: при додаванні розчину йоду молекули йоду вступають у взаємодію з крохмалем, що призводить до появи синього кольору.
Відповідь:
У бульбі картоплі лейкопласти містять запасний крохмаль. При додаванні йоду він реагує з крохмалем, і зерна в лейкопластах набувають синього забарвлення.
Завдання 4
ДНК як доказ ендосимбіотичного походження
Що навело дослідників на думку, що хлоропласти — це колишні бактерії, поглинені великою клітиною?
Розв’язання
Зафіксуй ключову ознаку: хлоропласти мають власну кільцеву ДНК, схожу на бактеріальну.
Порівняй геноми: аналіз послідовності ДНК виявив багато спільних рис між ДНК хлоропластів та сучасними ціанобактеріями.
Зроби висновок: наявність власного генетичного апарату, подібного до бактерій, свідчить про те, що хлоропласти були вільноживучими організмами, які потрапили всередину клітини-хазяїна.
Відповідь:
Дослідники помітили, що хлоропласти мають власну ДНК, яка дуже схожа на ДНК ціанобактерій. Це навело вчених на висновок, що хлоропласти походять від цих бактерій, які були поглинуті клітиною-хазяїном.
Завдання 5
Тип симбіозу та користь симбіонтів
Поміркуйте, якого типу симбіотичні взаємодії могли б виникнути між попередниками хлоропластів (ціанобактеріями) і клітиною-хазяїном. Яку користь міг мати кожен із симбіонтів?
Розв’язання
Визначимо потреби ціанобактерії: їй потрібне безпечне місце для життя та стабільний постачання води, мінералів та органічних сполук (наприклад, амінокислот), які вона не може синтезувати сама.
Визначимо потреби клітини-хазяїна: їй потрібен постійний джерело кисню для клітинного дихання та глюкоза як основне паливо для енергетичних процесів.
Складемо висновок про взаємодію: бактерія дає хазяїну кисень і цукри, а хазяїн забезпечує бактерію захистом та поживними речовинами.
Відповідь:
Виник мутуалізм (взаємно вигідний симбіоз). Клітина-хазяїн отримувала кисень для дихання та глюкозу як енергетичне паливо, а ціанобактерія отримувала захищене середовище всередині клітини та стабільне постачання води, мінералів та органічних сполук.
