Биологија 8, уџбеник за 8. разред основне школе

Душица Комановић

Весна Милетић

o

БИОЛОГИЈА

Ed

uk a

pr

om

УЏБЕНИК ЗА ОСМИ РАЗРЕД ОСНОВНЕ ШКОЛЕ

uk a

Ed o

om

pr

o om

Здраво!

Ed

uk a

pr

Пред тобом је уџбеник који ће ти помоћи да упознаш живу природу преко наставног предмета – биологије. Поред основног текста, у њему ћеш наћи занимљивости, задатке које треба да радиш самостално као домаћи задатак, у пару или у групи, или као активност на часу. Ти задаци ће ти помоћи да закључиш и схватиш законитости природе и живог света. Ако си радознала особа и желиш више да сазнаш, погледај занимљивости. Тако ћеш сазнати још више о живој природи. Пре него што почнеш да учиш, погледај Водич кроз уџбеник, који ће ти помоћи у раду. Ми смо се потрудиле да припремимо занимљив уџбеник и надамо се да ћеш га користити не само за учење биологије већ и као основу за истраживање живе природе. Ауторке

САДРЖАЈ 5 Водич кроз уџбеник

o

om

Човек и здравље Одговоран однос према здрављу. Здрави стилови живота. Лековити и физиолошки активни продукти животиња и биљака. Биолошки смисао адолесценције. Заштита од полно преносивих болести, контрацепција.

pr

95 96 103 110 119 126

Јединство грађе и функције као основа живота Грађа ћелије, улога органела. Матичне ћелије-ћелије програмиране за различите функције. Принцип економичности грађе и функције живих бића. Улога и значај ензима. Ендокрини систем и хуморална регулација. Хомеостаза − принцип повратне спреге. Регулаторна улога хормона биљака и животиња. Чулно-нервни систем животиња. Рефлексни лук. Надражљивост, проводљивост, контрактилност. Синапса, неуротрансмитери и нервни импулси. Поремећаји функције ендокриног система, нервног система и чула. Фотосинтеза.Ћелијско дисање. Транспирација.Температурна регулација.

uk a

6 7 19 22 27 33 42 47 52 60 66 70 76 84

Ed

135 Порекло и разноврсност живота 136 Значај алги (цијанобактерија) и биљака за еволуцију живих бића.

144 Календар живота, еволуција различитих група организама кроз геолошка доба и велика изумирања.

155 Излазак организама из воде на копно.

165 166 176 181 188 194

Наслеђивање и еволуција Генска основа развића животиња. Цветање, плодоношење и сазревање плодова биљака. Теорија еволуције. Постанак нових врста кроз еволуционе процесе. Еволуција човека.

206 207 213 219 225 233 240 256 262

Живот у екосистему Еволуција и развој екосистема. Концепт климакса. Циклуси кружења основних супстанци у природи (H2O, C, N) и њихова повезаност. Азотофиксација, микориза, симбиоза, симбиотски организми (лишајеви). Ограниченост ресурса (капацитет средине) и одрживи развој. Нестанак врста и фактори угрожавања (H.I.P.P.O. концепт). Типични екосистеми Србије. Ретке и угрожене врсте Србије. Интродукције, реинтродукције и инвазивне врсте.

ВОДИЧ КРОЗ УЏБЕНИК

КЉУЧНЕ РЕЧИ: У свакој лекцији издвојени су најважнији појмови. ВАЖНИ ПОЈМОВИ Објашења најважнијих нових појмова које треба да усвојиш.

o

Биолози ИСТРАЖИВАЧИ Упусти се у истраживања: вежбај, учествуј у испитивањима и пројектима – самостално, у пару или групно.

om

Биолози КРЕАТИВЦИ Оствари занимљиве идеје за цртање и прављење – повезуј биолошке појаве са наставним садржајима других предмета.

pr

ЗАНИМЉИВА БИОЛОГИЈА Обрати пажњу на занимљиви свет биологије! Негуј своју радозналост и жељу за знањем.

uk a

Биолози ПАМЕТНИЦЕ Укратко обнови садржај лекције.

Ed

РАЗУМЕШ ЛИ? Питања за разумевање градива. БИЛОШКЕ МОЗГАЛИЦЕ Кроз разноврсне вежбе и задатке провери своје знање на крају сваке лекције и после обрађене теме. Потруди се да постепено подижеш ниво својих постигнућа. ПОГЛЕД УНАЗАД Подсећање на појмове који су учени ранијих година из биологије или других предмета. БРЗО И КРАТКО УЧИ СЕ ЛАКО Проучи мреже појмова и самостално креирај појмовне мапе.

5

o om pr

У овој области ћеш:

uk a

Јединство грађе и функције као основа живота

Ed

повезивати грађу ћелијских органела са функцијом коју врше у ћелији; разумети појам матичних ћелија; схватити принцип економичности у грађи живих бића; идентификовати регулаторне механизме који одржавају сталност унутрашње средине организма; препознати механизме којима организми одговарају на промене спољашње средине; посматрати ћелију и органеле под микроскопом.

Ћелија је основна градивна и функционална јединица сваког живог бића. Као таква она има одређену улогу у организму. У природи постоје организми грађени од једне ћелије. У којим царствима живих бића постоје једноћелијске врсте? Вишећелијски организми могу бити изграђени од више милиона ћелија.

om

o

Шта значи да је ћелија основна јединица грађе и функције сваког живог бића? Особине живих бића произилазе из особине саме ћелије која је настала током еволуције. Сваки живи организам има ћелијску грађу. Зашто вирусе не сврставамо у живе организме? Поједине ћелије имају одређену грађу из које произилази њихова специфична функција (нпр. надражљивост, проводљивост, контрактилност), док друге могу бити програмиране да се развијају у више праваца, односно обављају различите функције. једро

цитоплазма

мембрана

Ed

uk a

Занимљива биологија: Када и како се сазнало да је свако живо биће грађено од ћелија? Дешава се да се до великих научних открића дође сасвим случајно. Тако се десило и са открићем ћелије. У 17. веку је у Холандији живео брусач стакла, Антоан ван Левенхук. Правио је квалитетна увеличавајућа стакла. Он је и творац првог, веома једноставног, микроскопа.

ГРАЂА ЋЕЛИЈЕ, УЛОГА ОРГАНЕЛА

pr

Кључне речи: ћелија органела једро ендоплазмични ретикулум рибозом хлоропласт центриола лизозом

Антони ван Левенхук и модели најстаријих микроскопа. У истом веку у Енглеској је живео научник Роберт Хук. Док је под тим, тако једноставним микроскопом, посматрао комад плуте, уочио је коморице које су га подсетиле на монашке ћелије. Због тога их је назвао ћелије (од латинске речи cellula).

митохондрије Ћелија

Ћелијску теорију, по којој су сва жива бића изграђена од ћелија, су 1839. године поставили ботаничар Матијас Шлајден и зоолог Теодор Шван. Научник Рудолф Вирхоф 1858. године допуњује теорију закључком да свака ћелија настаје деобом из ћелије.

7

Савремена ћелијска теорија има следеће поставке: ћелија је основна јединица грађе живих бића; ћелија је функционална јединица живих бића; ћелија може да обавља одређену улогу, али чешће у вишећелијском организму група ћелија врши одређену улогу; свака ћелија настаје деобом мајке ћелије; наследне информације се приликом деобе преносе са ћелије на ћелију; ћелија је јединица раста, размножавања и развића; ћелија има сопствени метаболизам.

Важни појмови: Метаболизам-процес изградње или разградње органске супстанце уз везивање или ослобађање енергије Органска супстанца- супстанца која разлагањем даје воду, угљен диоксид и енергију Протеин (беланчевина)органска супстанца Нуклеоплазма- једрова плазма у којој се налази хроматин

ендоплазматични ретикулум

Ed

једро

uk a

pr

om

o

Ћелијски метаболизам чине процеси изградње органске супстанце уз везивање енергије, или процеси разградње органске супстанце уз ослобађање енергије. Подсети се неких метаболичких процеса у ћелији. У хлоропластима се у процесу фотосинтезе ствара органска супстанца – шећер. Приликом овог процеса се веже сунчева енергија. Шећер у ћелији се процесом ћелијског дисања разграђује и при том процесу се ослобађа енергија. Органеле у којима се врши ћелијско дисање су митохондрије. Метаболизам у ћелији врше ћелијске органеле. Органеле су делови ћелије са сопственом мембраном и одређеном улогом. Ти већ знаш неке ћелијске органеле као што су митохондрије и хлоропласти. Ћелијске органеле се налазе у цитоплазми, а свака ћелија је ограничена ћелијском мембраном преко које ћелија комуницира са спољашњом средином и другим ћелијама.

голџијев апарат

центриола лизозом

једарце

митохондрија

центриола

лизозом

рибозом

голџијев апарат

рибозом

митохондрија

једро

ендоплазматични ретикулум

Грађа животињске ћелије

Једро је једна од најважнијих органела у еукариотским ћелијама. Оно управља животним процесима у ћелији, а важно је и у деоби ћелије. Већина ћелија има једно једро. Међутим, мишићне ћелије скелетног мишића су вишеједарне. Еритроцити сисара (осим камиле и ламе) немају једро. Облик једра је различит код различитих врста ћелија.

8

Обично је једро овално, али може бити режњевито код леукоцита или мрежасто у жлезданим ћелијама. Положај једра у ћелији зависи од активности ћелије и њене старости. Величина једра је сразмерна количини ДНК и мења се током раста ћелија. Најмања једра имају сперматозоиди и једна врста белих крвних ћелија.

pr

једрове поре

om

o

Важни појмови: Хетерохроматин-густ и таман хроматин Еухроматин-ређи и светлији хроматин

Једро се састоји од две једрове мембране на којима се налазе поре. Унутрашњост је испуњена једровом плазмом- нуклеоплазмом. У нуклеоплазми се налази хроматин који у деоби ћелије гради хромозоме. Хроматински материјал је од суштинског значаја за функционисање еукариотске ћелије. Чине га ДНК и протеини којима је упакована. Згуснут хроматин-хетерохроматин налази се уз једрову мембрану. Ређи и светлији еухроматин налази се у унутрашњости једра. У области еухроматина се налазе активни гени који носе информацију за синтезу протеина.

једрова мембрана

Ed

uk a

једарце

еухроматин

хетерохроматин

једрова плазма Грађа једра

Сваки молекул ДНК чини основу хромозома и назива се хроматинско влакно. Молекул ДНК сисара у исправљеном стању је дужине око 2 m. Удружени са протеинима, који доводе до паковања ДНК, граде хромозоме.

9

ћелија једро хромозом

Важни појмови: Ендоплазматични ретукулумћелијска органела која је изграђена од мреже мембрана Транслација-процес стварања протеина у рибозомима

ДНК ген

om

У једру се налази једарце, лоптаста структура везана за хроматин. У једарцету се стварају субјединице рибозома, структуре која учествује у стварању протеина.

o

У једру еукариота се налазе хромозоми изграђени од ДНК

pr

Рибозоми су ситне лоптасте структуре које имају и прокаритске и еукариотске ћелије. Налазе се слободни у цитоплазми или везани за мембране ендоплазматичног ретикулума. Састоје се од две субјединице (велике и мале) које су спојене само за време синтезе протеина.

Ed

uk a

велика субјединица

мала субјединица

Рибозом је изграђен од две субјединице

Рибозоми су органеле које немају мембрану па их научници не сврставају у праве цитоплазмине органеле. У њима се одвија синтеза протеина. Њихов број у ћелији је показатељ интензивне синтезе протеина. Процес синтезе протеина у ћелији се назива транслација. Рибозом ствара протеин на основу записа на делу ДНК-гена. Процес преводиоца између ДНК и рибозома врши посебан молекул који се назива информациона РНК. Када се рибозоми нанижу на информациону РНК они граде полирибозом и почињу да врше синтезу протеина.

10

Занимљива биологија: Занимљивости о ћелији прочитај на https://www.rts.rs/page/magazine/ ci/story/2520/nauka/2758363/istinita-bajka-o-celiji.html Напиши новински чланак о ћелији.

Занимљива биологија: Протеини(беланчевине) који су створени у ендоплазматичном ретикулуму одлазе на дораду у Голџијев комплекс где се врши усмеравање, сортирање и дорада протеина.

велика субјединица

информациона РНК мала субјединица

Голџијев комплекс

Рибозом везан за информациону РНК

uk a

pr

om

o

Ендоплазматични ретикулум је изграђен од мембрана које затварају унутрашње просторе образујући мрежу каналића на чијим се крајевима издвајају вакуоле. Број и дужина каналића се мења и зависи од активности ћелије, врсте ткива и старости организма. Ендоплазматични ретикулум је интегрални део једрове мембране. Ако на себи има рибозоме, назива се гранулирани или рапави ендоплазматични ретикулум и улога му је синтеза протеина. Ендоплазматични ретикулум који нема рибозоме је агранулирани или глатки и има улогу у синтези масти и компоненти за синтезу мембрана у ћелији. једро

Ed

ендоплазматични ретикулум

Ендоплазматични ретикулум се код еукариота увек налази око једра

Поред улоге у стварању свих мембрана у ћелији, ендоплазматични ретикулум учествује у циркулацији цитоплазме и транспорту супстанци од спољашње средине до цитоплазме, органела и једра, као и у преношењу импулса кроз ћелију. Његова улога је и механичка јер даје одређену чврстину и стабилност ћелији.

11

После стварања у рибозомима и ендоплазматичном ретикулуму, протеини се избацују из ћелије или постају ензими лизозома.

ХЛОРОПЛАСТ

pr

om

Већ знаш да су хлоропласти и митохондрије биоенергетске органеле које су некада као бактерије ушле у еукариотску ћелију и у њој наставиле да живе у симбиози. Хлоропласти и митохондрије имају две мебране, рибозоме и сопствену ДНК, тако да у ћелији могу да се деле независно од деобе ћелије.

Важни појмови: Ензими-супстанце које убрзавају хемијске процесе у ћелији Симбиоза-узајамно корисна заједница живих бића Биоенергетске органеле- органеле у којима се веже и ослобађа енергија неопходна свим живим бићима

o

Лизозоми су органеле округластог облика са једном мембраном. У лизозомима се врши разлагање супстанци. Имају велики значај у метаболизму јер отклањају оштећене или непотребне делове ћелије. Такође их много има у белим крвним зрнцима који учествују у одбрани организма од бактерија и паразита. У процесу фагоцитозе бактерија која је увучена у ћелију постаје фагозом око којег се ствара лизозом у коме се налазе ензими за варење. Када се бактерија разложи, као преостало тело се избацује преко мембране у спољашњу средину.

спољашња мембрана

ДНК

Ed

унутрашња мембрана

uk a

рибозоми

МИТОХОНДРИЈА

спољашња мембрана

рибозоми

ДНК унутрашња мембрана Хлоропласти и митохондрије имају сличну грађу јер потичу од бактерија.

12

Занимљива биологија: Лизозоми имају улогу да варе честице које су у ћелију ушле фагоцитозом. Те честице могу бити неке хранљиве супстанце или бактерије. Процес којим лизозом разлаже стране честице се назива хетерофагија. Способност хетерофагије има већина ћелија, а највише леукоцити. Поред овог процеса, ћелија може да свари оштећене, истрошене и болесне делове ћелије. Тај процес се назива аутофагија. Један од примера аутофагије је процес смањивања млечних жлезда код женки сисара после завршетка дојења. Данас се неке дијете базирају на принципима аутофагије. Више о томе можеш пронаћи на интернету. Напиши кратак есеј о аутофагији.

Важни појмови: Пигмент- супстанца способна да веже сунчеву енергију Центрозом- две центриоле постављене под правим углом Микротубуле- цевчице изграђене од протеина.

Хлоропласти су органеле које поседују биљне ћелије, алге и зелена еуглена из царства протиста. Садрже пигмент хлорофил. Учествују у процесу фотосинтезе којом се сунчева енергија користи за стварање органске супстанце шећера из неорганских супстанци , угљен-диоксида и воде. Због тога што су способне да саме створе храну, биљке се називају аутотрофни организми. Хлоропласти имају две мембране, а у унутрашњости строму у којој се налазе мембране, тилакоиди, наслагане као новчићи. У тилакоидима се налази пигмент хлорофил. Хлоропласти имају своју ДНК и рибозоме.

тилакоиди

строма

рибозом

uk a

pr

om

o

ДНК

унутрашња мембрана спољашња мембрана

Ed

Занимљива биологија: Бичар зелена еуглена је протист који је способан да врши процес фотосинтезе. У свом једноћелијском телу овај бичар има хлоропласте па када се нађе на светлости може да врши фотосинтезу, а када се нађе у мраку, храни се хетеротрофно. Поред биљака и модрозелене бактерије могу да врше фотосинтезу. Оне се сматрају најстаријим фотоаутотрофним организмима на Земљи.

Грађа хлоропласта

Центриоле су цилиндричне органеле изграђене од шупљих цевчица микротубула. Центриоле су грађене од девет пута по три микротубуле. Две центриоле под правим углом граде центрозом. Центрилоле имају улогу је у стварању деобног вретена приликом деобе ћелије. Биљне ћелије немају центриоле.

Центриоле су изграђене од девет пута по три микротубуле Зелена еуглена

13

Биолози истраживачи- рад у пару

Посматрање ћелија, ткива и мембрана под микроскопом-вежба.

o

Потребан материјал и прибор: микроскоп трајни микроскопски препарти различитих ткива и органа животиња (кожа, попречно пругасто мишићно ткиво, крв) трајни микроскопски препарат попречног пресека листа биљака свеска и оловка

pr

om

Поступак и ток рада: Пронађи видно поље под микроскопом и постави препарат. Посматрај препарат под малим, а затим под већим увећањем. Нацртај у свесци оно што видиш, а затим помоћу литературе и слика са интернета обележи свој цртеж. Треба да видиш ћелијску мембрану, цитоплазму и једро, а од органела ћеш сигурно уочити хлоропласте у листу.

uk a

-Привремени препарат можеш да направиш ако у твојој школи не постоје трајни препарати.

Ed

Поступак и ток рада: Чистом, добро искуваном, кашичицом за кафу састружи мако епителног ткива са језика или унутрашњости образа. Садржај са кашике пренеси на предметно стакло, додај кап воде и покриј покровним стаклом. Посматрај препарат под малим, а затим под већим увећањем.

Ћелије епитела са језика под микроскопом

14

Биолози истраживачи- рад у пару

Како да видите органеле, хлоропласте, у ћелији? Мере опреза: под надзором наставника рукуј хлоралом.

om

o

Потребан прибор и материјал: стабљичица маховине, раствор хлорала (супстанцу која се користи у различите сврхе, али и за припремање микроскопских преперата, потражите у кабинету за хемију), микроскоп.

pr

Поступак: припремите микроскоп за рад; листић маховине и кап воде ставите на микроскопско стакло, па покријте покровним стаклом; припремљен препарат ставите на сточић, подесите окулар. Видећете ћелије са зрнцима хлоропласта.

uk a

Биолози паметнице: Ћелија је основна градивна и функционална организација живих бића. Поред ћелијске мембране и цитоплазме у ћелији се налазе органеле у којима се врше процеси ћелијског метаболизма. Једро је органела која управља радом ћелије и има улогу у размножавању. У њој се налази ДНК, молекул на коме се налазе гени. Гени су шифра за синтезу протеина. Преносилац шифре између ДНК и места стварања протеина је информациона РНК. Протеини се стварају у рибозомима, а сам процес стварања се назива транслација. Рибозоми се налазе слободни у цитоплазми или на мембранама ендоплазматичног ретикулума. То је органела која увећава метаболичку површину у ћелији и транспортује супстанце кроз ћелију. После синтезе протеини одлазе ван ћелије или постају ензими лизозома. Лизозоми су органеле у којима се варе супстанце унесене у ћелију. За ћелијски метаолизам потребна је енергија коју у хлоропластима вежу зелене биљке у процесу фтосинтезе. Та енергија се ослобађа у процесу ћелијског дисања у митохондријама. Центриоле су органеле које стварају деобно вретено приликом деобе ћелије. Биљке немају центриоле.

Да вас подсетимо: у хлоропластима се налази пигмент хлорофил.

Ed

хлоропласт

Биљне ћелије под микроскопом

Ако желиш да видиш и друге органеле, потребан ти је микроскоп са већим увећањем. Ако у твом граду или крају у коме живиш постоји лабораторија, пољопривредни институт, фабрика хране или воде или факултет биологије, посети га и замоли да ти дозволе да погледаш препарат под њиховим микроскопом. На интернету се могу пронаћи фотографије микроскопских препарата, па је и то добар начин да употпуниш своје знање.

15

Биолошке мозгалице– самостални рад

om

o

1. Прочитај текст и на основу прочитаног текста заокружи тачан одговор** Сваки живи организам је изграђен од једне или више ћелија. Ћелија је најмања јединица која има све карактеристике живих бића. У ћелији се налазе органске и неорганске супстанце. Од неорганских супстанци најзаступљеније су вода и соли. Од органских једињења у ћелији се налазе шећери, масти и протеини. Код једноћелијских организама све битне животне функције (варење, дисање, излучивање) обавља једна ћелија. Код виших животиња, одређене функције у организму обављају само одређене групе ћелија те је из тог разлога дошло до њихове велике разноврсности у облику, величини, структури и функцији. Тако да, нпр. у организму човека, постоји око 200 различитих типова ћелија. Од неорганских супстанци у ћелији има највише : шећера воде масти протеина

pr

1.

2.

3.

4.

Ed

a. 500 типова ћелија б. 100 типова ћелија в. 200 типова ћелија

uk a

У организму човека постоји више од:

Најмања јединица која има карактеристике живота је: а. ткиво б. орган в. ћелија

2. Повежи органеле и функције које врше тако што ћеш испред органеле уписати број** ____једро ____рибозом ____ендоплазматични ретикулум ____митохондрија ____хлоропласт ____центриола ____лизозом

16

1. разлаже стране материје 2. везује енергију у процесу фотосинтезе 3. синтеза протеина 4. ћелијско дисање 5. ствара деобно вретено 6. увећава површину ћелије 7. управља радом ћелије

3. Обнови своје знање из претходних разреда тако што ћеш направити укрштеницу. Ми смо ти дали појмове, а ти напиши дефиниције. Грађа ћелије**

om

o

1. Ћ Е Л И Ј С К А М Е М Б Р А Н А 2. ЦИТОЛОГИЈА 3. ЕНДОПЛАЗМАТИЧНИ РЕТИКУЛУМ 4. ЦИТОПЛАЗМА 5. ХЛОРОФИЛ 6. ЈЕДРО 7. ЦЕНТРИОЛЕ 8. ДНК 9. ХЛОРОПЛАСТИ 10. ЋЕЛИЈСКИ ЗИД 11. ЋЕЛИЈА 12. ВАКУОЛЕ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

pr

Објасни шта значе наведени појмови: _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________

Ed

uk a

Занимљива биологија: Налази фосила указују да је пре око 1,6 милијарди година дошло до развитка еукариотске ћелије живих бића. Данас је најприхватљивија симбиотска теорија која објашњава настанак еукариотских ћелија (слика доле). По тој теорији се сматра да су прокариоте ушле у ћелију еукариота и постале њене органеле (митохондрије и хлоропласти). Тако је настала симбиоза у којој је еукариотска ћелија обезбеђивала храну, а прокариотска енергију. Ова теорија се потврђује грађом митохондрија и хлоропласта која је слична грађи прокариотске ћелије, али има и недостатака (не објашњава нпр. појаву унутрашњег ћелијског скелета у еукариотској ћелији). Поред симбиотске, постоје и друге теорије које покушавају да објасне еволуцију прокариотске у еукариотску ћелију. У сваком случају, догод то не буде могло да се експериментом докаже, биће могуће само претпостављати како је овај процес текао. Еволуција ћелија је трајала 3-4 милијарде година, док су се остали облици живота развили у периоду од само 600 милиона година.

Еукариотска ћелија фагоцитозом увлачи бактерију

13. Шта значи појам означен црвеном бојом: _____________________________________________________ _____________________________________________________

Бактерије постају еволуцијом митохондрије

17

4. Обележи делове ћелије:

Разумеш ли: 1.Шта је ћелијски метаболизам?

2.Како ћелија добија енергију за функције које врши?

3.Коју улогу у ћелији има ендоплазматични ретикулум ?

4. Како се стварају протеини?

pr

Ed

uk a

Брзо и кратко учи се лако!

om

o

5. Која је улога центриола ?

Поглед уназад: Обнови већ научено градиво: -ћелијске деобе :митозу и мејозу -7. разред.

18

Кључне речи: матичне ћелије регенерација

МАТИЧНЕ ЋЕЛИЈЕ-ЋЕЛИЈЕ ПРОГРАМИРАНЕ ЗА РАЗЛИЧИТЕ ФУНКЦИЈЕ Да ли се некад запиташ како се ћелије коже стално обнављају или како нека рана у телу или на телу зарасте? Ћелије које стално могу да се деле и регенеришу органе називају се матичне ћелије.

pr

оплођена јајна ћелија

почетни стадијум стварања организма који настаје деобом зигота

ћелија која може да ствара све врсте ћелија

Ed

uk a

Важни појмови: Недиференциране ћелије– оне ћелије које немају зацртан развојни пут већ по потреби могу да се развију у различите облике Хематопоеза- процес стварања крвних ћелија Потентне ћелије- ћелије које могу непрекидно да се деле и стварају све друге врсте ћелија

om

o

Матичне ћелије су недиференциране ћелије које имају неограничену способност деобе. После деобе једна од новонасталих ћерки ћелија расте и диференцира се у одређеном правцу, а друга остаје матична ћелија. Матичне ћелије се појављују одмах после оплођења када почиње да се ствара ембрион. Зигот се дели митотичким деобама на 2, 4, 8 ћелија. Ако се у том периоду ћелије потпуно раздвоје, свака ћелија наставља да се дели сама за себе. Тако настају једнојајчани или монозиготни близанци. Каже се да је јајна ћелија сисара тотипотентна на стадијуму од 8 ћелија.

ћелије јетре нервна ћелија

еритроцит

ћелије панкреаса

епителна ћелија

Занимљива биологија: 60% људи у свету, којима су потребне матичне ћелије за лечење, не могу пронаћи особу која би им могла помоћи. Шансе да се пронађе одговарајући давалац коштане сржи је 1:20000.

1 од 217 особа у свету у току свог живота може да излечи неку болест лечењем матичним ћелијама.

мишићне ћелије Стварање ћелија и органа од тотипотентних ћелија

Од ових ћелија настаје преко 200 различитих типова ћелија у људском организму. Како се ембрион формира, ћелије постају све диференцираније и могу да дају друге типове ћелија, али не у тако великом броју као тотипотентне ћелије. У неким ткивима одраслог организма постоје матичне ћелије током читавог живота и из њих настају само ћелије тог ткива. Врло је мало ћелија у организму које се могу развити у ћелије неког другог блиског ткива по грађи и функцији. Такве су рецимо ћелије коштане сржи од којих се у процесу хематопоезе стварају крвне ћелије.

19

Задаци матичних ћелија су да граде, регенеришу и поправљају ткива и органе, али се њихова способност смањује током живота. Матичне ћелије из одраслог организма могу да се изолују, али је то болан и тежак поступак. Лекари постављају и питање да ли има користи узимати матичне ћелије старијег организма, тј. да ли старији организам може бити донор ћелија.

Важни појмови: Донор- давалац

матичне ћелије мишићне ћелије

om

o

ћелије црева

ћелије јетре

нервне ћелије

uk a

мишићне ћелије

pr

ћелије крви

Матичне ћелије се развијају у различите типове ћелија које врше важан регенеративни процес у телу

Ed

Због тога се развија потпуно нова идеја чувања матичних ћелија из пупчане врпце тек рођене бебе. Те матичне ћелије се чувају под одређеним условима у банкама матичних ћелија и могу да се употребе приликом тешких болести за регенерацију ткива и органа јер могу да се претворе у скоро све врсте ћелија. Матичне ћелије могу да се користе у лечењу метаболичких, срчаних, имуних болести и лечењу леукемије. Сматра се да овим ћелијама могу да се лече и неки облици рака. Матичне ћелије могу да се користе не само код особе из чије су пупчане врпце узете, већ могу и да послуже за лечење блиских сродника под условом да се поклапају одређени параметри. То значи да прималац матичних ћелија не сме да ствара антитела на матичне ћелије донора. Оне су у стању да пронађу болесне ћелије и да покрену процес излечења тако што почињу да стварају нове ћелије.

20

Биолози паметнице: Матичне ћелије су недиференциране ћелије које имају неограничену способност деобе. После деобе једна од новонасталих ћерки ћелија расте и диференцира се у одређеном правцу, а друга остаје матична ћелија. Матичне ћелије се појављују одмах после оплођења када почиње да се ствара ембрион.Задаци матичних ћелија су да граде, регенеришу и поправљају ткива и органе, али се њихова способност смањује током живота. Матичне ћелије могу да се користе у лечењу леукемије и других болести крви, срчане болести, болести имуног система и неких метаболичких болести. Сматра се да овим ћелијама могу да се лече и неки облици рака.

Разумеш ли ?

1.Шта су матичне ћелије?

2.Када настају матичне ћелије?

3.Која је улога матичних ћелија у организму?

Питање коришћења и чувања матичних ћелија је и етичко питање око кога се воде полемике у научним круговима. Матичне ћелије се чувају годинама у специјалним условима у банкама матичних ћелија. Та услуга се плаћа и не могу сви да је приуште, па се поставља питање да ли сви болесни људи могу да се лече овом методом.

4. Зашто се матичне ћелије чувају?

Биолози истраживачи – Пројекат, групни рад

5.Које болести се могу лечити матичним ћелијама?

om

o

Подељени у 5 група, користећи интернет, доступну литературу или посету медицинској установи истражите:

Ed

pr

uk a

Поглед уназад: Обнови већ научено градиво: -грађу ћелијске мембране - 6. разред.

1. група- истажује шта су матичне ћелије и врсте матичних ћелија.

2. група- истражује како се чувају матичне ћелије( можете посетити генетичко саветовалиште или банку матичних ћелија и скупити податке).

3. група- истражује када и како се могу користити матичне ћелије( можете посетити болницу у свом месту и направити интервју са лекарима).

4. група- истражује болести које се могу лечити матичним ћелијама.

5. група- истражује етички аспект узимања и чувања матичних ћелија. Своја истраживања и податке прикажите ПП презентацијом, филмом или есејем.

Брзо и кратко, учи се лако!

матичне ћелије

Биолошке мозгалице

1. Допуни реченице* Матичне ћелије су _________________ ћелије које имају________________способност деобе. После деобе једна од новонасталих ћерки ћелија_______ и диференцира се у одређеном правцу, а друга остаје__________ ћелија.

раст и диференцирање лечење

21

Кључне речи: економичност животне функције површина и запремина енергетска ефикасност

Да ли се некад запиташ како ћелија, невидљива голим оком, може да врши функције варења, дисања, стварања и ослобађања енергије? Већ знаш да у ћелији те функције обављају органеле. Како оне морају бити грађене да би стале у ћелију и вршиле своју улогу?

Ed

uk a

pr

om

Ћелија представља основну јединицу грађе и функције свих живих бића. Разлике међу организмима постоје у величини, грађи и функцији њихових ћелија. Међутим, и поред разлика у величини, највећи број ћелија су микроскопске величине. Прокариотске ћелије су знатно мање од еукариотских ћелија. Када се говори о величини ћелије, поред дужине и ширине, треба обратити пажњу и на запремину ћелије. Запремина прокариотских ћелија је неколико кубних микрометара, а запремина еукариотских ћелија је од неколико кубних микрометара до неколико кубних милиметара.

Занимљива биологија: Међу најмање еукариотске ћелије се убрајају црвена и бела крвна зрнца човека. Величина леукоцита се креће између 3 и 4 µm, а еритроцита до 8 µm. Иначе, поједине ћелије у организму човека могу бити веома различите величине: ћелије јетре 20 µм, ћелије епителијалног ткива до 50 µм, а нервне ћелије са својим израштајима могу достићи дужину до једног метра, па и више од тога. Према томе, насупрот малим прокариотским ћелијама, постоје и велике ћелије које се могу видети и без употребе микроскопа. Такве су на пример ћелије сочног дела лубенице и ћелије појединих алги чија величина износи неколико центиметара. Представници рода Acetabularia имају талус који је дугачак 5 cm. Ипак, јаја гмизаваца и птица представљају најкрупније ћелије еукариотског типа и то захваљујући великој количини резервних хранљивих материја које служе за развој ембриона. Тако је, на пример, кокошије јаје дуго око 6 cm, а широко око 4,5 cm. Нојево јаје представља највећу ћелију: дугачко је око 17 cm, а широко око 13,5 cm. Може бити тешко и до једног килограма. Највећа покретна еукариотска ћелија је амеба Chaos chaos која има пречник и до 5 милиметара.

o

ПРИНЦИПИ ЕКОНОМИЧНОСТИ ГРАЂЕ И ФУНКЦИЈЕ ЖИВИХ БИЋА

Однос величине еукариотске и прокариотске ћелије види се код односа ћелија плућа и изазивача упале плућа

Поставља се питање зашто су ћелије толико мале, а одговор треба тражити у односу површине и запремине ћелије. Запремина ћелије не може надмашити капацитет површине ћелије због тога што се преко површине обавља размена материја са спољашњом средином. Ово је фактор који представља горњу границу величине ћелије. То значи да лоптасте ћелије имају мању величину од ћелија које имају разгранат или неправилан облик (јајна ћелија жене је највећа ћелија лоптастог облика пречника 100 микрометара, а нервна ћелија разгранатог облика може бити величине и до 1 m).

22

Лоптаста јајна ћелија и нервна ћелија неправилног облика

om

o

Ако запремина ћелије премаши њену површину, ћелија умире или се дели. Значи, ћелија треба да има довољно велику површину за размену материја са околином. Однос површине и запремине захтева да ћелија буде што мања. Усложњавањем унутрашње грађе ћелија добија већу површину. На тај начин се стичу услови за појаву нових карактеристика ћелије. Повећањем активне површине преко које се обавља одређена функција на свим нивоима организације, успоставља се принцип економичности. Економичност представља оптимално искоришћавање ограничене запремине ћелије повећањем унутрашње или спољашње површине.

uk a

pr

Занимљива биологија: Свака ћелија јетре има 10 до 20 микрометара у пречнику. Садржи већину органела и изводи компликоване хемијске реакције које подразумевају варење и рециклажу супстанци.

Црвене крвне ћелије (еритроцити)

Ако погледаш мембрану бактеријске ћелије, приметићеш наборану унутрашњу мембрану на којој се врши ћелијско дисање. Да та унутрашња мембрана није изувијана, ћелија не би имала довољно места за стварање енергије. Mитохондрије такође имају наборану унутрашњу мембрану која ствара кристе. Један од доказа да су митохондрије и хлоропласти биоенергетске органеле које симбиотски живе у еукариотској ћелији је и наборана унутрашња мембрана на којој се врши ћелијско дисање.

Ed

Црвене крвне ћелије имају изглед биконкавног диска и међу најмањим су ћелијама у организму. Овакав облик условљава висок однос између површине и запремине ћелије што олакшава размену гасова у оба правца. Немају једро и органеле, а функција им је пренос кисеоника.

Мале ћелије имају већу површину по јединици запремине и повећањем величине ћелија долази до смањења односа површине и запремине. Велике ћелије захтевају више хранљивих супстанци и кисеоника за метаболизам,а те супстанце у ћелију улазе преко њене површине. Ово значи да површина утиче на способност размене супстанци са околином и представља разлог зашто су мање ћелије метаболички активније. На тај начин се остварује боља енергетска ефикасност, на ћелијском нивоу и на нивоу организма, и обезбеђује континуитет (одрживост) животних функција.

23

унурашња мембрана унутрашња мембрана

кристе

Занимљива биологија: Величина ДНК у свакој ћелији човека је приближно 2 метра. Захваљујући протеинима који ДНК пакују у хромозоме, она може да стане у једро ћелије. Када би се размотала ДНК свих ћелија човека и повезала, могли бисмо неколико пута да обмотамо Земљу.

Ed

изувијана мембрана

uk a

pr

om

Још један пример који показује како ћелија повећава своју метаболичку површину, а задржава своју запремину, је интрамембрански систем у ћелији. Ендоплазматични ретикулум је ћелијска органела изграђена од мембрана која има задатак да увећава метаболичку површину ћелије, на себи носи рибозоме који стварају протеине и врши транспорт супстанци кроз ћелију.

o

Наборана унутрашња мембрана код бактерија и митохондрија

цистерне

секреторне везикуле

Ако погледаш и грађу свих осталих органела, приметићеш да су изграђене од система изувијаних мембрана. Такав је Голџијев апарат и хлоропласт код биљака. Овакав принцип економичности није примењен само на ћелију и органеле већ и на ткива, органе и цео организам. Он омогућава оптимално трошење енергије, хранљивих супстанци и кисеоника у метаболичким процесима, али и преживљавање ћелије и организма. У следећим примерима Биолога истраживача откриј како су органи и организам економични.

24

Биолози паметнице: Однос површине и запремине захтева да ћелија буде што мања. Усложњавањем унутрашње грађе ћелија добија већу површину. На тај начин се стичу услови за појаву нових карактеристика ћелије. Повећањем активне површине преко које се обавља одређена функција на свим нивоима организације, успоставља се принцип економичности. Економичност представља оптимално искоришћавање ограничене запремине ћелије повећањем унутрашње или спољашње површине. Ово значи да површина утиче на способност размене супстанци са околином и представља разлог зашто су мање ћелије метаболички активније.На тај начин се остварује боља енергетска ефикасност, на ћелијском нивоу и на нивоу организма, и обезбеђује континуитет (одрживост) животних функција.

Биолози истраживачи – Активност, групни рад

Разумеш ли: 1.Како можеш да израчунаш запремину ћелије?

3.Зашто бактерије и митохондрије имају наборану унутрашњу мембрану?

4.Како се у ћелијама повећава метаболичка површина? Наведи примере

Поделите се у групе и истражите како се у организму примењује принцип економичности.

1. Прва група- Површина лумена танког црева човека одговара површини седам до осам страна свеске А4 формата. Стварна апсорптивна површина танког црева је величине тениског игралишта. Објасните како.

2. Друга група- Да би размена гасова у плућима била ефикасна, неопходно је да алвеоле имају што већу површину. То је и постигнуто површином алвеола од 70 m2 . Сваког тренутка се у плућима налази 60 до 80 ml крви. Објасните зашто је то битно.

om

5.Како се у организму повећава метаболичка површина? Наведи примере

Питам се! Како и зашто?

o

2.Зашто се ћелијама повећава површина, а не запремина?

pr

3. Трећа група- Један cm 3 мозга човека садржи више од 50 милиона нервних ћелија. Површина предњег мозга је 2,2 m2 . Објасните како толика површина мозга стане у лобању.

Ed

uk a

4. Четврта група- Поред осталих функција које врше, бубрези регулишу и запремину крви. Попијеш ли један литар воде, после само 45 минута ће се шест пута повећати запремина створене мокраће којом ће здрави бубрези избацити вишак воде. За то време ће концентрација соли остати непромењена. Објасни грађу бубрега сисара и како дужина Хенлеове петље утиче на количину воде у организму.

5. Пета група- Пронађите још неке примере у грађи ћелије, ткива или организма којим можете поткрепити теорију о економичности ћелије и организма. Своје истраживање представите ПП презентацијом или плакатом.

Поглед уназад: Обнови већ научено градиво: -појам метаболизма - 6. разред.

25

Биолошке мозгалице

1. Допуни реченице тако да буду тачне*

om

o

Мале ћелије имају______________________ површину по јединици _____________________ и повећањем____________ ћелија долази до__________ односа површине и запремине. Велике ћелије захтевају_________ хранљивих супстанци и кисеоника за метаболизам, а те супстанце у ћелију улазе преко њене________. Ово значи да__________ утиче на способност размене супстанци са околином и представља разлог зашто су мање ћелије метаболички активније. На тај начин се остварује боља_____________________ , на ћелијском нивоу и на нивоу организма, и обезбеђује____________________ животних функција.

2. У тексту пронађи погрешне тврдње, преcртај их и напиши изнад тврдње тачно решење*

uk a

pr

Ћелија треба да има довољно велику површину за синтезу материја са околином. Однос површине и запремине захтева да ћелија буде што већа. Усложњавањем унутрашње грађе ћелија добија већу запремину, а самим тим се стичу услови за појаву нових карактеристика ћелије при чему се повећањем активне површине преко које се обавља одређена функција, на свим нивоима организације, успоставља принцип економичности–оптимално искоришћавање ограничене запремине ћелије, повећањем унутрашње или спољашње величине.

3. Дато је неколико тврдњи које се односе на ћелије. Заокружи слово Т ако је тврдња тачна, а Н ако је нетачна**

Ed

Мале ћелије имају већу површину по јединици запремине. Митохондрије имају наборану спољашњу мембрану. Ендоплазматични ретикулум на себи носи рибозоме. Ћелије живих бића се разликују по облику, величини и функцији. Наборане структуре повећавају површину. Брзо и кратко, учи се лако!

Економичност ћелије или организма

Запремина ћелије или организма

Површина ћелије или организма

26

Т Т Т Т Т

Н Н Н Н Н

Кључне речи: жлезде са спољашњим лучењем (егзокрине жлезде) ензими (ферменти) беланчевине (протеини)

УЛОГА И ЗНАЧАЈ ЕНЗИМА За нормалан раст, развој и функционисање организама живих бића потребна је храна. Храном се у организам уносе основна органска једињења: угљени хидрати, масти и беланчевине, али и остале неопходне супстанце: вода, минералне супстанце и витамини. Зато се ове супстанце називају хранљивим.

o

Хранљиве супстанце се у организам уносе у различитим облицима и као такве ћелија не може да их користи. Да би могле да се користе у ћелијама за процесе ћелијског дисања и добијања енергије, сложене и велике супстанце се морају разложити. Посебан систем органа, систем органа за варење, разлаже те супстанце на простије.

pr

om

Систем органа за варење човека чине: усна дупља, ждрело, једњак, желудац, танко и дебело црево које се завршава аналним отвором. Његов саставни део су и жлезде са спољашњим лучењем: пљувачне жлезде, жлезде желуца, танког црева, јетра и гуштерача. Жлезде са спољашњим лучењем( егзокрине жлезде) су жлезде које своје продукте преко изводних канала излучују у спољашњу средину или у одговарајуће дупље у организму.

Ed

uk a

Жлезде које су саставни део органа за варење своје продукте излучују у одговарајуће дупље у организму. Њихови продукти су ензими. По свом хемијском саставу ензими су протеини (беланчевине).

Занимљива биологија: Ензими су неопходни у свакодневном животу. Ензим Протеаза се добија из бактерија, а користи се као основни састојак детерџената јер помаже уклањање мрља са тканина и одеће. Ензим Амилоглукосидаза се користи при производњи пива јер се помоћу овог ензима прави нискокалорично пиво. Ензим Липаза се користи у прехрамбеној индустрији у производњи плавог буђавог сира.

Биолози истраживачи – Активност – самосталан рад

Задатак: Истражи на интернету или у неком другом извору знања жлезде са спољашњим лучењем у организму, које своје продукте излучују у спољашњу средину и који је њихов значај за организам. Направи пано или презентацију и своје истраживање представи другарима из одељења.

27

супстрат

ензим-супстрат комплекс

продукти

ензим супстрат ензим-супстрат комплекс

Начин деловања ензима

pr

ензим

om

o

продукти

Ed

uk a

Ензими (ферменти) су биолошки катализатори.Неопходни су за живот јер су многе реакције које се одвијају у ћелијама организама споре и могли би настати продукти реакција које организму нису потребни или би му штетили. Као и сви катализатори, ензими снижавају енергију за почетак хемијске реакције и на тај начин је убрзавају. Ензим током хемијске реакције остаје непромењен и то му омогућава да се, када се једна реакција заврши, укључи у другу потпуно непромењен. Данас је познато више од 5000 ензима. Ензими су веома специфични када су у питању хемијске реакције у којима учествују супстанце на које делују. Облик, форма, структура и карактер ензима и молекула утичу на ову специфичност. То значи да ензим који делује на масти не може да делује и на беланчевине. Назив ензима најчешће потиче од супстанце на коју ензим утиче, а назив се завршава на –аза, нпр. ензим који делује на масти (липиде) назива се липаза. Основна одлика деловања ензима јесте да се на ензим повежу молекули реакција на који ензим делује. Тада се створи комплекс састављен од ензима и молекула који није дугорочан. Из тог комплекса настаје производ реакције који ћелије могу да користе, а ензим остаје непромењен.

28

Занимљива биологија: Ако у организам уносиш пуно хране која се брзо вари, долазиш у искушење да једеш више него што ти треба јер убрзано варење чини да се опет осећаш гладним. Ова врста хране даје ти енергију, тј. нагли скок шећера глукозе. Тело вишак глукозе не користи, већ је претвара у маст. Управо то је један од разлога због којег мораш знати време варења хране и правилно је распоредити. Колико је потребно којој храни да се свари?

-Сирово поврће – 30 до 40 минута -Кувано поврће – 40 минута -Риба – 45 до 60 минута -Салата са уљем – 1 сат -Храна од зрна (пиринач, хељда, овас, пшеница...) – 2 сата -Млечни производи – 2 сата -Орашасти плодови – 3 сата -Пилетина – 1,5 до 2 сата -Говедина – 3 сата -Јагњетина – 4 сата -Свињетина – 5 сати Вода одмах улази у цревни систем, а различити сокови од воћа или поврћа за 15 до 20 минута.

Варење хране је хемијски процес који упоредо иде и са физичким процесима у систему органа за варење. Подсети се из хемије која је основна разлика између хемијских и физичких процеса и на основу података у табели објасни када је варење хемијска промена, а када је физичка.

o

Занимљива биологија: Захваљујући ензимима варење хране у цревном систему је убрзано. У желуцу се, у зависности од врсте, храна задржава од 2 до 5 сати. Варење и апсорпција хране у танком цреву траје од 3 до 5 сати, а припрема за избацивање несварених остатака хране од 4 до 72 сата.

По хемијском саставу ензими су посебно грађене, специфичне беланчевине(протеини). Осим у процесима варења хране, ензими се користе као катализатори у процесима фотосинтезе, ћелијског дисања, удвајања молекула ДНК, преписивању ДНК на РНК као и при синтези протеина у рибозому.

om

ОСНОВНЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ ПРОЦЕСА ИЛИ ПРОМЕНА СУПСТАНЦИ ФИЗИЧКИ ПРОЦЕСИ (ПРОМЕНЕ)

uk a

pr

ХЕМИЈСКИ ПРОЦЕСИ (ПРОМЕНЕ)

Варење хране

Ed

Занимљива биологија: У нормалним условима се у сваком тренутку (осим током спавања) лучи 0,5 ml/min пљувачке. Она даје дневну количину од 800-1500 ml излученог сока. Осим тога, разне чулне сензације (поготово кисела храна) могу да изазову обилно лучење пљувачке. Током осам сати сна излучи се свега око 10 ml пљувачке. Пљувачка је производ лучења подјезичних, подвиличних, заушних и других мањих пљувачних жлезда у усној дупљи.

Помоћу слике подсети се које органе убрајамо у систем органа за варење. желудац

јетра жучна кеса

панкреас

дванаестопалачно црево

дебело црево танко црево анус

Систем органа за варење код човека

29

om

Варење хране у желуцу. У желуцу се храна даље разлаже под утицајем ензима желудачног сока. Желудачни сок луче жлезде смештене у слузокожи желуца.Битан састојак овог сока је и хлороводонична киселина која убија многе бактерије које храном доспевају у желудац и омогућава деловање ензима. У желудачном соку се налазе следећи ензими: пепсин, лабфермент, амилаза и липаза. Пепсин је ензим који разлаже беланчевине до основних састојака. Лабфермент згрушава млеко. Амилаза разлаже скроб до простијих шећера. Липаза разлаже масти до масних киселина и глицерола. Поред овог хемијског разлагања у желуцу се храна меша и уситњава таласастим покретима мишића. Течна, кашаста маса из желуца прелази у дванаестопалачно црево, а затим у танко црево.

Занимљива биологија: Жуч је жута или зеленкаста течност, горког укуса, производ лучења ћелија јетре код кичмењака. Кроз жучни канал доспева из жучне кесе у дванаестопалачно црево. Жуч се излучује из жучне кесе на сигнал да је масна храна доспела у црево.

o

Варење хране у устима. У устима се храна ситни, сецка, меље, обликује физичким процесима уз помоћ зуба и језика. Хемијским процесима храна почиње и да се разлаже уз помоћ ензима.Ензиме луче пљувачне жлезде и путем изводних канала пљувачком излучују у усну дупљу. Пљувачка садржи ензим амилазу која разлаже скроб на ситније делове шећера.

Ed

uk a

pr

Варење у цревима. Варење хране се даље наставља у танком цреву. Почетни део танког црева је дванаестопалачно црево.У њега се уливају продукти јетре и гуштераче (панкреаса) који садрже ензиме који даље разлажу храну. Јетра лучи жуч која разбија масти у ситне капљице, што олакшава деловање ензима. Панкреас лучи панкреасни сок који садржи следеће ензиме: трипсиноген и химотрипсиноген, амилазу и липазу. Трипсинохен и химотрипсиноген у дванаестопалачном цреву постају активни и разлажу беланчевине. Амилаза разлаже скроб, а липаза масти до основних састојака. У танком цреву, цревне жлезде из слузокоже црева луче и цревни сок. У цревном соку се налазе следећи ензими: ерепсин, дисахаридазе и липаза. Ерепсин разлаже беланчевине, дисахаридазе угљене хидрате, а липаза разлаже масти до основних састојака. Сви разложени продукти пролазе кроз зид црева, улазе у крв и лимфу и бивају ношени до свих ћелија организма. Остаци хране, који нису могли да се разложе, потискују се у дебело црево. Слузокожа дебелог црева упија воду и минералне материје, а несварени делови се избацују.

30

Ензими панкреаса трипсиноген и химотрипсиноген постају активни тек кад се нађу у дванаестопалачном цреву.

Биолози истраживачи Активност– рад у пару

Задатак: Са другом из разреда истражи на интернету или у неком другом извору знања који још ензими постоје у организмима живих бића и који је њихов значај. Резултате истраживања представи ПП презентацијом или плакатом.

o

Лабораторијска вежба: Испитивање деловања амилазе на скроб Активност- рад у групи

om

Биолози паметнице: Ензими(ферменти) су биолошки катализатори. По хемијском саставу су беланчевине (протеини) које убрзавају хемијске реакције у организмима живих бића. Учествују у процесу варења хране у органима за варење. Ензими су амилаза, липаза трипсин, химотрипсин, пепсин. Амилаза разлаже скроб, липаза разлаже масти, а трипсин, химотрипсин и пепсин разлажу беланчевине до основних састојака које ћелије могу да користе за животне процесе.

pr

Задатак: Испитајте деловање амилазе из пљувачке на угљени хидрат, скроб.

Ed

uk a

Потребан материјал: чаша, шпиритусна лампа, сталак са епруветама, дестилована вода, скроб, пљувачка, пипета, Луголов раствор (водени раствор јода). Упутство за рад: У чашу сипајте 20-25 ml дестиловане воде, додајте мало скроба и прокувајте. Кување је неопходно јер се скроб не раствара у хладној води. После кључања добијени раствор поделите у две епрувете. Обележите епрувете редним бројевима. У прву епрувету пипетом додајте 15-20 капи пљувачног сока. Када се раствор у епрувети охлади, у сваку додајте по 5-10 капи Луголовог раствора који сте узели од наставника хемије. Уочите шта се дешава у епруветама. Запишите своје виђење и покушајте са другарима из групе да закључите шта се десило у епруветама. Размените своје закључке са осталим групама ученика.

31

Биолошке мозгалице

Разумеш ли: 1.Шта су ензими?

1. Које супстанце су неопходне за хемијско варење хране?* Заокружи тачан одговор. а) витамини б) вода в) ензими

3.Објасни значај ензима у процесу варења хране у организму.

4.Шта су ензими по хемијском саставу?

o

5.Које ензиме лучи панкреас?

om

2. Заокружи Т ако је тврдња тачна или Н ако је нетачна.** а) Хемијско разлагање хране се завршава у дебелом цреву. ТН б) Варење протеина се завршава у танком цреву. ТН в) Амилаза је ензим који разлаже беланчевине у процесу варења хране. ТН г) У жучи се налази пепсин који разлаже масти. ТН

2.Која је основна улога ензима као биолошких катализатора?

pr

3. Допуни реченицу појмовима који недостају.***

Пљувачне жлезде луче _________,која садржи ___________ за разлагање ____________.

Ed

uk a

4. Петру је мајка за доручак спремила сендвич са сланином. Који ензим ће Петру помоћи да разложи унету сланину?*** Заокружи тачан одговор. а) амилаза б) липаза в) пепсин г) трипсин Брзо и кратко учи се лако!

биолошки катализатори

ЕНЗИМИ

амилаза

липаза

лабфермент

разлаже скроб

разлаже масти

згрушава млеко

32

пепсин

Поглед уназад: Обнови већ научено градиво: -крвни систем човека- 7. разред.

-стварање протеина- 8. разред.

разграђују храну

трипсин

разлажу беланчевине

химотрипсин

Кључне речи: жлезде са унутрашњим лучењем(ендокрине жлезде) хормони

EНДОКРИНИ СИСТЕМ И ХУМОРАЛНА РЕГУЛАЦИЈА Поред егзокриних жлезда које своје секрете избацују у спољашњу средину и унутрашњост органа, у организму постоје и ендокрине жлезде. Њихов рад повезан је са нервним системом и утиче на већину животно важних функција.

Ендокрини систем чине ендокрине жлезде које стварају специфичне хемијске супстанце– хормоне. Ендокрине жлезде немају своје изводне канале, па хормоне излучују директно у телесне течности, најчешће у крв. Такав вид регулације назива се хуморална регулација (lat. humor – течност, сок).

om

o

Хормони су хемијски активне материје које делују у веома малим количинама. Имају улогу у преношењу информација у организму и регулисању активности организама које трају дуго или кратко: метаболизам, раст, развој, репродукција. Њихово дејство није под контролом свести. Да би организам правилно функционисао, однос хормона у организму мора да буде у равнотежи.

епифиза хипофиза и хипоталамус

грудна жлезда

Ed

панкреас (гуштерача)

uk a

штитна жлезда и параштитне жлезде

надбубрежне жлезде

тестиси

pr

Ендокрини систем чине: хипофиза, штитна жлезда, параштитне жлезде, грудна жлезда, гуштерача (панкреас), надбубрежне жлезде и полне жлезде. епифиза хипофиза и хипоталамус штитна жлезда и параштитне жлезде грудна жлезда панкреас (гуштерача) надбубрежне жлезде јајник материца

Распоред ендокриних жлезда у телу мушкарца и жене

Хипофиза или мождана жлезда је мала жлезда величине зрна грашка. Смештена је са доње стране међумозга са којим је повезана петељком. Сви хормони хипофизе се луче под дејством хипоталамуса.

33

хиопталамус

хипофизарна петељка хипофиза

o

хипоталамус и хипофиза смештени у међумозгу

Занимљива биологија: Гонадотропни хормони су фоликостимулирајући (FSH) и лутеотропни (LH). Под утицајем FSH настају полне ћелије (јајна ћелија и сперматозоиди), а под утицајем LH одговарајући женски и мушки хормони.

om

Положај и изглед хипофизе

pr

Хормони хипофизе могу се поделити у две групе. Прву групу чине хормони хипофизе који регулишу рад других ендокриних жлезда. Хормон тиреотропин (TSH) регулише рад штитне жлезде и синтезу њених хормона. Хормон аденокортикотропин (ACTH) регулише лучење неких хормона надбубрежних жлезда, пре свега оних који утичу на метаболизам масти, беланчевина и угљених хидрата. Гонадотропни хормони (FSH и LH) регулишу рад мушких и женских ендокриних жлезда.

Ed

uk a

Другу групу чине хормони хипофизе који регулишу размену материја, растење и лучење млека. Ако се у детињству прекомерно лучи хормон раста, особа може да нарасте преко 2 метра, што се назива џиновски раст или гигантизам. Ако хипофиза у детињству не лучи довољне количине овог хормона, растење је успорено и рано престаје. Особа је висине око 80 – 100 центиметара, што се назива патуљаст раст. Појачано лучење хормона раста и после завршетка растења доводи до болести акромегалије. Људима који пате од ове болести прекомерно се увећавају периферни делови тела: нос, усне, уши, језик, шаке и стопала. Штитна или тиреоидна жлезда има облик лептира са раширеним крилима. Налази се на предњем делу врата, испред душника. Лучи хормоне који утичу на рад сваке наше ћелије. То су хормони тироксин (тетрајодтиронин) Т4, тријодтиронин Т3 и калцитонин. Они регулишу метаболизам ћелија, раст организма, рад срца и нервног система. За стварање хормона штитне жлезде неопходан је јод. Деца чија штитна жлезда не лучи довољно хормона неправилно расту и заостају у развоју. Ако штитна жлезда појачано лучи хормоне, настаје Базедовљева болест. За ову болест је карактеристично мршављење уз појачан апетит, подрхтавање руку, појачано знојење, убрзан рад срца и узнемиреност. Понекад је изражена и исколаченост очних јабучица.

34

Занимљива биологија: У Гинисовој књизи рекорда забележени су следећи подаци: Највиши човек на свету, до сада, је Султан Косен из Турске, висок 2,51 m. Најнижи човек на свету, до сада, је Чандра Бадахур Данги, висине 54,6 cm.

o om

Штитна и параштитне жлезде

pr

Параштитне или паратиреоидне жлезде се налазе уз штитну жлезду. Обично их има два пара. Луче паратхормон или паратиреоидни хормон (PTH) који утиче на метаболизам калцијума и фосфора у организму. Тако учествују у развоју костију и зуба и стварању витамина Д. Код смањеног лучења ове жлезде долази до појаве рахитиса, односно поремећаја у развоју костију.

uk a

Занимљива биологија: Најчешћи облици болести штитне жлезде су хипотиреоза и хипертиреоза. Хипертиреоизам настаје када се појачано луче хормони штитне жлезде,Т4и Т3, а снижен је ТSH хипофизе. Карактеришу га следећи симптоми: -губитак у тежини са повећаним или чак очуваним апетитом, -умор, -слабост мишића, -појачано знојење и осећај топлине, -убрзан рад срца, -сувоћа коже и косе, -поремећај менструалног циклуса, -несаница, раздражљивост, напетост, -избачене очне јабучице. Хипотиреоизам настаје када је смањено лучење хормона штитне жлезде,Т4и Т3, а повишен је ТSH хипофизе. Карактеришу га следећи симптоми: -пораст тежине уз слаб апетит и опстипацију, -замор, поспаност, -стални осећај хладноће, -заборавност, успорен рад срца, -натечена кожа, -бледило, -поремећај менструалног циклуса.

Рахитис

Ed

Нормалне кости

Рахитис, поремећај витамина Д у организму

35

Занимљива биологија: Код новорођенчади и деце грудна жлезда је светлоружичасте боје и масе око 15 грама. У пубертету је сивожуте боје, дужине око 5 - 6 центиметара и масе око 35 - 40 грама.

pr

om

o

Грудна жлезда или тимус налази се у грудној дупљи. Најактивнија је око 3. године живота и стално се повећава до пубертета, када достиже максималну величину. После пубертета почиње разградња њеног ткива које замењује масно ткиво.

uk a

Положај и изглед грудне жлезде у организму човека

Ed

Грудна жлезда се састоји од 2 режња јајастог облика од којих је обично десни режањ већи. У средини су режњеви спојени ткивом. Има улогу да лучи хормоне који утичу на сазревање једне врсте белих крвних зрнаца која у организму имају одбрамбену улогу. Гуштерача (панкреас) се налази у горњем делу трбушне дупље. Дугачка је око 15 центиметара, дугуљастог је облика и пљосната је. Она је жлезда са двојаком функцијом у организму. Као егзокрина жлезда, лучи ензиме који учествују у процесу варења хране. Као ендокрина жлезда, лучи хормоне. Хормони инсулин и глукагон регулишу ниво шећера у крви. Инсулин снижава ниво шећера у крви тако што омогућава прелазак шећера из крви у ћелије организма. Вишак шећера се депонује у јетри. Глукагон, супротно инсулину, повећава ниво шећера у крви. У случају смањеног нивоа шећера у организму, глукагон „узима“ шећер из јетре и на тај начин га доводи у нормалан ниво.

36

Занимљива биологија: Грудна жлезда има важну улогу у сазревању Т лимфоцита и развоју имунолошке толеранције. Т лимфоцити су одбрамбене ћелије које могу да препознају и елиминишу разне стране факторе. Када имунолошке (одбрамбене) ћелије препознају ћелије организма као „своје“ и не реагују против њих, постоји имунолошка толеранција. У супротном може доћи до реакције одбрамбених ћелија против сопственог организма те тако долази до настанка аутоимуних болести.

o

Када гуштерача не лучи довољно инсулина, ниво шећера у крви се повећава. Тада шећер пролази кроз бубреге, излучује се мокраћом и не користи у организму. Тако настаје шећерна болест или дијабетес. Симптоми болести су прекомеран осећај жеђи и глади, излучивање велике количине мокраће, губитак телесне масе. Лечење је обавезно. Сматра се да су најчешћи узроци настанка дијабетеса наследни фактор и стрес.

om

Занимљива биологија: Шећерна болест (дијабетес) је данас једно од најчешћих обољења са тенденцијом даљег пораста учесталости. У циљу скретања пажње на ову болест, неопходно је стално указивати на редовне контроле шећера у крви, али и редовна саветовања. Тренутно више од 300 милиона људи у свету болује од шећерне болести. У Србији има око 600 хиљада дијабетичара са сталном тенденцијом пораста. Сваке године се дијагностикује око 65 хиљада новoоболелих. Нелечена шећерна болест доводи до убрзаног старења крвних судова, губитка вида, слабљења бубрега, тешких срчаних обољења...

pr

инсулин

панкреас

глукоза улази у ћелију

uk a

Глукоза

Ed

Гликоген

јетра

ћелија

глукоза

Глукоза Гликоген

јетра

панкреас глукагон

Функција гуштераче (панкреаса) у регулисању нивоа шећера у крви

37

Биолози истраживачи

Пројекат – „Све што је слатко није увек и лепо – Дијабетес (шећерна болест)“ Циљ пројекта: Упознавање са основним одликама, настанком, лечењем и превенцијом дијабетеса.

Актери: ученици, родитељи, стручна лица (лекари)

o

Очекивани резултати: Очекује се да се из разних извора добије више информација о овој болести, као и повећање свести ученика о последицама и превенцији болести.

pr

Ток активности – рад у групама

om

Потребан материјал: фотографије, интернет, часописи, енциклопедије...

uk a

- формирајте групе према задацима које желите да истражујете (једна група истражује узроке настанка дијабетеса, друга група истражује симптоме и лечење болести, трећа група прави статистику броја оболелих од ове болести у току десет година у окружењу, четврта група анонимном анкетом испитује ставове и знања ученика о овој болести, а пета група истражује начине превенције дијабетеса);

Ed

- изаберите вођу групе и разрадите план рада уз поделу активности у групи; - користите све изворе информација, интернет, енциклопедије, стручна лица, родитеље...

- направите паное или ПП презентацију о свом раду; - резултате свих група саставите у једну добро организовану трибину и представите их 14. новембра како би обележили Светски дан борбе против дијабетеса. Очекивани исходи: Свака група треба да упозна чланове осталих група, али и све заинтересоване, са резултатима истраживања и дијабетесу.

38

Занимљива биологија: Поједини људи имају честу потребу за променама које изазивају појачано лучење адреналина. Из тог разлога они се баве екстремним спортовима који доводе до осећаја страха и узбуђења. То су већином хиперактивне особе. Ако се потреба за адреналином коси са свакодневним животним активностима и доводи до одређених ризика по живот, говори се о зависности. Адреналински зависници се најчешће баве следећим спортовима: параглајдингом, скакањем са опасних литица, пењањме уз високе и стрме стене, падобранством, рафтингом, екстремним скијањем.

Надбубрежне жлезде су парне жлезде, полумесечастог облика, смештене изнад бубрега. Састоје се из два дела: спољашњег (коре) и унутрашњег (сржи). надбубрежна жлезда

срж

om

o

кора

pr

бубрег

uk a

Изглед и пресек надбубрежне жлезде

Ed

Кора бубрега лучи хормоне који регулишу метаболизам минералних супстанци, воде, беланчевина, масти и угљених хидрата, као и развој полних органа у детињству. Хормони коре бубрега омогућавају организму да се лакше прилагоди свим ситуацијама које изазивају стрес. Ако се смањи или престане лучење хормона коре бубрега, настаје Адисонова болест. То је веома тешко обољење са симптомима малаксалости, ниског крвног притиска, губитка апетита, мршављења, мрке пигмемтације коже. Срж бубрега лучи хормон адреналин који делује на аутономни нервни систем, убрзава рад срца, подиже крвни притисак, утиче на рад глатких мишића и на потрошњу енергије. Полне жлезне или гонаде су парни органи са двојаком функцијом: егзокрином и ендокрином.

Koд жена се називају јајници (оваријуми), а код мушкараца тестиси (семеници). Они почињу да се луче у пубертету под утицајем хормона хипофизе. Јајници (оваријуми) луче полне хормоне естроген и прогестерон и стварају женске полне ћелије (јајне ћелије). Естроген утиче на развој женских полних одлика као што су развиће дојки, маљавост тела, карактеристичан облик тела, успостављање менструационог циклуса и психичко сазревање. Прогестерон утиче на ток и одржавање трудноће. Семеници (тестиси) луче хормон тестостерон и стварају мушке полне ћелије (сперматозоиде). Тестостерон утиче на развој мушких полних одлика као што су маљавост мушког типа, промена гласа, карактеристичан облик тела и психичко сазревање.

39

Биолози креативци: Од пластелина направите моделе ендокриних жлезда.

Хуморална регулација

Стабилност унутрашње средине организма човека постиже се везом између ендокриног и нервног система. Ова веза се остварује преко међусобне повезаности хипоталамуса и хипофизе. Хипоталамус лучи хормоне који утичу на рад хипофизе, а она затим лучи хормоне који утичу на рад неких ендокриних жлезда (штитне жлезде, надбубрежних жлезда и полних жлезда). Овај вид повезаности нервног и ендокриног система, којим се регулише ниво хормона у крви, представља хуморалну регулацију и назива се механизам повратне спреге. Сваки организам има способност да одржава равнотежу унутрашње средине без обзира на промене које могу то да поремете. Та способност се назива хомеостаза.

om

o

Одржавање хомеостазе омогућено је деловањем регулаторних механизама, међу којима посебно место заузимају нервни и ендокрини систем. Ова два система су вишеструко повезана и читав низ процеса у организму се не би могао одвијати да их не регулишу супстанце настале у нервном и ендокрином систему.

uk a

pr

Биолошке мозгалице

1. Које жлезде са унутрашњим лучењем се налазе у телу човека? Наброј их.* __________________________________________________________________________________ 2. Заокружи слово испред тачног одговора.*

Ed

Мушке полне жлезде луче хормон: а) естроген б) прогестерон в) тестостерон

г) глукагон

3. Повежи називе хормона из леве колоне са њиховом улогом у организму у десној колони.** -хормон раста -тироксин -инсулин -адреналин -естроген

а)регулише ниво шећера у крви б)регулише ниво калцијума и фосфора у крви в)регулише метаболизам г)регулише раст д)регулише раст дојки

Важни појмови: Хомеостаза – сталност унутрашње средине организма.

40

Разумеш ли: 1.Шта су хормони?

2.Како делују хормони?

3. Који хормони реагују у стресу?

4.Који хормони утичу на ниво шећера у крви?

5.Који хормони утичу на испољавање полних карактеристика?

4. Петар је отишао код лекара јер је приметио да у последње време много више једе него до сада, а на ваги је приметан пад његове килаже. Забрињава га и то што је стално жедан и избацује велике количине мокраће из организма. Лекар је саветовао Петра да прво уради лабораторијску анализу крви. Одговори на следећа питања.***

o

а) На коју болест је лекар прво посумњао? _____________________________________________________ б) Која жлезда не лучи довољно хормона па је настала та болест? _____________________________________________________ в) Који су узроци настанка болести? _____________________________________________________

om

Поглед уназад: Обнови већ научено градиво: -делове мозга-7.разред.

pr

Брзо и кратко учи се лако!

штитна жлезда

параштитне жлезде

uk a

хипофиза

Ed

хормони

гуштерача (панкреас)

Занимљива биологија: Систем жлезда са унутрашњим лучењем (ендокрини систем) чине жлезде чији се продукти (хормони) луче директно у телесне течности, најчешће крв. Ендокрине жлезде чине: хипофиза, штитна жлезда, параштитне жлезде, грудна жлезда, надбубрежне жлезде, гуштерача и полне жлезде. Њихови хормони утичу на многе процесе у организмима живих бића.

грудна жлезда

ендокрини систем

нервни систем

надбубрежне жлезде

полне жлезде

јајници

семеници

41

Сваки организам најбоље функционише у одређеним условима који су стечени дугуготрајним процесом еволуције. Организми поседују механизме који одржавају његов унутрашњи састав у одређеним границама, које омогућавају њихово преживљавање. Та способност организма да одржава равнотежу унутрашње средине без обзира на промене које могу то да поремете, назива се хомеостаза.

om

Стварање и излучивање појединих хормона из ендокриних жлезда регулисано је веома прецизним механизмима. Овако прецизна регулација је неопходна јер колико год да је важно физиолошко дејство хормона у одређеном тренутку толико је важан и прекид или смањење лучења хормона. Уклањање хормона из крви по престанку дејства неког фактора је од пресудне важности за нормално функционисање организма. Ако се дејство хормона продужи или се хормон у крви не смањи, долази до поремећаја рада организма.

Кључне речи: хомеостаза хипоталамус хипофиза повратна спрега

o

ХОМЕОСТАЗА, ПРИНЦИП ПОВРАТНЕ СПРЕГЕ

Ed

uk a

pr

Стабилност унутрашње средине организма човека постиже се везом између ендокриног и нервног система. Ова веза се остварује преко међусобне повезаности хипоталамуса и хипофизе. Хипоталамус је део међумозга који прима информације из целог организма путем нервних импулса, али и супстанцама које се називају неуротрансмитери. Све информације које добија, хипоталамус обрађује и на основу њих лучи ослобађајуће хормоне који преко хипофизарне петељке доспевају на хипофизу. Ови ослобађајући хормони делују на хипофизу која лучи своје тропне хормоне који делују на рад неких ендокриних жлезда (штитне жлезде, надбубрежних жлезда и полних жлезда). хипоталамус

хипофиза

Хипоталамус и хипофиза су смештени у међумозгу

42

Занимљива биологија: Некада је хипофиза називана „газдом“ у ендокрином систему, управо због тога што многобројни хормони који у њој настају утичу на рад већине жлезда са ендокрином функцијом. Када је откривено да рад хипофизе усмерава и контролише хипоталамус, неки научници је називају „ слугом“ хипоталамуса. Међутим, имајући на уму да неке ендокрине жлезде као што су панкреас, срж надбубрежне жлезде али и неке мање познате жлезде у телу не стоје под утицајем хипоталамуса и хипофизе, није правилно употребљавати ни један од ова два епитета.

Важни појмови: Хомеостаза – сталност унутрашње средине организма Хипоталамус –део међумозга у коме се налазе центри за глад, жеђ, телесну температуру, сталност унутрашње средине Неуротрансмитери- хемијске супстанце које имају улогу у преносу надражаја кроз синапсе Синапса- место контакта две надражљиве ћелије

Основни принцип регулације међусобних односа хормона базира се на зависности од њихове концентрације. Промена концентрације једног хормона утиче на промену концентрације другог кормона. Овај вид повезаности хормона ендокриног система, којим се регулише ниво хормона у крви, представља хуморалну регулацију, а назива се механизам повратне спреге. МЕХАНИЗАМ ПОВРАТНЕ СПРЕГЕ Мозак

o

pr

Биолошки одговор

Ако хормон А утиче на повећање концентрације хормона Б, а оно смањује концентрацију хормона А, онда се ради о негативној повратној спрези.

uk a

Ed

Повратна спрега

Циљне ћелије

Биолози креативци: Хомеостаза и повратна спрега као појмови могу се повезати са градивом роботике (техника и технологија). Размисли да ли једна производна линија у фабрици може да функционише без контролног механизма који би је зауставио у одређеном тренутку. Шта се дешава када додајемо гас у мотор аутомобила, а шта када кочимо? Повратна спрега се користи у електроници, машинству, управљању бродовима и различитим машинама. Принцип је исти као и код дејства хормона. Излазна енергија се користи да се смањи или повећа количина улазне енергије. Направи један модел повратне спреге и прикажи га моделом или компјутерском симулацијом.

Рад ендокриног система почива на механизму повратне спреге и то у највећој мери НЕГАТИВНЕ ПОВРАТНЕ СПРЕГЕ

om

Ендокрине ћелије

+

хормон А

хормон Б

Деловање позитивне повратне спреге

Хипоталамус лучи хормоне који утичу на рад хипофизе, а она затим лучи хормоне који утичу на рад штитне жлезде. Производ тога је нормална количина хормона у крви. Ако се количина хормона штитне жлезде у крви смањи, хипоталамус то региструје и лучи хормоне који ће утицати на хипофизу тако да повећа лучење својих хормона који подстичу активност штитне жлезде. Насупрот томе, ако количина хормона штитне жлезде у крви расте, хипоталамус то региструје и смањује лучење хормона који смањују активност штитне жлезде.

43

штитна жлезда

хормон хипоталамуса

хипофиза Негативна повратна спрега

pr

o

om

Негативни утицај хормона штитне жлезде који они остварују на хипоталамус и хипофизу су најбољи пример негативне повратне спреге. На исти начин, функционисањем негативне повратне спреге регулисано је лучење хормона коре надбубрежне жлезде и полних хормона. То значи да повећање кортизола и полних хормона смањује (инхибира) даље ослобађање одговарајућих хормона хипоталамуса и хипофизе.

Занимљива биологија: У организму постоји велики број хормона који утичу на расположење па и на заљубљеност. Серотонин – један од хормона који утиче на расположење, апетит и сан, али и памћење и учење. Да би се поспешило његово лучење, неопходно је бити физички активан. Самим тим, повећава се и ниво расположења. Допамин – хормон који доводи до ослобађања хормона окситоцина, који се назива још и „хормон загрљаја.” Појачано се лучи управо током грљења. Научно је доказано да је грљење ефектно, односно да се овај хормон лучи како треба, уколико загрљај траје дуже од просека који износи 9,5 секунди. Ендорфини (настају у хипоталамусу) – ослобађају се када смо заљубљени, смањују нервозу, осећај бола и редукују стрес. Прогестерон и естроген – женски хормони који веома утичу на женско расположење и промене истог. Естроген би се могао описати као хормон због којег смо весели и заводљиви, а прогестерон је хормон који код жена може да изазове нервозу. Тестостерон – мушки хормон и главни кривац због ког искачу бубуљице, док је LH задужен за стварање сексуалне жеље.

uk a

Ако хормон А утиче на повећано лучење хормона Б, а он и даље повећава концентрацију хормона А, онда је у питању позитивна повратна спрега. +

хормон Б

Ed

хормон А

+

Механизам позитивне повратне спреге

Механизам повратне спреге је врло редак у организму. Овако делује хормон хипофизе окситоцин на материцу приликом порођаја. Што се материца више грчи, то хипофиза излучује више окситоцина који појачава грчење материце све док се плод не истисне кроз родницу. Синтеза хормона у ендокриним жлездама не зависи само од других хормона већ и од физиолошких ефеката које остварују.

44

Пример је хормон инсулин чија концентрација не зависи од хормона хипофизе. Када се повећа количина шећера у крви, сама концентрација шећера делује на панкреас који лучи инсулин. Инсулин се веже за специјалне рецепторе на ћелијама који омогућавају да шећер уђе у ћелије. Када се концентрација шећера у крви смањи, зауставља се излучивање инсулина. Овако делују многи хормони у организму. Када је нпр. концентрација јона калцијума у крви смањена, из параштитне жлезде се излучује паратхормон који извлачи калцијум из костију и убацује га у крв. Када је концентрација калцијума у крви висока, хормон штитне жлезде калцитонин подстиче улазак калцијума у кости.

o

om

pr

Биолози истраживачи

Направи истраживање на тему где се све користи механизам повратне спреге из предмета техника и технологија. Своја запажања прикажи плакатом или ПП презентацијом.

Ed

uk a

Биолози паметнице: Способност организма да одржава равнотежу унутрашње средине без обзира на промене које могу то да поремете, назива се хомеостаза. Стварање и излучивање појединих хормона из ендокриних жлезда регулисано је веома прецизним механизмима. Овако прецизна рагулација је неопходна јер, колико је важно физиолошко дејство хормона у одређеном тренутку, толико је важан и прекид или смањење лучења хормона. Стабилност унутрашње средине организма човека постиже се везом између ендокриног и нервног система. Ова веза се остварује преко међусобне повезаности хипоталамуса и хипофизе. Основни принцип регулације међусобних односа хормона базира се на зависности од њихове концентрације. Промена концентрације једног хормона утиче на промену концентрације другог хормона. Овај вид повезаности хормона ендокриног система, којим се регулише ниво хормона у крви, представља хуморалну регулацију и назива се механизам повратне спреге. Повратна спрега може бити позитивна и негативна. Синтеза хормона у ендокриним жлездама не зависи само од других хормона већ и од физиолошких ефеката које остварују.

Читав низ фактора утиче на синтезу хормона. Хормони штитне жлезде не могу да се стварају ако у храни нема довољно јода, без обзира на то што од хипофизе стиже хормон који подстиче лучење ових хормона. Сваки поремећај у раду хормона доводи до погрешног функционисања организма и болести. Само тачна, прецизна и благовремена реакција организма о излучивању и престанку излучивања хормона доводи до очувања хомеостазе организма.

Биолошке мозгалице

1. У празна поља упиши називе хормона и знакове + и – поред стрелица тако да добијеш механизам негативне повратне спреге.***

45

2. Повежи хормоне са механизмом њиховог деловања тако што ћеш на линију испред начина деловања уписати број испред хормона.

1. кортизол 2. инсулин

2.Како су хипоталамус и хипофиза повезани са осталим ендокриним жлездама у телу?

3.окситоцин

3.Објасни механизам повратне спреге.

3. Допуни реченицу речима који недостају тако да тврдња буде тачна.*

uk a

Ed

позитивна повратна спрега

pr

Брзо и кратко, учи се лако!

механизам повратне спреге

4.Како функционише негативна повратна спрега?

5.Објасни на примеру окситоцина механизам дејства позитивне повратне спреге.

om

Вид повезаности хормона ендокриног система, којим се регулише ниво хормона у крви,представља _____________ регулацију, а назива се механизам ___________ ____________.

регулација лучења хормона

1.Шта је хомеостаза?

o

_________позитивна повратна спрега _________негативна повратна спрега _________лучи се као физиолошки одговор на промену средине

Разумеш ли:

физиолошки ефекат

негативна повратна спрега

хрмони штитне жлезде

хормони коре надбубрежне жлезде

хормони полних жлезда

окситоцин Поглед уназад: Обнови већ научено градиво: -метаморфозу жабе-7. разред; -потпуну и непотпуни преображај инсеката-7. разред; -грађу биљака-7. разред.

46

Кључне речи: регулација хормони бескичмењака биљни хормони раст

РЕГУЛАТОРНА УЛОГА ХОРМОНА ЖИВОТИЊА И БИЉАКА Опстанак сваког организма зависи од способности прилагођавања тог организма околини која се стално мења. Mеханизми међућелијске комуникације су један од предуслова адаптације ових организама.

Хормони су хемијски активне супстанце које настају у ендокриној жлезди, излучују се у циркулацију и долазе до циљних ћелија у којима остварују свој ефекат. Oни могу деловати и на ћелију у којој су синтетисани, али и на ћелије у окружењу.

uk a

pr

om

o

Једна од улога хормона је управо регулаторна улога jeр регулишу многе функције у организму живих бића. Они омогућавају одржавање константног хемијског састава (хомеостазе) унутарћелијске средине. Један хормон код различитих животиња може да има различите ефекте. Тиреоидни хормони, који као што већ знаш утичу на метаболизам сисара, код водоземаца утичу на метаморфозу. Експерименти су показали да се пуноглавац неће преобразити у жабу ако му се извади штитна жлезда, али ће он наставити да расте. Када се пуноглавцу дода више хормона штитне жлезде, он ће убрзати метаморфозу и постаће патуљаста жаба. Тиреоидни хормони код птица делују на боју перја и карактеристичну узнемиреност птица пред миграцију.

Ed

Занимљива биологија: Ендемска врста човечја рибица која живи у Постојнској јами у Словенији никад не излази из стадијума пуноглавца. На том стадијуму постаје полно зрела. Ова појава се назива неотенија и среће се код термита и водоземаца. Код човечје рибице ова појава настаје због потпуне обуставе стварања хормона штитне жлезде.

Узнемиреност птица пред миграцију

Још један пример деловања истог хормона на различита ткива и организме је деловање хормона пролактина. Овај хормон се излучује из хипофизе и код сисара подстиче рад млечних жлезда и излучивање млека. Код птица овај хормон подстиче лучење сокова у вољки, а код риба утиче на боју тела.

47

Бескичмењаци као и кичмењаци имају путеве регулације излучивања и стварања хормона. У глави инсеката се налазе неуросекреторне ћелије које луче хормоне дуж нервних влакана до жлезде која се назива корпора кардиака. Ово подсећа на везу хипоталамус хипофиза. Одавде се хормони преносе до ткива и утичу на пресвлачење. Такав је хормон екдисон. Супротно од њега јувенилни хормон зауставља пресвлечење.

Биљни хормони

Ed

uk a

pr

Код животиња и биљака постоје супстанце које регулишу животне процесе. Биљке су сесилни организми (не крећу се) и за њих је веома битно да њихово растење и развиће буде усклађено са условима спољашње средине. У повољним условима биљке се развијају и размножавају. Са доласком јесени већина биљака мора да одбаци лишће и формира органе за преживљавање. Усклађивање ових процеса са сезонским променама у спољашњој средини регулисано је биљним хормонима. Биљни хормони (фитохормони) су супстанце које се луче у малим количинама. Делују на два начина: поспешују (стимулушу) физиолошки процес или коче (инхибирају) физиолошки процес.

Под утицајем биљних хормона мења се изглед биљака у зависности од промена у споњашњој средини

48

Занимљива биологија: Доказивању постојања и изоловању хормона растења претходила су одређена мишљења и сазнања: • Чарлс Дарвин је први приметио појаву фотопериодизма.Чарлс Дарвин је посматрао савијање врха траве у односу на светлост (фотопериодизам) и претпоставио да се у њему налази нека материја која је одговорна за примање светлосног надражаја и савијање влати. Посматрања је вршио на трави врсте Phalaris canariensis и описе ефеката светлости на стабло биљака објавио 1880. г. у књизи “Утицај савијања код биљака”; • године 1880. јавља се теорија да су раст корена и развиће цвета под утицајем физиолошки активних једињења која се стварају у биљци; • дански физиолог који се бавио проучавањем растења биљака Петер Бојсен-Јенсен је пратио исту појаву и утврдио да је раст интензивнији на страни која је у сенци, где се налази материја која доводи до савијања; • године 1934. Когел је изоловао једну врсту ауксина из урина човека, а после тога је доказан и изолован и из биљака.

om

Поједини хормони обављају исту улогу код различитих животињских врста. Истаживања на инсектима и мекушцима су показала да се у њиховом организму налазе хормони врло слични инсулину и глукагону. Као и код кичмењака ови хормони у телу бескичмењака имају улогу у регулацији шећера.

o

Како је расло знање о структури и улози хормона у различитим животињским организмима, схватало се да су се хормони мало мењали у еволуцији али су, захваљујући рецепторима које ћелије поседују, добијали све разноврсније улоге. Хормон може да делује само на ткива и органе чије ћелије поседују рецепторе за тај хормон.

pr

om

o

Хормони могу деловати на више различитих процеса и то тако што један процес стимулушу, а други инхибирају. Могу деловати и на исти процес на различите начине. Нпр. мање количине хормона стимулушу процес, а веће количине га инхибирају. Један процес је регулисан деловањем већег броја хормона истовремено. Ауксини су биљни хормони који утичу на издуживање стабла и корена. Могу се наћи у младим ткивима која расту, али и у листовима и плодовима. Поред улоге у издуживању утичу на стварање адвентивних коренова и регулишу развиће плодова.

Ed

uk a

Занимљива биологија: За фитохормоне је карактеристична међусобна интеракција, те од комбинаторног дејства хормона зависи правац развића организма. Често је присутан сингеристички однос између хормона, односно регулација процеса у истом смеру тако да један другом не смањују дејство већ удружени постижу позитиван ефекат. Иако је запажена корелација између синтезе одређених хормона и ступња развића, физиолошког ефекта не би било да биљно ткиво не поседује рецепторе за тај хормон. Рецептори су мера осетљивости ткива на одређени хормон и регулатори хормоналне хомеостазе. Први фитохормон откривен је тридесетих година прошлог века. Он има позитиван утицај на раст биљака и због тога му је дато име – aуксин, које потиче од грчке речи auxein што значи „расти“. Убрзо након тога откривени су и описани још неки.

Важни појмови: Адвентивни корен-корен који не потиче из коренка клице него се ствара из вегетативних делова биљке

без ауксина

ефект ауксина на раст корена

Деловање ауксина на стварање адвентивних коренова

Гиберелини су биљни хормони који стимулишу издуживање стабла биљака. Они такође делују на клијање семена неких житарица. Цитокинини стимулишу ћелијске деобе. Поред тога утичу и на кретање хранљивих супстанци ка младим листовима и плодовима. Ови хормони такође успоравају старење листова. Апсцисинска киселина је хормон који утиче на опадање листова и плодова, стварање пупољака за презимљавање и спречава клијања семена. Етилен је једини хормон у гасовитом облику. Утиче на сазревање плодова, а мирис етилена можеш да осетиш када су плодови воћа презрели и почињу да труле.

49

Биолози истраживачи - Вежба, рад у пару

Потребан материјал: гранчице врбе, пластична флаша, вода, резнице или пелцери украсних биљака.

om

Биљка која је прави шампион у производњи ауксина јесте врба. Ово дрво расте запањујућом брзином, а сваки део његовог стабла је потенцијална садница. Природни раствор за ожиљавање се добија када се из младих избојака врбе извуку фитохормони заслужни за ожиљавање.

o

Дејство биљних хормона ауксина на раст адвентивних коренова.

Биолози паметнице: Једна од улога хормона је управо регулаторна улога jeр регулишу многе функције у организму живих бића. Они омогућавају одржавање константног хемијског састава (хомеостазе) унутарћелијске и ванћелијске течности. Један хормон код различитих животиња може да има различите ефекте.Како је расло знање о структури и улози хормона у различитим животињским организмима, схватало се да су се хормони мало мењали у еволуцији, али су добијали све разноврсније улоге захваљујући рецепторима које ћелије поседују. Хормон може да делује само на ткива и органе чије ћелије поседују рецепторе за тај хормон. Код животиња и биљака постоје супстанце које регулишу животне процесе. Биљни хормони (фитохормони) су течне супстанце које се луче у малим количинама. Делују на два начина:поспешују (стимулушу) физиолошки процес или коче (инхибирају) физиолошки процес.

Како то учинити?

Ed

uk a

pr

Наберете врхове врбових грана, исецкате их на кратке штапиће, ставите у пластичну или керамичку посуду, прелијете млаком водом и оставите да одстоје 24 сата. Потом их извадите из воде, па у њу ставите резнице и оставите да преноће. Након тога резнице посадите у влажан супстрат или песак, прекријете најлоном и оставите да се ожиле. Када пелцери пусте корен, можете да их пресадите у сталну саксију. Пелцере можете држати у тој води док не пусте коренове. Воду у којој сте држали пелцере немојте бацати. Њоме можете заливати биљке. Део пелцера ставите у чисту воду и упоредите брзину ожиљавања пелцера са пелцерима који стоје у раствору са врбовим гранама.

Биолошке мозгалице

1. Повежи хормоне животиња са њиховим улогама тако што ћеш на линију испред имена хормона уписати број испред улоге.** ___________пролактин ___________тироксин ___________екдисон

50

1. Утиче на стварање млека код сисара.

2. Утиче на узнемиреност животиња пред сеобу.

3. Ствара се у вољки птица.

4. Утиче на метаморфозу водоземаца.

5. Утиче на пресвлачење инсеката.

6. Утиче на боју тела код риба.

Разумеш ли?

2. Реши укрштеницу:

1.Како различити хормони утичу на исте процесе у организму?

1 1

2.Како исти хормон код различитих организама делује различито?

3.Шта значи да хормони имају регулаторну улогу у организму?

2 3 4 5 6

4.Како делује хормон ауксин?

Водоравно: 1.Процес на који делује хормон цитокинин.

2.Хормон који успорава старење листова. 3.Киселина која помаже биљкама да презиме неповољне зимске услове.

4.Хормон који утиче на клијање семена. 5.Коренови који се стварају на вегетативним органима биљке. 6.Хормон који утиче на издуживање стабла и раст адвентивних коренова.

om

o

5.Ако желиш да ожилиш неку биљку, који биљни хормон ћеш употребити пре садње?

Усправно: Једини хормон у гасовитом облику.

pr

Брзо и кратко, учи се лако!

uk a

регулаторна улога хормона

животињски хормони

Ed

метаболизам

понашање

животни процеси

биљни хопмони

раст и развиће

стимулација

инхибиција

Поглед уназад: Обнови већ научено градиво: -чулни систем животиња-6. и 7. разред; -нервни систем човека-7.разред.

51

Чулно нервни систем је биолошки контролни систем који надгледа стање спољашње и унутрашње средине једног организма, региструје промене које се догађају и реагује на те промене тако што низом реакција покушава да задржи хомеостазу.

om

Како организам прима информације из спољашње средине, како спроводи те информације до одређеног центра у нервном систему и како одговара на те информације, већ знаш из претходних разреда. Како реагујеш када се убодеш на трн? Реакција која се јавља у тренутку је аутоматска: повлачење руке. Да би се ова једноставна реакција одиграла, потребно је да се информација о повреди коже брзо и поуздано пренесе до кичмене мождине. Ту се информација преноси на моторне неуроне који носе команду до мишића који се грче и померају руку.

Кључне речи: рецептори нервни проводници ефектори рефлексни лук

o

ЧУЛНО НЕРВНИ СИСТЕМ ЖИВОТИЊА РЕФЛЕКСНИ ЛУК

pr

стимулус рецептор

кожа

сензитивни центар у мозгу

Ed

uk a

осећајни неурон центар рефлекса

моторни неурон

мишићи

кичмена мождина

ефектор Рефлексни лук у случају рефлекса повлачења руке

Ова реакција повлачења руке припада категорији рефлекса јер се одиграва аутоматски, без нашег вољног учешћа. Пут који нервни импулс пређе од чулне ћелије до ефекторске ћелије, назива се рефлексни лук. Рефлексне реакције су посредоване једним од најважнијих биолошких контролних система- чулно нервним системом.

52

Важни појмови: Рефлекс- аутоматски покрети који се одигравају несвесно ( без утицаја воље)

Основне компоненте рефлексног лука, а самим тим и овог система су: рецептор, сензитивно нервно влакно, центар рефлекса, моторно нервно влакно и ефектор или мишић.

Ed Важни појмови: Дендрити-кратки наставци нервне ћелије Аксон-дуг наставак нервне ћелије

мирис

укус

слух

додир

нос

језик

ухо

кожа

pr

вид

om

o

Чулна ћелије или рецептори су специјализоване нервне или епителне ћелије које су способне да приме дражи (стимулусе) и да их претворе у сигнале разумљиве другим ћелијаманервни импулс. Код животиња, те чулне ћелије могу бити појединачне или организоване у чулне органе (чуло слуха, вида, мириса, укуса и кожа као орган у коме су смештене чулне ћелије за додир, притисак, топло и хладно). Према врсти дражи на које реагују, рецептори се деле на: механорецпторе (чуло слуха, додира, равнотеже), хеморецепторе (чуло мириса и укуса), терморецепторе (чулне ћелије за топло и хладно у кожи) и фоторецепторе (чуло вида). На основу тога да ли примају дражи из спољашње или унутрашње средине деле се на : екстерорецепторе и интерорецепторе.

uk a

Занимљива биологија: У животињском свету налазимо на много интерорецептора који примају сигнале из унутрашње средине. Такви су рецептори који се протежу дуж мишићних влакана и реагују на истезање мишића. Захваљујући њима свесни смо положаја својих делова тела у простору. У зидовима крвних судова постоје рецептори који реагују на истезање зидова, а самим тим обавештавају одређени део мозга о висини крвног притиска. Веома велики значај имају рецептори за бол који су смештени у површинским и дубљим деловима коже и унутрашњим органима. Они омогућавају животињама да осећају бол , а самим тим избегну и различите облике опасности. Ретке особе које су рођене без рецептора за бол, могу да умру од безазлених болести као што је упала слепог црева или упала уха. Бол је упозорење да се у организму дешава неки процес и на сваки бол треба реаговати одласком код лекара.

око

Екстерорецептори примају информације из спољашње средине

Нервни проводници су издужене нервне ћелије или нервна влакна којима се нервни импулс спроводи до мозга или кичмене мождине, а затим се нервни импулс спроводи од мозга до мишића који ће извшити неку радњу. Сигнал зачет у чулној ћелији се сензитивним нервним влакном преноси до центра у мозгу. Одатле се сигнал пребацује на моторну нервну ћелију, чијим влакном импулс путује до органа који извршава радњу. Влакна сензитивних и моторних нервних ћелија представљају нервне проводнике који, слично телефонским жицама, преносе информације са удаљених места и на удаљена места служећи се електричним сигналом или нервним импулсом.

53

Иако се нервне ћелије разликују по облику и величини, свака нервна ћелија има тело ћелије са много кратких наставака дендрита и најчешће један дуги наставак аксон. Аксон се завршава завршним дугмићима. Аксон је обмотан мијелинским омотачем који омогућава спровођење нервног импулса од 120 m/s. Нервни импулс увек путује од тела нервне ћелије ка аксону и увек је исте амплитуде и трајања. Наш мозак препознаје различите јачине дражи на основу учесталости или фрекфенције нервног импулса. Нешто више о томе научићеш у наредним лекцијама. дендрити

пут нервног импулса

pr

om

мијелински омотач

аксон

uk a

завршни дугмићи

Нервни импулс увек путује од тела нервне ћелије ка завршним дугмићима

Ed

Ефектори су мишићне или жлездане ћелије које извршавају реакције у организму. Од центра у мозгу, моторним нервним влакном на ефектор стиже нервни импулс који покреће грчење мишића који затим изврши радњу. Подсети се градива претходних разреда и понови грађу и поделу мишића. Закључујеш да је скелетни мишић ефектор који је померио руку у рефлексу повлачења. нервна ћелија

мишић

54

Занимљива биологија: Мултипла склероза је аутоимуна болест код које наш имуни систем препознаје делове централног нервног система, који имају омотач око нерава (мијелински омотач), као стране организме. Стога се стварају антитела против сопственог централног нервног система, чиме се оштећује мијелински омотач и долази до неуролошких испада. МС најчешће настаје код млађих особа око 30. године живота, и то чешће жена, а веома ретко се може открити и код деце. Постоји 4 типа мултипле склерозе, од којих се неки карактеришу фазама погоршавања и стабилизације, а други могу бити агресивни и брзо довести до појаве инвалидности. Тачан узрок мултипла склерозе и даље није јасан, али се зна да фактори као што су повишен притисак, гојазност и други немају утицаја на настанак мултипле склерозе. Оно што се зна засигурно је да здрав стил живота уз довољно сна, редовну и здраву исхрану и физичку активност смањују ризик за настанак не само мултипле склерозе (МС), већ и других болести. Симптоми: губитак вида, утрнулост,слабост, парализа, вртоглавица, несвестица, губитак координације покрета, невољни покрети или контракција мишића, испресецан говор, умор.

o

једро

тело нервне ћелије

До сваког мишића долазе нервне ћелије које преносе наредбу који покрет мишић треба да изврши

Скелетни мишићи су по својој грађи попречно пругасти мишићи и везани су за кости. То што су попречнопругасти значи да су састављени од актина и миозина који су правилно распоређени, тако да се под микроскопом види попречна пругавост. Како нервни систем покреће те мишиће? Када нервни импулс стигне до мишићног влакна, он у њему активира ослобађање калцијума из ендоплазматичног ретикулума. Калцијум се веже за одређене протеине на мишићним влакнима који ослобађају актинске и миозинске нити и долази до контракције, а затим до опуштања мишића. За овај процес неопходна је енергија.

om

o

Важни појмови: Актин и миозин- протеини одговорни за контракцију ћелије

тело нервне ћелије

мијелински омотач

uk a

pr

једро

аксон

Ed

дендрити

мишић

место контакта нервне и мишићне ћелије

Веза између нервне и ефекторне ћелије

Поред скелетних мишића у организму постоје и глатки мишићи од којих су изграђени зидови црева, крвни судови и срчани мишић који изграђује срце. Ови мишићи стоје под утицајем аутономног нервног система и на њихов рад се не може утицати снагом воље.

55

Биолози истраживачи - рад у пару

Можете са својим паром из клупе да истражите неке рефлексе поступцима којима не можете да се повредите. Довољно је да испред очију свог пара из клупе благо лупиш длановима. Приметићеш брзо затварање очију. То је одбрамбени рефлекс. Нека твој друг из клупе седне и прекрсти ноге. Прекрштена нога треба да је опуштена. Пронађи место испод чашице и надланицом благо удари то место. Приметићеш да се потколеница померила и стопало подигло горе. Овај рефлекс се назива пателарни рефлекс.

o

Опажања наших чула

pr

om

“Оком гледамо, а мозгом видимо” изрека је која најбоље описује чулно нервни систем. Рецептори примају информације и преко проводника их преносе до одређених центара у мозгу који их затим тумаче. Ми смо вам дали неколико карактеристичних примера оптичких варки. Ваш задатак је да претражите интернет и литературу и направите изложбу о тумачењу информација које добијамо из спољашње средине. Немојте се базирати само на чулу вида. Пробајте различито воће са зачепљеним носем, а затим без зачепљеног носа. Изненадићете се како је воће различитог укуса.

Ed

uk a

1. Оптичка илузија о различитим висинама. Да ли су ова три човека различите висине? Објасните .

56

om

o

2. Милер Лајерова оптичка илузија. Која линија је дужа?

Ed

uk a

pr

3. Шта се види на овој слици? Да ли су ово стварно сенке две жене?

57

uk a

pr

om

o

4. Погледај у центар ове слике. Имаћеш осећај да се слика креће.

Ed

5. Која црна тачка је већа? Десна или лева? Објасни.

58

Биолози паметнице: Рефлекс је аутоматски покрет који се одиграва без учешћа свести. Пут који нервни импулс пређе од чулне ћелије до ефекторске ћелије назива се рефлексни лук. Рефлексне реакције су посредоване једним од најважнијих биолошких контролних система - чулно нервним системом. Основне компоненте рефлексног лука, а самим тим и овог система су: рецептор, нервно влакно и ефектор или мишић.

Биолошке мозгалице самосталан рад

1. Заокружи тачан одговор* Рефлескни лук се састоји из: а. моторног и сензитивног нервног влакна б. ефектора, центра у мозгу и рецептора в. рецептора, нервног центра и нервних влакана г. рецептора, нервних влакана, нервног центра и ефектора 2. Допуни реченице **

pr

uk a

Поглед уназад: Обнови већ научено градиво: -особине нервне и мишићне ћелије-7.разред.

om

o

Реакција повлачења руке припада категорији_____________ јер се одиграва _____________без нашег вољног учешћа. Пут који нервни импулс пређе од чулне ћелије до ефекторске ћелије назива се____________________. Рефлексне реакције су посредоване једним од најважнијих биолошких контролних система: ______________________. Основне компоненте рефлексног лука, а самим тим и овог система су: ___________________, ___________________и _____________________ или мишић.

Ed

Брзо и кратко, учи се лако!

Разумеш ли ?

рецептор

осећајно нервно влакно центар рефлекса

моторно нервно влакно

1.Шта је рефлекс?

2.Који су делови рефлексног лука?

ефектор

3. Како делимо рецепторе?

4.Која је улога мијелинског омотача?

5.Који органи су ефектори?

59

НАДРАЖЉИВОСТ, ПРОВОДЉИВОСТ, КОНТРАКТИЛНОСТ Средина у којој организми живе непрекидно се мења. Смењују се дан и ноћ, годишња доба, мириси и укус, хладноћа и топлота. Човек увек зна шта се дешава у његовом телу и средини која га окружује те како се треба понашати у свакој прилици. Такве способности засноване су на његовом систему обавештавања и одржавања хомеостазе.

Кључне речи: надражљивост мембрански потенцијал мировања мембрана проводљивост контрактилност

om

o

Овај систем прикупља податке о човековој околини и о властитом телу, а одговарајућим реакцијама одржава целовитост организма тако што примљена обавештења обрађује и спроводи до органа који извршавају жељене радње. Тај систем се састоји од пријемника (рецептора) обавештења, проводника и прерађивача тих обавештења (нервни систем) па до извршитеља- ефектора (ћелије, ткива, органи, системи органа), који на примљено обавештење у виду нервног импулса непосредно реагују обављајући одређену радњу. На површини ћелије се налази ћелијска мембрана која има своје наелектрисање. То наелектрисање настаје услед различитог распореда јона са две стране ћелијске мембране и назива се мембрански потенцијал мировања.

uk a

pr

На обе стране ћелијске мембране налазе се јони. Унутар ћелије је највише јона калијума, а ван ћелије јона натријума. Унутрашња страна мембране је негативнија у односу на спољашњу и та разлика износи– 60mV, а назива се мембрански потенцијал мировања. Јони калијума увек излазе пасивним транспортом из ћелије јер их је више у ћелији, а јони натријума увек улазе у ћелију (са места веће концентрације на место мање концентрације). Посебан систем транспорта у коме се троши енергија (активан транспорт) избацује јоне натријума у ћелију, а убацује јоне калијума супротно њиховој концентрацији. Овакав систем транспорта, који се назива Na-К пумпа, одржава мембрански потенцијал мировања.

Ed

ћелијска мембрана

протеин

протеин спољашњост ћелије

унутрашњост ћелије

Распоред јона у ћелији и изван ћелије. Од распореда јона на мембрани зависи њено наелектрисање.

60

Важни појмови: Мембрански потенцијал мировања-разлика у наелектрисању са две стране мембране Пасиван транспорт-транспорт супстанци кроз мембрану без утрошка енергије Активан транспорт- транспорт супстанци кроз мембрану са места мање на место веће концентрације супстанце уз утрошак енергије

Надражљивост Чулни рецептори су специјализоване нервне или епителне ћелије чија је улога да обавесте организам о стању средине у којој се организам налази. Оне имају способност да препознају, приме дражи и да је преведу у нервни импулс. Такве ћелије на стимулус или драж одговарају променом мембранског потенцијала мировања. Нешто о њима већ знаш, а сад прошири своје знање. Процес пријема информација одвија се на основу способности живих организама да на одређене утицаје реагују одговарајућом реакцијом. Утицаји који доносе обавештења и изазивају реакције организма називају се дражи. Дражи су сва деловања спољашње и унутрашње средине која у организму изазивају промене. Промене у организму изазване дражима називају се надражаји. Када под утицајем дражи настане надражај, тада организам може да реагује одређеном реакцијом. Ова способност реаговања организма назива се надражљивост.

om

o

Да би утицај уопште могао имати особину дражи, мора достићи одређену минималну величину која је у стању да изазове надражај, а која се означава као пражна вредност (праг надражаја). То је минимална количина неке енергије која је у стању да произведе надражај, тј. доведе њене рецепторе у побуђено стање. Драж довољне јачине је у стању да у рецепторима ствара нервни импулс.

Ed

uk a

pr

Мембрана остаје поларизована све дотле док постоји разлика у потенцијалу њене унутрашњости и спољашности. Међутим, када под утицајем спољне енергије (дражи) дође до промена у пропустљивости мембране, распоред јона се мења, тј. јавља се њена деполаризација. Деполаризација настаје када кроз посебне канале који се отварају под утицајем енергије дражи у ћелију нагло уђе натријум. Пошто се натријумски канали брзо отварају и затварају, овај нагли улазак натријума изазива промену у наелектрисању мембране. Унутрашњост мембране постаје позитивнија, а спољашњост негативнија на том сегменту. Такво стање мембране доводи до стварања нервног импулса.

простор ван ћелије мембрана ћелија

мембрански потенцијал мировања

стварање нервног импулса

мембрански потенцијал мировања

Стварање нервног импулса у надражљивим ћелијама

Важни појмови: Нервни импулс-промена наелектрисања на мембрани надражљиве ћелије

61

Проводљивост

o

Нервни импулс који се створи на једном делићу надражене мембране мора да се пренесе са места где је настао до места контакта са другом ћелијом. То значи да нервни импулс путује дуж нервне ћелије тако што се мења наелектрисање на мебрани непосредно испред дела захваћеног нервним ипулсом. Тако нервни импулс путује дуж нервног влакна изнова настајући на сваком следећем делу мембране све док не стигне до завршних дугмића. Преко завршних дугмића може да пренесе нервни импулс на другу нервну ћелију или на мишићну ћелију. Мембрана има исте особине дуж целог нервног влакна, значи да се нервни импулс спроводи читавом дужином аксона истом брзином и без опадања амплитуде.

Занимљива биологија: Дебља нервна влакна спроводе нервни импулс брже него танка. Када би нервна влакна у мозгу била дебела 1 mm, колико је потребно да би спроводила нервни импулс брзином од 120 m/s, глава човека би била толика да не би могла да прође кроз врата. Због тога су аксони нервних ћелија обмотани мијелином који има улогу изолатора.

uk a

pr

om

Ова способност нервне ћелије да проводи нервни импулс је проводљивост. Брзина спровођења нервних импулса зависи од дебљине нервног влакна и присуства мијелинског омотача. Пошто је повећање дебљине нервних влакана неекономично за организам, већина аксона је обмотана мијелинским омотачем, који се на правилним растојањима дуж аксона прекида. Та места без омотача се називају нодуси, а места са мијелином интернодуси.

аксон

Ed

стварање нервног омпулса

интернодус обмотан мијелином

нодус

Скоковито спровођење нервног импулса

62

интернодус

Контрактилност

Важни појмови: Филамент-кончаста структура Миофибрили-протеинске нити у мишићној ћелији

Контрактилност је способност ефекторске ћелије да на нервни импулс реагује грчењем. Скелетни мишић се састоји од снопова паралелно постављених мишићних ћелија. Мишићне ћелије су под контролом моторних нервних ћелија које излазе из кичмене мождине. Једна нервна ћелија преко својих завршних дугмића може контролисати већи број мишићних ћелија или влакана. Сва мишићна влакна која стоје под контролом једне нервне ћелије грче истовремено се и заједно са том нервном ћелијом граде моторну јединицу.

om

o

аксон моторног неурона

место контакта нервне и мишићне ћелије

uk a

pr

мишићна влакна

Мишићне ћелије које стоје под контролом једне нервне ћелије чине моторну јединицу

Ed

При контракцији мишићне ћелије настаје сила којом мишић делује на неки предмет. Та сила коју ствара мишић приликом грчења је мишићна напетост. У свакој мишићној ћелији се налазе протеинске нити– миофибрили, који граде контрактилни апарат мишићне ћелије. Миофибрили су сачињени од две врсте филамената. Тањи филаменти су састављени од протеина актина који се повезује у двоструки спирални ланац. Дебљи филаменти су изграђени од већег броја молекула миозина који има лоптасту главицу. Актински филаменти су прекривени једним кончастим протеином који у стању мировања не дозвољава везивање миозинске главице за актин. На актинском филаменту постоји још један регулаторни протеин којег активира калцијум.

миозин

актин Модел актинских и миозинских нити

63

Када нервни импулс стигне на мишићну ћелију, из едноплазматичног ретикулума се ослобађа калцијум који се веже за регулаторни протеин. Тај регулаторни протеин помера кончасти протеин и ослобађа места на актину за који могу да се вежу миозинске главице. Миозинска главица се веже и повлачи актин што изазива контракцију мишића.

om

o

миофибрили

Биолози паметнице: Чулне ћелије имају способност да препознају и приме драж и да је преведу у нервни импулс. Такве ћелије на стимулус или драж одговарају променом мембранског потенцијала мировања. Дражи су сва деловања спољашње и унутрашње средине која у организму изазивају промене. Промене у организму изазване дражима називају се надражаји. Када под утицајем дражи настане надражај, тада организам може да реагује одређеном реакцијом. Ова способност реаговања организма назива се надражљивост. Нервни импулс који се створи на једном делићу надражене мембране мора да се пренесе са места где је настао до места контакта са другом ћелијом. То значи да нервни импулс путује дуж нервне ћелије тако што се мења наелектрисање на мебрани непосредно испред дела захваћеног нервним ипулсом. Тако нервни импулс путује дуж нервног влакна изнова настајући на сваком следећем делу мембране све док не стигне до завршних дугмића. Преко завршних дугмића може да пренесе нервни импулс на другу нервну ћелију или на мишићну ћелију. Ова способност нервне ћелије да преноси нервни импулс назива се проводљивост. Контрактилност је способност ефекторске ћелије да на нервни импулс реагује грчењем.

дебеле миозинске нити

uk a

танке актинске нити

контрахован мишић

pr

миофибрили у релаксираном мишићу

енергија

Ed

енергија

миозинска главица се качи за актин

Глава миозина се савија и качи за актинску нит коју повлачи ка средини.

Неопходна је енергија која помаже да се глава миозина откачи од актина.

Шема контракције мишића

Свака миозинска главица има способност да веже хемијску енергију и претвори је у механичку енергију потребну за грчење мишића. Главица се одваја од актина само ако се за њу веже енергија. Тако је миозинска главица спремна за нови циклус контракције. Више о томе како се нервни импулс преноси на мишићну ћелију да би она могла да се контрахује, научићеш у следећој лекцији.

64

Биолошке мозгалице самостални рад

1. Повежи појам са његовим значењем тако што ћеш на линију испред појма уписати број.**

______драж ______надражљивост ______проводљивост ______контрактилност ______мембрански потенцијал мировања Способност нервне ћелије да спроводи импулс. Утицај из спољашње или унутрашње средине. Способност ћелије да се грчи и опружа. Способност ћелије да реагује на драж. Наелектрисање на мембрани свих живих ћелија.

o

1.

2.

3.

4.

5.

om

Занимљива биологија: Када вежбаш, твој организам користи већу количину кисеоника. Тај кисеоник је неопходан да би се из митохондрија ослободила енергија, неопходна за мишићну контракцију. Када се при вежбању мишићна влакна непрекидно грче, долази до замора мишића. Замор се јавља услед исцрпљивања залиха енергије у ћелији. Мишићне ћелије тада без присуства кисеоника разграђују шећер, па се као последица такве разградње у замореном мишићу накупља млечна киселина. Заморен мишић производи мању напетост и спорије се опушта од одморног мишића. Процес опуштања је активан процес за који је потребна енергија. Када у мишићном влакну дође до привременог престанка дотока енергије , јавља се грч мишића.

2. Заокружи слово испред тачне тврдње.*

uk a

pr

Нервни импулс настаје када: а. наелектрисање на мембрани ћелије остане исто б. промени се наелектрисање на мембрани ћелије в. калцијум уђе у ћелију г. калијум уђе у ћелију

Ed

Поглед уназад: Обнови већ научено градиво.

-грађу нервне ћелије-7. разред.

Разумеш ли ?

1.Шта је драж а шта надражљивост?

Мишићне ћелије које стоје под контролом једне нервне ћелије граде: а. мишићна влакана б. актин и миозин в. моторну јединицу г. мишићни снопић Брзо и кратко, учи се лако! надражљивост чулне и нервне ћелије

2.Како настаје нервни импулс?

3.Како се преноси нервни импулс?

4.Објасни улогу калцијума у грчењу мишића.

5. Објасни механизам грчења мишића.

проводљивост нервне ћелије контрактилност мишићне ћелије

65