Po dosiahnutí konečnej veľkosti, list môžu žiť rôznu dobu, avšak v porovnaní s osovými orgánmi sú listy viacročných rastlín krátkodobé. Vo väčšine rastlín žijú niekoľko mesiacov a vo vždyzelených od 1,5 do 20 rokov. Vždyzelená povaha týchto rastlín sa vysvetľuje tým, že staré listy sa postupne nahrádzajú novými, to znamená, že neopadajú všetky listy naraz.
Ihličnaté listy majú najdlhšiu životnosť. Áno, y Borovica lesná list žije 2-4 roky, a jedol- 5-7 rokov, tis- 6-10 rokov. V tom istom rastlinnom druhu sa pri lezení na hory a pohybe na sever životnosť listov zvyšuje. Áno, y smrek obyčajný v ihličkách Khibiny žijú 12-18 rokov.
Starnutie listov
Akonáhle listy dosiahnu svoju maximálnu veľkosť, začnú sa procesy opotrebovania, ktoré vedú k starnutiu a smrti. Starnutím listu sa postupne znižuje intenzita fotosyntézy a dýchania, obsah RNA a zlúčenín dusíka a draslíka. Konečné produkty metabolizmu sa hromadia v pletivách starých listov a ukladajú sa kryštály šťavelanu vápenatého. Procesy rozkladu látok prevládajú nad ich syntézou. Zo starého listu prúdia sacharidy a aminokyseliny do iných častí rastliny, čo je jeden z dôvodov starnutia a opadu listov.
Pád listov
V miernych zemepisných šírkach listy väčšiny stromov a kríkov na zimu opadávajú, čo má dôležitý adaptačný význam. Rastliny zhadzovaním listov zmenšujú odparovaciu plochu, pretože strata vlhkosti v zime môže viesť k vysychaniu nadzemných orgánov. Okrem toho sa olistené konáre môžu odlomiť od hmotnosti snehu, ale sneh sa nehromadí na vetvách bez listov. Opadané listy sú dobrým organickým a minerálnym hnojivom, ktoré chránia korene pred mrazom. Materiál zo stránky
Jesenné listy väčšiny stromov a kríkov žltnú alebo červenajú v dôsledku ničenia chlorofylu a dlhšieho zachovania iných pigmentov (xantofyl, antokyanín a pod.). Počas procesu starnutia listu sa v blízkosti jeho bázy v dvojklíčnolistových drevinách vytvára takzvaná separačná vrstva, pozdĺž ktorej sa list oddeľuje od stonky. Pri jednoklíčnolistových a bylinných dvojklíčnolistových rastlinách sa nevytvára oddeľovacia vrstva, ich list postupne odumiera, zostáva na stonke.
Signálom pre rastliny, že sa blíži jeseň, je zmena dĺžky dňa. Opad listov je teda adaptáciou, ktorá vznikla v rastlinách počas procesu evolúcie, aby tolerovali nepriaznivé podmienky.
Prvý jasne viditeľný príznak starnutia - žltnutie listu - je spôsobený deštrukciou chlorofylu, a preto sa stávajú viditeľnými ďalšie pigmenty listov, najmä xantofyly a karotenoidy. Štúdium ultraštruktúry starnúcich listov ukázalo, že dochádza k postupnej degradácii membránovej štruktúry chloroplastových granúl, sprevádzanej objavením sa hustých guľôčok lipidového materiálu (pravdepodobne vytvorených zo zničených membrán), v ktorých sú rozpustené karotnoidy. Medzi ďalšie skoré zmeny patrí degenerácia endoplazmatického retikula a postupné vymiznutie ribozómov. Mitochondrie si zachovávajú svoju štruktúru v počiatočných štádiách starnutia, ale neskôr tiež podliehajú degenerácii. V bunkách úplne zostarnutých listov fazule zostáva plazmaléma stále neporušená, ale tonoplast zmizne a štruktúra cytoplazmy a jadra sa úplne stratí. Zvyšné chloroplasty predstavujú vezikuly obsahujúce kvapôčky tuku.[...]
Takéto štrukturálne zmeny v bunkách starnúceho listu sú sprevádzané zmenami v ich zložení a metabolickej aktivite. V dôsledku rozkladu bielkovín na aminokyseliny a amidy (obr. 12.2) obsah bielkovín v liste postupne klesá. Dochádza tiež k progresívnemu poklesu obsahu RNA, najmä ribozomálnej RNA (obr. 12.3).[...]
Vynára sa otázka: čo spôsobuje a reguluje degradačné zmeny, ku ktorým dochádza počas starnutia listov? Keďže prinajmenšom u niektorých druhov zostáva rýchlosť dýchania v počiatočných štádiách starnutia konštantná, predpokladá sa, že nedochádza k zmenám v metabolizme dýchania, ktoré by mohli spôsobiť starnutie. Zároveň sme videli, že starnutie je neustále sprevádzané citeľným poklesom obsahu bielkovín a RNA v listoch. Pozornosť sa venovala týmto zmenám ako možnému indikátoru „kľúčových“ procesov starnutia. Ukázalo sa teda, že určitá časť proteínu obsiahnutá v liste podlieha neustálemu „cyklu“, to znamená, že proteín sa neustále syntetizuje a ničí, a preto celková rýchlosť zmeny jeho obsahu predstavuje rozdiel v rýchlostiach týchto dvoch procesov. V prípadoch, keď k takémuto kontinuálnemu obratu dôjde, môže hojnosť bielkovín odrážať zníženie rýchlosti syntézy alebo zvýšenie rýchlosti rozpadu, alebo oboje.[...]
Je teda možné, že konkurencia medzi mladými a starými listami vedie k zvýšeniu rýchlosti transportu aminokyselín zo starých do rastúcich listov a následne k zníženiu zásoby metabolitov dostupných pre syntézu bielkovín v starých listoch. V tejto hypotéze je veľmi dôležitá potreba aktívneho obratu bielkovín, ale v úplne expandovaných listoch perilly je rýchlosť obratu proteínu „frakcia 1“ nulová, t.j. konštantná syntéza a rozklad nie je pozorovaný a počas procesu starnutia sa frakcia 1 klesá oveľa rýchlejšie ako druhá frakcia („frakcia 2“), v ktorej dochádza k aktívnej cirkulácii.[...]
Teraz sa pozrieme na iný prístup k problému starnutia listov. Tento prístup pozostáva zo štúdií vykonávaných na listoch alebo častiach listov izolovaných z materskej rastliny. Oddelenie listu zvyčajne vedie k okamžitému začiatku procesov starnutia tkaniva, takže listy alebo listové disky oddelené od rastliny sú vhodným materiálom na experimenty za kontrolovaných podmienok, nekomplikované korelačným vplyvom iných častí rastliny.
1. Funkcia organických látok bunky charakteristická len pre bielkoviny:
a) stavebníctvo;
b) ochranné;
c) enzymatické; +
d) energia.
2. Kôra nadobličiek produkuje hormón:
a) adrenalín;
b) tyroxín;
c) kortizón; +
d) glukagón.
3. Biela hmota mozgu tvorí:
a) vlákna vodivých ciest; +
b) cerebelárna kôra;
c) subkortikálne jadrá;
d) mozgová kôra.
4. Jadrá vagusových nervov sa nachádzajú v:
a) medulla oblongata; +
b) diencephalon;
c) cerebelárna kôra;
d) subkortex mozgových hemisfér.
5. Organizmy nazývané planktón:
a) pasívne plávajúce vo vodnom stĺpci; +
b) aktívne plávajúce;
c) dno;
d) žijúci na vodnej hladine.
6. Z menovaných cicavcov majú spoločného predka:
a) mrož, veľryba beluga, Stellerova krava;
b) nosorožec, kôň, tapír; +
c) pakone, zebra, prasa bradavičnaté;
d) tuleň, delfín skákavý, lamantín.
7. Z vymenovaných jednobunkových organizmov nepatria do superkráľovstva eukaryotov:
a) rádiolaria;
b) ciliates-stylonychia;
c) chlorella;
d) Bacillus subtilis. +
8. Spotrebiteľom 1. objednávky je:
a) červený lesný mravec;
b) piliarka borovicová; +
c) hrobár chrobák;
d) chrobák lesný.
9. Dýchanie u obojživelníkov sa vykonáva:
a) cez žiabre;
b) cez pľúca;
c) cez kožu;
d) všetky vyššie uvedené metódy. +
10. Predkovia prvých suchozemských stavovcov boli ryby:
a) chrupavkové;
b) lúčoplutvý;
c) laločnaté; +
d) pľúcnik.
11. Vodné kôrovce dafnie sa vyznačujú:
a) pohlavné rozmnožovanie zahŕňajúce mužov a ženy;
b) partenogenetické rozmnožovanie;
c) nepohlavné rozmnožovanie pučaním;
d) striedanie partenogenetickej a obojpohlavnej reprodukcie. +
12. Nervový systém annelids:
a) difúzne;
b) uzlový;
c) reťaz;
d) schodisko. +
13. Obehový systém háďatiek:
a) uzavreté;
b) otvorené;
c) čiastočne uzavreté;
d) neprítomný. +
14. Lancelet patrí do systematickej skupiny:
a) bezstavovce;
b) bez žiabrov;
c) bez lebky; +
d) beznohý.
15. Austrálske kurčatá znášajú vajcia:
a) inkubujú sa;
b) umiestnené v hniezdach iných druhov;
c) pochovaný v hromade hnijúceho lístia; +
d) ponechané na povrchu zohriatom slnkom.
16. U plazov ušný bubienok chýba v:
a) krokodíly;
b) hady; +
c) korytnačky;
d) jašterice.
17. Organely, ktoré nie sú typické pre bunky húb, sú:
a) vakuoly;
b) plastidy; +
c) mitochondrie;
d) ribozómy.
· Všetky jeseterovité ryby sú charakteristické migráciou na neres.
· Zrak včely medonosnej je rovnako farebný a trojrozmerný ako zrak cicavcov.
· Cicavce sa objavili po vyhynutí dinosaurov.
· Rozhodujúcu úlohu pri speciácii zohráva výskyt genetickej izolácie. +
· U papraďorastov v životnom cykle prevažuje gametofyt nad sporofytom.
· Invázia je ochorenie spôsobené infekciou tela patogénnymi mikroorganizmami.
· Všetky infekčné agens obsahujú molekuly nukleových kyselín.
· Aktín a myozín sa nenachádzajú len vo svalových bunkách. +
· Hemoglobín sa syntetizuje na ribozómoch hrubého ER.
· Receptory niektorých hormónov sa nachádzajú v bunkovom jadre. +
· V zdravom tele veľké množstvo T-lymfocytov v týmusu neodumiera.
101. Počas syntézy bielkovín:
a) aminoacyl-tRNA syntetáza sa zúčastňuje syntézy aminokyselín;
b) C-C-A koniec tRNA sa používa na pripojenie transferových RNA k mRNA;
c) každá nová aminokyselina pridaná do systému je na začiatku pripojená k miestu A veľkej podjednotky ribozómu; +
d) peptidyltransferáza presúva novovytvorený peptid z miesta A do miesta P.
102. Štádiá replikácie viriónov možno označiť takto:
1) syntéza vírusových proteínov;
2) fúzia obalu viriónu s bunkovou membránou;
3) proteínová zostava;
4) oddelenie kapsidy;
5) uvoľnenie vírusu z bunky;
6) replikácia vírusovej RNA.
103. Zmeny, ku ktorým dochádza v plodoch počas dozrievania (farba, štruktúra a chemické zloženie), sú spôsobené:
a) obsah CO2 v atmosfére;
b) zmena dĺžky dňa;
c) syntéza etylénu v ovocí; +
d) koncentrácia kyseliny indolyloctovej v ovocí.
104. Drahokamy v Marchantia sú homologické:
a) semená;
b) gaméty;
c) somatické bunky plodových pukov; +
d) peľové zrná.
105. Pre rastliny nie sú potrebné tieto minerálne prvky:
a) draslík;
b) horčík;
c) vápnik;
d) viesť. +
106. Zníženie dusičnanov:
a) vykonávané rastlinami; +
b) vyskytuje sa v mitochondriách;
c) katalyzované enzýmom dusíkatým;
d) je známy ako proces fixácie dusíka.
107. Rozsievky (Bacillariophyta) sa môžu rozmnožovať nepohlavne s tvorbou matrice kremíkových chlopní (epithecae - hypothecae). Výsledkom je, že väčšina novovytvorených chlopní sa zmenší a v konečnom dôsledku povedie k neživotaschopne malej veľkosti buniek. Tento problém je vyriešený nasledovne:
a) pohlavným rozmnožovaním vzniká zygota, ktorej veľkosť sa zväčšuje, kým sa nevytvoria nové kremíkové chlopne; +
b) konjugáciou (zlúčením obsahu dvoch malých buniek do jednej veľkej);
c) spojením dvoch malých silikónových chlopní do jednej veľkej silikónovej chlopne;
d) spojením štyroch malých silikónových chlopní do jednej veľkej kremíkovej chlopne.
108. Zdrojom energie pre vyvíjajúci sa zárodok v kvitnúcich rastlinách je:
a) haploidný endosperm;
b) tapetum, vrstva obloženia;
c) svetlo prenikajúce cez kryt semien;
d) triploidný endosperm. +
109. U rýb sa vnímanie zvuku uskutočňuje v neuromastoch, čo je skupina vláskových buniek v stenách labyrintu, ktoré sú spojené s otolitmi (granule CaCO3 alebo špeciálny druh kamienkov). Neuromasty zaznamenávajú pohyb otolitov vzhľadom na stenu labyrintu. Podvodné zvuky sa prenášajú vo forme tlakových vĺn, ktoré nevedú k výrazným pohybom molekúl vody. Otolity chrupavčitých rýb sú menej účinné ako otolity kostnatých rýb, ktoré pozostávajú z malých kamienkov. Najpokročilejší prístroj na vnímanie zvuku má:
a) žiadne špecifické skupiny rýb;
b) kostnaté ryby s plávacím mechúrom; +
c) ryby plávajú v blízkosti hladiny morí a jazier;
d) žraloky.
110. Chuť vnímaná chuťovými pohárikmi zadnej tretiny jazyka je:
a) sladké;
b) kyslé;
c) slané;
d) horká. +
111. Červené krvinky muža s krvnou skupinou A boli zmiešané s krvnou plazmou iného muža. V tomto prípade nebola pozorovaná žiadna aglutinácia. Možno konštatovať, že krvná skupina darcu plazmy bola:
a) len B;
b) A alebo 0;
c) A alebo AB; +
d) A, B alebo 0.
112. Užívanie stimulantov, ako je kokaín alebo amfetamín, spôsobuje okrem iných účinkov stav intenzívneho nervového vzrušenia. Z nasledujúcich vyhlásení týkajúcich sa týchto liekov nemôže vysvetlite ich účinok na telo takto:
a) ich štruktúra je taká, že sa viažu na dopamínové receptory centrálneho nervového systému;
b) sú v tele metabolizované menej efektívne ako neurotransmitery, ktoré napodobňujú;
c) obsahujú aminoskupinu, dopamín aj adrenalín; +
d) ich afinita k dopamínovým receptorom prevyšuje afinitu prirodzených neurotransmiterov.
113. Silice z aromatických rastlín, ako je muškátový orech, obsahujú veľké množstvo aromatických uhľovodíkov, ktoré sa jednoduchým pridaním aminoskupiny premenia na amfetamínové deriváty s halucinogénnymi vlastnosťami. Táto reakcia sa uskutočnila in vitro s bunkovým homogenátom, ktorý premieňal frakciu týchto esenciálnych olejov na sympatomimetické zlúčeniny. Požitie veľkého množstva mletého muškátového orieška má za následok stav intoxikácie pripomínajúci účinky amfetamínu, čo naznačuje, že k určitému stupňu konverzie dochádza aj in vivo.
Táto transformácia sa môže uskutočniť najmä v:
a) pečeň; +
b) mozog;
c) pľúca;
d) obličky.
114. Separáciu kyslíka od hemoglobínu spôsobujú a podporujú:
a) nízky pO2, nízke pH a nízka teplota v tkanivách;
b) vysoký pO2, vysoké pH a vysoká teplota v tkanivách;
c) vysoký pO2, nízke pH a nízka teplota v tkanivách;
d) nízky pO2, nízke pH a vysoká teplota tkaniva. +
115. Z nasledujúcich anatomických štruktúr homológnych s krídlom netopierov je:
a) chrbtová plutva žraloka;
b) ľudská ruka; +
c) ventrálna plutva ryby;
d) motýlie krídlo.
116. Voška dubová je drobný hmyz, ktorý úsťami prepichuje mladé vetvičky a živí sa vysávaním tekutiny. Ústami vošiek prenikajú:
a) do tkaniva krvných ciev na vonkajšej strane kambia; +
b) vo vnútri kambia;
c) do tkaniva vnútornej strany kambia;
d) plocha závisí od veku a štádia vývoja vošiek.
117. Hlavná prekážka obnovenia počtu perlorodiek
(M. margaritifera) v ruských riekach:
a) rôzne formy znečistenia; +
b) transformácia biotopov;
c) nadmerný rybolov;
d) úzkosť.
118. Hlavnú časť dvojvetvovej končatiny kôrovcov tvoria:
a) jeden segment;
b) štyri segmenty;
c) tri segmenty;
d) dva segmenty. +
119. Pravé žaby chýbajú v:
a) Severná Amerika;
b) Afrika;
c) Ázia;
d) Austrália; +
120. Možnosť vývoja plazov bez metamorfózy je spôsobená:
a) veľký prísun živín vo vajci; +
b) rozšírenie v tropickom pásme;
c) prevažne suchozemský spôsob života;
d) štruktúra pohlavných žliaz.
121. U vodných plazov dochádza až k 75 % všetkých strát vlhkosti
cez kožu:
a) krokodíly; +
b) hady;
c) korytnačky;
d) leguány.
122. Ako je znázornené nižšie, vyliahnuté domáce kura okamžite začne klovať zrná podobné jedlu a ako starne, jeho presnosť/zacielenie sa zvyšuje. Všimnite si, že ak je kurčati zabránené v klovaní počas druhého dňa života, stále bude na tretí deň klovať lepšie ako v prvý; nedosiahne však takú presnosť, akú by mohol mať, keby mu v cvičení neprekážali. Z navrhovaných rozsudkov sú správne tieto:
a) presné klovanie sa vyvíja po dozrievaní nervového systému;
b) presné klovanie sa rozvíja učením, ktoré umožňuje kurčatám rozlišovať medzi jedlými predmetmi.
c) presné klovanie je spojené s procesom dozrievania aj s procesom učenia. +
d) je kritické obdobie - od 1 do 7 dní, počas ktorých sa kurčatá naučia klovať potravu zo zeme.
123. Muž má krvnú skupinu B a pozitívny Rh faktor. Žena má krvnú skupinu B a negatívny Rh faktor. Dieťa má krvnú skupinu A a negatívny Rh faktor. Pravdepodobnosť, že muž je otcom, možno povedať:
a) nie je otcom; +
b) je 50 % pravdepodobnosť, že je otcom;
c) je otcom;
d) je 25% šanca, že je otcom.
124. Spoľahlivým dôkazom o génovej väzbe je, že:
a) dva gény sa nachádzajú spolu v tej istej gaméte;
b) tento gén je spojený so špecifickým fenotypom;
c) gény sa počas meiózy neštiepia; +
d) jeden gén ovplyvňuje dva znaky.
125. Za predpokladu, že počas meiózy dochádza len k nezávislému rozdeleniu znakov a nedôjde k prekríženiu, môžeme predpokladať, že organizmus heterozygotný pre tri gény produkuje nasledujúci počet typov gamét:
a) 4;
b) 6;
c) 8; +
d) 9.
126. Počas paleozoickej éry boli stromové formy obzvlášť rozšírené v:
a) silur;
b) devón;
c) uhlík; +
d) permský.
127. Potenciálne nebezpečenstvo pre izolovanú populáciu, kde je počet jedincov výrazne znížený, je:
a) strata genetickej diverzity; +
b) sklon k selektívnemu páreniu;
c) redukcia mutácií;
d) porušenie Hardy-Weinbergovho zákona.
128. K regenerácii polypov dochádza v dôsledku delenia:
a) kožné svalové bunky;
b) nervové bunky;
c) medzičlánky; +
d) mezoglea.
129. Vytvorené prvky krvi nesúvisiace s leukocytmi:
a) eozinofil;
b) erytrocyt; +
c) monocyt;
d) krvných doštičiek; +
e) lymfocyt.
130. Za horné dýchacie cesty sa považujú:
a) nosová dutina; +
b) alveoly pľúc;
c) hrtan; +
d) pleura;
e) bronchioly.
131. Kosti, ktoré tvoria predlaktie, sú:
a) lakeť; +
b) rameno;
c) holenná kosť;
d) radiálne; +
d) kľúčna kosť.
132. Kosti, ktoré tvoria panvový pás, sú:
a) femorálny;
b) krížová kosť;
c) ochlpenie; +
d) ischias; +
d) ileum. +
133. Medzi centrálne orgány imunitného systému patria:
a) lymfatické uzliny;
b) týmus; +
c) mandle;
d) slezina;
e) červená kostná dreň. +
134. Podľa povahy duševnej činnosti prevládajúcej v ľudskej činnosti sa rozlišujú tieto typy pamäti:
a) nedobrovoľné;
b) dlhodobé;
c) obrazný; +
d) motor; +
d) emocionálne. +
135. Na tvorbe morských sedimentov, najmä v oblasti plytkej vody, sa podieľajú:
a) annelids; +
b) špongie; +
c) kôrovce; +
d) mäkkýše; +
d) prvoky. +
136. V štruktúre a životnom cykle sporozoanov nastali tieto zmeny:
a) organely na zachytávanie a príjem potravy zmizli; +
b) tráviace vakuoly zmizli; +
c) kontraktilné vakuoly zmizli; +
d) zmizli organely aktívneho pohybu; +
e) dochádza k striedaniu nepohlavného rozmnožovania, pohlavného výbežku a sporogónie. +
137. +K charakteristickým znakom koelenterátov patrí:
a) radiálna symetria; +
b) trojvrstvové;
c) prítomnosť žalúdočnej dutiny; +
d) ganglinózny typ nervového systému;
e) hermafroditizmus.
138. Vývoj obehového systému pavúkovcov závisí od:
a) veľkosť tela; +
b) rozvoj dýchacieho systému; +
c) veľkosť srdca;
d) tvary srdca;
d) objem krvi.
139. Medzi lastúrniky, ktoré žijú v sladkovodných útvaroch, patria:
a) perličkový jačmeň; +
b) bezzubý; +
c) lopty; +
d) pinctads;
d) pteria.
140. Allantois (zadné črevo embrya stavovcov), plní funkcie:
a) dýchanie; +
b) akumulácia tukových buniek;
c) akumulácia močových sekrétov; +
d) krvný obeh;
e) spojenie s materským telom.
141. Aby sa krv prenášajúca živiny z čriev dostala do pravej ruky, musí prejsť cez:
a) srdce (raz);
b) srdce (dvakrát); +
c) neprechádza srdcom;
d) pľúca; +
d) pečeň. +
142. Z nasledujúcich funkcií plní pečeň cicavcov:
a) syntéza tráviacich enzýmov, ktoré potom vstupujú do dvanástnika;
b) regulácia koncentrácie glukózy a aminokyselín v krvi; +
c) extrakcia dusíka z nadbytočných aminokyselín a tvorba moču; +
d) syntéza proteínov krvnej plazmy; +
e) detoxikácia toxických látok. +
143. Zdrojom energie pre metabolizmus môže byť;
a) proteíny; +
b) tuky; +
c) vitamíny rozpustné v tukoch;
d) sacharidy; +
e) minerálne soli.
144. U ľudí sú bielkoviny trávené enzýmami, ktoré vylučujú:
a) žalúdok; +
b) slinné žľazy;
c) pankreasu; +
d) pečeň;
d) tenké črevo. +
145. Rúrkové kosti zahŕňajú:
a) radiálne; +
b) hrudná kosť;
c) päta;
d) holenná kosť; +
d) čelné.
146. Pevné spojenie kostí v ľudskej kostre je dosiahnuté:
a) splynutie kostí; +
b) vytváranie švíkov; +
c) zmena tvaru;
d) mineralizácia chrupavkových vankúšikov;
d) vrastanie chrupavky do kostí.
147. V paleozoickej ére sa objavili:
a) riasy;
b) machorasty; +
c) papraďovité; +
d) nahosemenné rastliny; +
e) krytosemenné rastliny.
148. Na prelome mezozoika a kenozoika došlo k hromadnému vymieraniu:
a) stegocefaly;
b) amonity; +
c) trilobity;
d) mamuty;
d) dinosaury. +
149. S vekom nastáva nasledovné:
a) zničenie chlorofylu; +
b) akumulácia karotenoidov a antokyanov; +
c) zničenie kryštálov šťavelanu vápenatého;
d) zvýšenie intenzity dýchania;
e) zníženie intenzity fotosyntézy. +
150. Golgiho aparát sa podieľa na:
a) biosyntéza polypeptidových reťazcov;
b) modifikácie polypeptidových reťazcov; +
c) syntéza ATP;
d) tvorba niektorých bunkových organel; +
e) sekrécia bielkovín. +
151. Telo pásomnice má:
a) prísavka;
b) hlava; +
c) háčiky;
d) krk; +
d) segmenty. +
152. Priaznivý účinok dážďoviek na úrodnosť pôdy je spojený s:
a) uvoľnenie; +
b) miešanie vrstiev; +
c) zlepšenie prevzdušňovania; +
d) zlepšenie zásobovania vodou; +
d) tvorba humusu. +
Okrem chlorofylu obsahuje zelený extrakt ďalšie pigmenty a cudzie nečistoty. Existuje niekoľko spôsobov oddeľovania pigmentov. Jednou z nich je, že liehový extrakt sa vyzráža barytovou vodou, vzniknutá zelená zrazenina sa zachytí na filtri a ošetrí sa alkoholom, ktorý extrahuje žlté pigmenty – xantofyl a karotén. Zelená zrazenina, dobre premytá alkoholom, sa rozkladá žieravým draslíkom. Na výsledný zelený roztok sa naleje vrstva éteru a potom sa na neutralizáciu hydroxidu draselného po kvapkách pridá slabá kyselina octová. Po neutralizácii a pretrepaní prechádza chlorofyl do éterovej vrstvy. Ale X získané touto metódou už bolo mierne zmenené. Je mimoriadne ťažké získať úplne čistý a nezmenený chlorofyl. Nasledujúca metóda poskytuje najlepšie výsledky. Listy sa extrahujú 82 percentným alkoholom. Extrakt sa pretrepe s rovnakým objemom sírouhlíka. Vrstva sírouhlíka sa oddelí a niekoľkokrát sa pretrepe s rovnakými objemami alkoholu rovnakej sily. Potom sa uhlíkový roztok odparí a zrazenina sa rozpustí v alkohole. Zo všetkých vlastností chlorofylu. Jeho absorpčné spektrum si zaslúži osobitnú pozornosť.
Obr. 1. I - spektrum roztoku chlorofylu s nízkou koncentráciou. II - spektrum roztoku chlorofylu s priemernou koncentráciou. III - spektrum žltých pigmentov.
V spektre chlorofylu s nízkou koncentráciou je medzi Frauenhoferovými čiarami viditeľný jeden ostrý pás IN A S a absorpcia lúčov napravo od čiary b(Obr. 1, I). Pri strednej koncentrácii sa medzi nimi objavia ďalšie tri pásy S A D, na D a trochu doľava E(obr. 1, II). Keď sa koncentrácia zvyšuje, absorpčné pásy sa stávajú hrubšími a spájajú sa, takže cez koncentrovaný roztok chlorofylu prechádzajú iba červené lúče medzi A A IN a nejaké zelené lúče. Nakoniec s ešte väčšou koncentráciou sa zelené lúče pohltia, prechádzajú len červené lúče A A IN. Žlté pigmenty zabezpečujú nepretržitú absorpciu všetkých lúčov napravo od línie b(obr. 1, III).
Tvorba chlorofylu závisí od viacerých podmienok. Jedným z nich je svetlo. Listy pestované v tme sú vždy žlté. Takéto listy sa nazývajú etiolovaný; keď sú vystavené svetlu, čoskoro zozelenajú. Výnimkou sú výhonky niektorých ihličnanov, mladé ratolesti papradí, ako aj niektoré jednobunkové riasy, ktoré sa v tme sfarbujú do zelena. Svetlo strednej intenzity je pre greening najpriaznivejšie. Ak sú niektoré rastliny pestované v tme vystavené priamemu slnečnému žiareniu a druhá časť, tiež vystavená svetlu, je zatienená zvisle zavesenými listami papiera, potom sa zatienené rastliny neustále začínajú zelenať. Vysvetľuje to skutočnosť, že súčasne s ekologizáciou dochádza k opačnému procesu ničenia chlorofylu. Pri slabom a strednom svetle nedochádza takmer k žiadnej deštrukcii chlorofylu. Pri jasnom svetle súčasne so silnou tvorbou X dochádza k jeho veľmi výraznému zničeniu a v dôsledku toho k slabšiemu zazelenaniu ako pri rozptýlenom svetle. Na ozelenenie stačí veľmi slabé svetlo. Rôzne lúče spektra majú rôzne účinky na tvorbu chlorofylu. Na izoláciu jednotlivých častí spektra využívajú metódu farebnej clony: používajú sa dvojstenné sklenené zvony naplnené farebnými tekutinami. Jeden zvon je naplnený roztokom dvojchrómanu draselného, druhý roztokom amoniaku oxidu medi. Prvá kvapalina pri priemernej koncentrácii prepúšťa lúče prvej menej lomnej časti spektra, to znamená červenú, oranžovú, žltú a nejakú zelenú. Druhá kvapalina prepúšťa lúče zostávajúcej polovice spektra, to znamená druhej polovice zelenej, modrej, indigovej a fialovej. Následne pomocou dvoch menovaných riešení je spektrum rozdelené na dve polovice. Pri slabom osvetlení sa zelenanie vyskytuje skôr pod žltými čiapočkami, pri jasnom svetle - pod modrými čiapočkami. Tvorba chlorofylu závisí aj od teploty. Pri veľmi nízkych, ako aj pri veľmi vysokých teplotách nedochádza k ekologizácii. Pokusy o ekologizácii klíčkov jačmeňa teda ukázali:
Pri 2 - 4° C nedochádza k ozeleneniu "4 - 5°" k ozeleneniu po 7 hodinách. 15 min.
Jesenná farba listov závisí od svetla a teploty vzduchu. Jesenné slnečné lúče ničia X., pričom nízke teploty bránia jeho novotvorbe. Napríklad konáre Chamaecypans obtusa, osvetlené slnkom, majú na jeseň zlatožltú farbu, zatiaľ čo zatienené konáre zostávajú zelené. Treťou nevyhnutnou podmienkou pre vznik chlorofylu je prítomnosť železa. Bez železa rastú svetložlté rastliny, nazývané chlorotické. Samotná choroba sa nazýva chloróza (pozri) a lieči sa soľami železa. Ekologizácia tiež vyžaduje kyslík. Na svetle, v atmosfére bez kyslíka, listy zostávajú žlté. Nedostatok prvkov popola potrebných pre rastliny v pôde sa prejavuje poklesom množstva X. Pokles množstva chlorofylu je spôsobený aj nadbytkom minerálov. Nakoniec sú sacharidy potrebné na tvorbu X.
Etiolované listy rôznych rastlín podľa obsahu sacharidov spadajú do dvoch skupín. Etiolované listy niektorých rastlín, napríklad pšenice, obsahujú značné množstvo rozpustných sacharidov. Listy iných etiolovaných rastlín (fazuľa) po nich neobsahujú takmer žiadnu stopu. Ak sa narezané etiolované listy umiestnia na hladinu vody a vystavia sa svetlu, listy pšenice zozelenajú, ale listy fazule zostanú žlté. Ak sa listy fazule umiestnia nie na vodu, ale na roztok sacharózy, glukózy, fruktózy, potom sa všetky tiež zazelenajú.
Pokusy zistiť chemickú povahu chlorofylu nepriniesli definitívne výsledky, kým neštudovali produkty jeho rozpadu. Pri prechode prúdu chlorovodíka cez alkoholový roztok X. sa vyzráža takmer čierna hmota. Táto zrazenina sa odfiltruje, premyje alkoholom a rozpustí v éteri. Roztok sa prefiltruje a zriedi rovnakým objemom silnej kyseliny chlorovodíkovej a pretrepe. Vrstva kyseliny chlorovodíkovej sa oddelí, nechá sa nejaký čas otvorená, aby sa odparil zostávajúci éter, a potom sa zriedi nadbytkom vody. Vzniknutá modročierna zrazenina sa odfiltruje, premyje, rozpustí sa vo vriacej silnej kyseline octovej a nechá sa odstáť. Po určitom čase sa kryštály usadia fylocyanín, ktorý rekryštalizuje zo silnej kyseliny octovej. Pre podvojnú soľ fylocyanínu s meďou kyseliny octovej sa vypočíta nasledujúci vzorec: C68H71N5017Cu2. Špinavo žltý éterický roztok, ktorý zostane po oddelení roztoku fylocyonínu v kyseline chlorovodíkovej, sa odparí v plochých nádobách. Výsledná tmavohnedá hmota sa rozpustí v chloroforme a zriedi sa veľkým množstvom alkoholu. Bude tam sediment fyloxantín. Pri ošetrení kyselinami sa fyloxantín transformuje na fylocyanín. Ten sa odparí s kyselinou chlorovodíkovou a získa sa fylotaonín. Výhodnejšie je však získať fylotaonín nasledujúcim spôsobom. Zelené listy sa varia asi dve hodiny s alkoholovým roztokom hydroxidu sodného. Prefiltrovaným zeleným roztokom prechádza prúd chlorovodíka. Roztok sa zosvetlí a nakoniec sa zmení na fialový. Po niekoľkých dňoch sa z roztoku vyzrážajú krásne ihličkovité kryštály fylotaonínu. Jeho vzorec: C40H38N6O5 (OH). Keď sa fylotaonín zahrieva s alkoholickým roztokom hydroxidu draselného počas niekoľkých hodín na 190 °C, potom sa zriedi vodou a pretrepe s éterom, éter sa zmení na purpurovočervený. Keď sa éter odparí, získa sa zrazenina, ktorá po čistení poskytne tmavočervenofialové kryštály fyloporfyrín- C16H18N20.
Tieto štúdie sú zaujímavé aj preto, že z krvného farbiva hemoglobínu bol získaný hematoporfyrín nasledujúceho zloženia: C16H18N2O3. Podobnosť zloženia naznačuje, že hematoporfyrín je dioxyfyloporfyrín.
Bez preháňania môžeme povedať, že za to všetci vďačíme dávnej schopnosti zelených rastlín syntetizovať organickú hmotu pomocou slnečného žiarenia. Tento proces zabezpečuje našu existenciu priamo aj nepriamo – živením všetkého toho živého, čo nám umožňuje existovať.
Nohu každej potravinovej pyramídy, ktorá existuje v najrôznejších klimatických podmienkach – tundra a savana, koralový útes a dno oceánov, držia na svojich pleciach skromní pracovníci biosféry – organizmy produkujúce fotosyntetiku, ktorým pomáhajú produkovať primárnu biomasu taká úžasná molekula ako chlorofyl.
Napriek tomu, že o procese fotosyntézy vieme takmer všetko, stále sa to javí ako mágia – premena fotónovej energie na chemickú energiu, premena slnečného svetla na potravu. Starovekí, ktorí uctievali Slnko ako boha, ktorý dáva život všetkému na Zemi, by museli do svojho panteónu pridať ďalšieho malého (nie v hodnote, ale čo do veľkosti) boha - chlorofyl - všetku silu Slnka bez toho molekula by bola premrhaná a len vďaka chlorofylu vznikla celá existujúca rozmanitosť foriem života prakticky z ničoho - vzduch, voda a svetlo.
Fotosyntéza je jedinečný fyzikálny a chemický proces, ktorý na Zemi vykonávajú všetky zelené rastliny a niektoré baktérie a zabezpečuje premenu elektromagnetickej energie slnečných lúčov na energiu chemických väzieb rôznych organických zlúčenín. Základom fotosyntézy je sekvenčný reťazec redoxných reakcií s tvorbou sacharidov a uvoľňovaním kyslíka (prísne povedané, pre samotné rastliny je uvoľňovanie kyslíka vedľajším alebo fakultatívnym procesom - hlavným dôvodom, prečo sa rastlina zapája do fotosyntézy je syntéza sacharidov, ktoré sa potom podieľajú na ďalších metabolických procesoch).
Fotosyntéza zohráva vedúcu úlohu v procesoch biosféry, čo vedie v celosvetovom meradle k tvorbe organickej hmoty z anorganickej hmoty. Heterotrofné organizmy – živočíchy, huby, väčšina baktérií, ako aj nechlorofylové rastliny a riasy – vďačia za svoju existenciu autotrofným organizmom – fotosyntetickým rastlinám, ktoré na Zemi vytvárajú organickú hmotu a dopĺňajú stratu kyslíka v atmosfére.
Prostriedkom vyvinutý prírodou, ktorý umožňuje premenu svetelnej energie na chemickú energiu, je porfyrínový cyklus s dlhými bočnými reťazcami. V centre porfyrínového cyklu, hemovej štruktúrnej jednotke, ktorá sa prakticky nelíši od už spomínanej úžasnej látky s hemom - hemoglobínu, sa nachádza horčíkový ión. Štruktúra porfyrínu, presnejšie striedanie jednoduchých a dvojitých väzieb, zabezpečuje pohlcovanie elektromagnetického žiarenia s určitou vlnovou dĺžkou, preto ako porfyríny samotné, tak aj ich komplexy s kovmi majú často charakteristickú farbu.
Bočné reťazce chlorofylu dolaďujú vlnovú dĺžku svetla, ktoré je absorbované. Existuje niekoľko typov chlorofylu, ktoré sa líšia práve štruktúrou bočných reťazcov a vo vyšších rastlinách sú spravidla dva typy chlorofylu (a a b) v liste súčasne - prítomnosť dvoch typov molekúl chlorofylu naraz prispieva k tomu, že rastliny absorbujú energiu Slnka efektívnejšie.
Iné fotosyntetické riasy a fotosyntetické baktérie majú inú sadu pigmentov. Napríklad hnedé riasy, rozsievky, kryptomonády a dinoflageláty obsahujú chlorofyly a a c a červené riasy obsahujú chlorofyly a a d. Treba poznamenať, že realitu existencie chlorofylu d v červených riasach spochybňujú niektorí výskumníci, ktorí sa domnievajú, že ide o produkt degradácie chlorofylu a. Teraz sa spoľahlivo zistilo, že chlorofyl d je hlavným pigmentom niektorých fotosyntetických prokaryotov. Z prokaryotov obsahujú sinice (modrozelené riasy) len chlorofyl a, baktérie prochlorofytov obsahujú chlorofyly a, b alebo c.
Iné baktérie obsahujú analógy chlorofylu – bakteriochlorofyly, ktoré sú lokalizované v chlorozómoch a chromatofóroch. Bakteriochlorofyly a, b, c, d, e a g sú známe. Základom molekuly všetkých chlorofylov je horčíkový komplex porfyrínového makrocyklu, na ktorý je naviazaný vysokomolekulárny alkohol s hydrofóbnymi vlastnosťami, ktorý dáva chlorofylom schopnosť zabudovať sa do lipidovej vrstvy fotosyntetických membrán.
Hlavnú úlohu pri zachytávaní a premene slnečnej energie v biosfére však majú chlorofyly a a b. Ak má chlorofyl a normálnu zelenú farbu, chlorofyl b má viac žltú farbu. Chlorofyly pohlcujú modrú a červenú zložku slnečného svetla a známa zelená letných listov (alebo zimných ihličí) sú farby, ktoré zostanú, keď listy absorbujú červenú a modrú.
Na jar av lete dáva chlorofyl lístiu jeho zelenú farbu, ale každú jeseň listnaté stromy a kríky zmenia farbu lístia a na niekoľko týždňov prinesú do nudnej šedej jesene vlnu žltých a červených farieb. Doteraz sa verilo, že zlaté jesenné farby spôsobuje prítomnosť karotenoidov a flavonoidov v listoch. Hlavné vysvetlenie vzniku žlto-červenej farby listov bolo nasledovné – flavonoidy a karotenoidy sú obsiahnuté aj v zelených listoch, ale ich farbu maskuje zelená farba chlorofylu, ktorý sa na jeseň ničí, už nie maskovanie žltej a červenej farby. Toto je však len časť chemických procesov, ktoré sa vyskytujú v listoch na jeseň.
V lete zelené listy zabezpečujú proces fotosyntézy a chlorofyl pomáha premieňať slnečné svetlo na chemickú energiu. Začiatkom jesene sa najdôležitejšie živiny pre listnaté stromy – zlúčeniny obsahujúce dusík a anorganické zlúčeniny – reabsorbujú z listov do konárov a kmeňa, čím sa preruší spojenie medzi chlorofylom a bielkovinami, ktoré zvyčajne prispievajú k jeho práci. Vo voľnej, neviazanej forme je však chlorofyl fototoxický a vystavenie voľného chlorofylu slnečnému žiareniu môže strom výrazne poškodiť. Aby sa tomu zabránilo, strom prechádza „detoxikáciou“ spojenou s ničením chlorofylu
Proces rozkladu chlorofylu zostáva pre výskumníkov dlho záhadou. Asi pred dvoma desaťročiami boli z listov izolované produkty rozkladu chlorofylu, ktoré sa ukázali ako bezfarebné, čo opäť zvýšilo dôveru vedcov, že chlorofyl pri rozklade iba zviditeľňuje iné farebné zlúčeniny. Nedávno sa však zistilo, že skôr objavené produkty rozkladu chlorofylu, ktoré sa považovali za definitívne, môžu oxidovať za vzniku intenzívne žltých zlúčenín. Štruktúra žltých produktov rozkladu chlorofylu je podobná štruktúre bilirubínu, prírodnej zlúčeniny, ktorá chráni bunky pred poškodením.
Nasledujúca zaujímavá skutočnosť súvisí s rozkladom chlorofylu – dozrievajúce banány, keď sú ožiarené ultrafialovým svetlom, fluoreskujú a vyžarujú intenzívnu modrú farbu. Táto modrá žiara je spôsobená rozpadom chlorofylu, ku ktorému dochádza pri dozrievaní banánov. V dôsledku tohto rozpadu sa v banánovej šupke koncentrujú bezfarebné, ale fluorescenčné produkty rozpadu chlorofylu.
Známy vzhľad banánov je spôsobený prítomnosťou karotenoidov, ktoré pri normálnom svetle spôsobujú žltú farbu banánových šupiek. Pri ožiarení ultrafialovým svetlom sa dozrievajúce banány javia ako intenzívne modré a farba nezávisí od toho, či dozrievanie prebieha prirodzene alebo s pomocou etylénového plynu. Zelené nezrelé banány nefluoreskujú. Intenzita fluorescencie je určená stupňom rozpadu chlorofylu a zvyšuje sa s dozrievaním.
V rastlinách sú chlorofyly lokalizované v membránach bunkových organel - chloroplastov, práve tam môžu molekuly chlorofylu zachytávať energiu prichádzajúcich fotónov a v dôsledku vystavenia fotónov sa chlorofyly dostávajú do excitovaného stavu. Usporiadanie molekúl chlorofylu v chloroplastoch umožňuje prenos energie medzi susednými molekulami, zaostrovanie a množenie takým spôsobom, že z molekuly chlorofylu je nakoniec odtrhnutý elektrón, ktorý sa potom zúčastňuje celého reťazca ďalších chemických premien.
Reakcie zahŕňajúce stratený elektrón poskytujú dostatok energie na syntézu sacharidov z oxidu uhličitého. V tomto prípade molekula chlorofylu, ktorá stratila elektrón, regeneruje svoj stav odstránením elektrónu z vody, v procese oxidácie vody vzniká kyslík ako vedľajší produkt fotosyntézy a nikdy nebol vedľajší produkt taký užitočný.
Všeobecný proces fotosyntézy sa vyvinul pred miliardami rokov v zelených baktériách a potom sa ustálil ako vlastnosť mnohobunkových rastlinných buniek. V skutočnosti je každý chloroplast reliktným pozostatkom starodávnej baktérie, „zajatý ako rukojemník“ modernej rastliny kvôli jej úspešnej schopnosti.
Otázka dátumu „začiatku“ fotosyntézy je jednou z hlavných medzi tým, o ktorej sa diskutuje v súvislosti so vznikom života na Zemi. Predpokladá sa, že pred príchodom fotosyntézy mala atmosféra „redukčné“ vlastnosti - pozostávala z metánu, amoniaku a sírovodíka. Fotosyntéza spôsobila prvú „ekologickú katastrofu“, ktorá viedla k vyhynutiu prakticky všetkých foriem života, ktoré nedýchajú kyslík.
Najstaršie fosílne dôkazy o fotosyntetických baktériách naznačujú, že sa objavili v ekologickom systéme Zeme asi pred 2,7 miliardami rokov. Nedávne skalné dôkazy však naznačujú, že baktérie schopné fotosyntézy existovali na Zemi už pred 3,46 miliardami rokov.
V súčasnosti sa výskumníci snažia skrotiť proces fotosyntézy a využiť jej nápad na využitie slnečnej energie – takéto pokusy využiť slnečnú energiu v solárnych paneloch, systémoch na fotokatalytickú výrobu vodíka – paliva budúcnosti, z vody, ako aj napr. iné systémy, ktoré umožňujú premenu slnečnej energie na energetickú chemickú. Relatívne nedávno sa zistilo, že nanosystémy oxidu titánu, keď sú vystavené slnečnému žiareniu, môžu rozdeliť vodu na vodík a kyslík
V potravinárstve sa chlorofyl používa ako farbivo (aditívum E-141), práve chlorofyl dáva zelenú farbu absinthu, ktorý podľa legendy inšpiroval Degasa, Wildea, Van Gogha a Hemingwaya, pri ktorých práci tento nápoj bol taký populárny, že v určitých kruhoch sa šťastné hodiny nazývali „zelené hodiny“. Vlastne aj autor týchto riadkov mal svoje zelené hodiny spojené s absintom a týždňom šťastia v Petrohrade, respektíve na jeho predmestí.
Chlorofyl je teda nielen úžasná látka, ktorá nám dala celý život, ale aj nevyčerpateľný zdroj inšpirácie pre chemikov a inžinierov, ako aj pre básnikov, spisovateľov a umelcov.