Biologia

Łańcuchy pokarmowe i przepływ energii

Kurs
Biologia44 min

Ekologia i ochrona środowiska

Łańcuchy pokarmowe i przepływ energii

01

Dziedziczenie cech i analiza krzyżówek

Allele tego samego genu zajmują odpowiadające sobie loci chromosomów homologicznych. W mejozie allele rozdzielają się do gamet, co stanowi cytologiczne podłoże prawa czystości gamet.

Fenotyp zależy od genotypu i środowiska. Dominacja pełna jest tylko jednym typem relacji; występują także dominacja niepełna, kodominacja, allele wielokrotne i interakcje genów.

W analizie rodowodu należy śledzić płeć, pokolenia i sposób przekazywania cechy. Cechy sprzężone z chromosomem X częściej ujawniają się u hemizygotycznych mężczyzn, gdy allel jest recesywny.

  • Test krzyżowy: osobnik o fenotypie dominującym × homozygota recesywna.
  • Niezależna segregacja dotyczy genów niesprzężonych lub bardzo odległych.
  • Crossing-over tworzy gamety rekombinacyjne dla genów sprzężonych.
  • Układ AB0 jest przykładem alleli wielokrotnych i kodominacji Iᴬ oraz Iᴮ.

Podstawa programowa: XVII.3.6

02

Odżywianie, trawienie i wchłanianie

Trawienie mechaniczne rozdrabnia i miesza pokarm, a chemiczne hydrolizuje makrocząsteczki. Amylazy rozkładają skrobię, peptydazy białka i peptydy, a lipaza trzustkowa działa na tłuszcze emulgowane przez sole żółciowe.

Kosmki i mikrokosmki jelita cienkiego zwiększają powierzchnię wchłaniania. Monosacharydy i aminokwasy trafiają głównie do naczyń krwionośnych, a produkty trawienia lipidów są odtwarzane w enterocytach i transportowane w chylomikronach przez limfę.

Wątroba reguluje metabolizm, magazynuje glikogen, syntetyzuje białka osocza i żółć, detoksykuje oraz przekształca amoniak w mocznik. Mikrobiom wpływa m.in. na metabolizm, odporność i barierę jelitową.

  • Pepsyna działa w kwaśnym środowisku żołądka.
  • Enzymy trzustkowe działają głównie w dwunastnicy po zobojętnieniu treści.
  • Żółć nie zawiera enzymów — emulguje tłuszcze.
  • Witaminy są potrzebne w małych ilościach i nie stanowią źródła energii.
Schemat: Odżywianie, trawienie i wchłanianie

Kolejne etapy procesu wraz z kierunkiem zmian.

hydrolizaenzymkosmekwchłanianiewątrobamikrobiom

Podstawa programowa: XVII.3.6

03

Ekologia populacji, ekosystemów i ochrona różnorodności

Siedlisko oznacza miejsce życia, a nisza obejmuje wymagania, tolerancję, zasoby i rolę gatunku. Zakres tolerancji ma minimum, maksimum i optimum; czynnik najbliższy granicy może ograniczać występowanie.

Dynamika populacji zależy od rozrodczości, śmiertelności, imigracji i emigracji. Wzrost logistyczny zwalnia przy zbliżaniu do pojemności środowiska z powodu konkurencji i ograniczenia zasobów.

Energia przepływa przez poziomy troficzne i jest tracona jako ciepło, natomiast pierwiastki krążą. Produkcja pierwotna stanowi podstawę sieci pokarmowej, a zmiana liczebności jednego gatunku może wywołać kaskadę troficzną.

Ochrona in situ zachowuje gatunki w naturalnym środowisku i chroni interakcje, a ex situ obejmuje np. banki genów i hodowle zachowawcze.

  • Konkurencja wewnątrzgatunkowa zwykle nasila się ze wzrostem zagęszczenia.
  • Sukcesja pierwotna zaczyna się bez gleby, wtórna po zaburzeniu z zachowaną glebą.
  • Bioindykator reaguje w przewidywalny sposób na warunki środowiska.
  • Różnorodność obejmuje poziom genetyczny, gatunkowy i ekosystemowy.
Schemat: Ekologia populacji, ekosystemów i ochrona różnorodności

Zależność między zmiennymi i jej interpretacja.

niszatolerancjapopulacjapojemnośćtrofiasukcesja

Podstawa programowa: XVII.3.6

Najczęstsze błędy

Dominujący allel jest zawsze częstszy i korzystniejszy

Poprawnie: Dominacja opisuje fenotyp heterozygoty, a nie częstość allelu ani jego wpływ na dostosowanie.

Każda cecha występuje w proporcji 3:1

Poprawnie: Proporcja 3:1 dotyczy określonej krzyżówki monohybrydowej z dominacją pełną i równym przeżyciem genotypów.

Żółć trawi tłuszcze enzymatycznie

Poprawnie: Sole żółciowe emulgują tłuszcz, zwiększając powierzchnię działania lipazy, ale same nie są enzymem.

Wszystkie składniki są wchłaniane bezpośrednio do krwi

Poprawnie: Większość lipidów najpierw trafia do naczyń limfatycznych kosmków.

Zadania z odpowiedziami

1. Krzyżówka monohybrydowa

Dwoje heterozygot Aa ma potomstwo. Oblicz prawdopodobieństwo genotypu aa.

  1. 1.Zapisz gamety A i a każdego rodzica.
  2. 2.Utwórz cztery równoprawdopodobne połączenia.
  3. 3.Policz połączenia aa.
Odpowiedź

Jedno z czterech połączeń ma genotyp aa, więc prawdopodobieństwo wynosi 1/4 = 25%.

2. Znaczenie kosmków jelitowych

Wykaż związek budowy kosmków z szybkim wchłanianiem.

  1. 1.Wskaż zwiększenie powierzchni.
  2. 2.Uwzględnij cienki nabłonek.
  3. 3.Wskaż sieć naczyń krwionośnych i limfatycznych.
Odpowiedź

Kosmki i mikrokosmki zwiększają powierzchnię, jednowarstwowy nabłonek skraca drogę dyfuzji, a gęsta sieć naczyń odbiera produkty i utrzymuje gradient stężeń.

3. Kaskada troficzna

Przewidź wpływ spadku liczebności drapieżnika na roślinożerców i rośliny.

  1. 1.Wskaż bezpośrednią relację drapieżnik–ofiara.
  2. 2.Przewidź zmianę presji roślinożerców.
  3. 3.Zapisz pośredni skutek dla biomasy roślin.
Odpowiedź

Mniejsza presja drapieżnicza może zwiększyć liczebność roślinożerców, co nasila zgryzanie i obniża biomasę roślin — jest to kaskada odgórna.

Podsumowanie

  • Test krzyżowy: osobnik o fenotypie dominującym × homozygota recesywna.
  • Niezależna segregacja dotyczy genów niesprzężonych lub bardzo odległych.
  • Allele tego samego genu zajmują odpowiadające sobie loci chromosomów homologicznych. W mejozie allele rozdzielają się do gamet, co stanowi cytologiczne podłoże prawa czystości gamet.
  • Pepsyna działa w kwaśnym środowisku żołądka.
  • Enzymy trzustkowe działają głównie w dwunastnicy po zobojętnieniu treści.
  • Trawienie mechaniczne rozdrabnia i miesza pokarm, a chemiczne hydrolizuje makrocząsteczki. Amylazy rozkładają skrobię, peptydazy białka i peptydy, a lipaza trzustkowa działa na tłuszcze emulgowane przez sole żółciowe.
  • Konkurencja wewnątrzgatunkowa zwykle nasila się ze wzrostem zagęszczenia.

Słownik pojęć

Allele
Alternatywne wersje tego samego genu.
Hemizygota
Organizm mający tylko jedną kopię danego genu, np. genów chromosomu X u mężczyzny.
Rekombinacja
Powstawanie nowych układów alleli w wyniku mejozy i zapłodnienia.
Emulgacja
Rozbijanie dużych kropli tłuszczu na małe bez hydrolizy wiązań.
Chylomikron
Lipoproteinowa cząstka transportująca lipidy z enterocytu.
Mikrobiom
Zbiorowość mikroorganizmów i ich genów związanych z organizmem.
Nisza ekologiczna
Zespół wymagań, zasobów i relacji określających funkcjonowanie gatunku.
Pojemność środowiska
Maksymalna trwała liczebność populacji możliwa przy danych zasobach.

Lekcja ukończona

Następna lekcja