Egzamin pisemny w formie krótkich pytań testowych otwartych.
Sugerowana literatura podstawowa:
- Alberts B., Bray D., Hopkin K., Johnson A., Lewis J., Raff M., RobertsK., Walter P.: Podstawy Biologii Komórki. PWN. 2009.
- A. Woźny, J. Michejda, L. Ratajczak, Podstawy biologii komórki roślinnej., Wydawnictwa Naukowe UAM, 2000
Literatura uzupełniająca:
- Wojtaszek P., Woźny A., Ratajczak L.: Biologia komórki roślinnej. PWN. 2008.
- Kilarski W.: Strukturalne podstawy biologii komórki PWN. 2005.
- Kawiak J. (red).: Podstawy cytofizjologii, PWN, Warszawa 1997
- Z. Hejnowicz, Anatomia i histogeneza roślin naczyniowych., PWN Warszawa, 2002
- S. Rogalska, J. Małuszyńska, M.J. Olszewska (red.), Podstawy cytogenetyki roślin., PWN Warszawa, 2005
Zagadnienia sugerowane do przygotowania do egzaminu pisemnego z przedmiotu Biologia Komórki
1. Budowa błon biologicznych:
a. Skład chemiczny błon biologicznych
b. Rodzaje białek błonowych, ich typy (kryterium funkcjonalne / strukturalne)
c. Typy lipidów błon
d. Asymetryczność błon
e. Ruchy cząsteczek błon
f. Struktura i rola glikokaliksu
g. Pojęcie kory błony komórkowej
2. Pojęcie kompartymentu:
a. Pochodzenie kompartymentu wewnętrznego i zewnętrznego
3. Transport przez błony:
a. Bierny:
i. Dyfuzja prosta
ii. Dyfuzja ułatwiona: kanał i nośnik
1. Pojęcie kanału bramkowanego
2. Typy kanałów bramkowanych
iii. Osmoza
b. Aktywny:
i. Pierwotny i wtórny.
c. Z uwagi na kierunek:
i. Uniport, symport, antyport
d. Szczególne przypadki transportu:
i. Transport sacharozy, glukozy, gazów oddechowych, jonów sodu, potasu, chloru.
e. Rola pompy protonowej i pompy sodowo-potasowej w transporcie wtórnym
f. Rola pompy sodowo-potasowej w pobudliwości komórek zwierzęcych
4. Osmotyczność roztworów i potencjał wody:
a. Cechy chemiczne i fizyczne wody
b. Sposoby transportu wody przez błonę komórkową
c. Pojęcie potencjału chemicznego wody
d. Pojęcie potencjału wodnego
e. Pojęcie turgoru – potencjału hydrostatycznego
f. Składowe potencjału wodnego
g. Roztwór izo- hipo- i hiperosmotyczny
h. Przebieg plazmolizy i deplazmolizy
i. Nici Hechta
ii. Plazmoliza kapturowa
i. Pojęcie plazmolizy granicznej
5. Budowa i funkcje wakuoli:
a. Biogeneza wakuoli
b. Substancje magazynowane w wakuoli:
i. barwniki,
ii. materiały zapasowe (typy)
iii. obronne
iv. inne związki.
c. Funkcje wakuoli litycznej
i. Rola endosomu wczesnego i endosomu późnego
ii. Pojęcie lizosomu i lizosomu pierwotnego
iii. Autofagia
d. Rola wakuoli w:
i. Programowanej śmierci komórki
ii. Grawitropizmie
e. Biosynteza w wakuolach
f. Regulacja stosunków jonowych komórki:
i. Jony wapnia
ii. Kryształy soli wapniowych: pojedyncze i bliźniacze, rafidy, druzy
6. Typy substancji zapasowych:
a. Magazynowane na terenie wakuoli (j.w.)
b. Magazynowane na terenie plastydów:
i. Skrobia
1. Budowa amyloplastów,
2. Typy amyloplastów,
3. Budowa chemiczna skrobi: amyloza i amylopektyna
ii. Białka
iii. Lipidy
iv. Glikogen w komórce grzybów
c. Magazynowane substancji tłuszczowych:
i. Struktura i biogeneza oleosomów
7. Pojęcie kompartymentu wewnętrznego i zewnętrznego
a. Teoria inwaginacji
b. Teoria endosymbiozy
8. Budowa jądra komórkowego
a. Pojęcie genomu
b. Skład chemiczny i budowa cząsteczek DNA i RNA
i. Budowa nukleotydu
ii. Zasada komplementarności, rola wiązań wodorowych
iii. Struktura podwójnej helisy, pojęcie antyrównoległości nici DNA
iv. Typy RNA i ich rola
c. Struktura genomu prokariotycznego:
i. Pojęcie: mono- policistronowy,
d. Struktura DNA u komórek eukariotycznych
i. Stopnie kondensacji chromatyny
ii. Pojęcie euchromatyna luźnej, zwartej, heterochromatyny
iii. Pojęcie i rola intronów i egzonów
iv. Sekwencje niekodujące i ich typy
v. Budowa chromosomu:
1. Struktura centromeru
2. Struktura i rola kinetochoru oraz telomerów
3. Rola telomerazy
e. Struktura nukleosomu, typy białek histonowych, konserwatywność białek histonowych
f. Struktura jądra komórkowego
i. Skład chemiczny
1. Rola i typy białek jądrowych
ii. Struktury anatomiczne
iii. Budowa i rola poru jądrowego
iv. Budowa i rola jąderka
1. Pojęcie chromosomu NOR
2. Synteza i obróbka post-transkrypcyjna rRNA
g. Przebieg replikacji u prokariota i eukariota
i. Inicjacja replikacji:
1. Miejsce ori
2. Enzymy zaangażowane w inicjację replikacji
ii. Struktura widełek replikacyjnych
1. Fragmenty Okazaki
2. Nić wiodąca i opóźniona
iii. Enzymy związane z replikacją
iv. Pojęcie „replikacja semikonserwatywna”
v. Terminacja replikacji
vi. Pojęcie i rola repliko nu
9. Biosynteza białek:
a. Przebieg transkrypcji
i. Polimeraza RNA u prokariota i eukariota (rodzaje i funkcje)
ii. Przebieg inicjacji transkrypcji:
1. Pojęcie promotor, operator, terminator
2. Regulacja aktywności transkrypcyjnej u prokariota i eukariota
iii. Przebieg germinacji transkrypcji
iv. Obróbka post-transkrypcyjna,
1. Splicing, alternatywny splicing
2. Pojęcie tran skryptu pierwotnego i wtórnego
3. Obróbka post-transkrypcyjna pre-rRNA
v. Transport tran skryptu do cytozolu
1. Rola CAP
b. Przebieg translacji
i. Struktura i rola rybosomu
1. Rodzaje rRNA
2. Białka rybosomy
3. Podjednostki rybosomu
ii. Rybosomy 70S i 80S
iii. Inicjacja translacji
iv. Rola sekwencji sygnałowej
1. Rola SRP i receptora SRP
v. Elongacja translacji na terenie cytozolu lub na ER – miejsce przeznaczenia produktu
1. Polirybosomy
vi. Terminacja translacji
vii. Translokacja peptydu przez błonę ER:
1. Rola sekwencji Start Transfer / Wewnętrzna Start Transfer / Stop Transfer.
2. Modyfikacje białek w ER
3. Transport białek do AG
viii. Kontrola jakości tworzonych białek
ix. Modyfikacje białek w AG, budowa i funkcje AG.
x. Wysyłka białek do właściwych kompartymentów
1. Rola białek COP I, COP II i klatryny
2. Rola białek SNARE w adresowaniu pęcherzyka
3. Transport anterogradowy i retrogradowy
xi. Drogi sekrecji komórkowej
xii. Transport białek do lizosomów, rola endosomu późnego
xiii. Translokacja białek do mitochondrium, plastydów, peroksysomów i jądra komórkowego
10. Retikulum endoplazmatyczne:
a. Budowa i rola ER gładkiego
b. Budowa i rola ER szorstkiego
c. Rola ER w regulacji jonów wapnia
d. Rola ER w komunikacji międzykomórkowej (desmotubule)
e. Pierwsze etapy glikozylacji białek (rola dolicholu)
11. Aparatu Golgiego
a. Budowa diktiosomu
b. Miejsca docelowe wysyłki białek z AG
c. Rola AG w syntezie sacharydów
d. Dalsze etapy glikozylacji i rola glikokaliksu
12. Cytoszkielet w komórce eukariotycznej:
a. Struktura i rola w komórce zwierzęcej i roślinnej mikrofilamentów aktynowych
i. F-aktyna i G-aktyna
ii. Polarność filamentu aktynowego: koniec + i -
iii. Białka motoryczne: miozyna I i II
iv. Związki zaburzające polimeryzację i depolimeryzację.
v. Struktury tworzone przez fi lamenty aktynowe:
1. Sarkomer
2. Pierścień kurczliwy
b. Struktura i rola w komórce zwierzęcej i roślinnej mikrotubul
i. Polarność mikrotubuli: koniec + i –
ii. Rodzaje tubuliny
iii. Białka motoryczne: kinezyna i dyneina
iv. Białka MAP stabilizujące mikrotubule
v. Związki zaburzające polimeryzację i depolimeryzację
vi. Struktura i rola MTOC
vii. Struktury tworzone przez mikrotubule:
1. Centriole
2. Ciałko podstawne wici
3. Wić eukariotyczna
4. Wrzeciono podziałowe
5. Fragmoplast
6. PPB (pierścień przedprofazowy, z ang. preprophase band)
viii. Zależność syntetazy celulozowej od cytoszkieletu mikrotubul
c. Struktura i rola w komórce zwierzęcej filamentów pośrednich.
i. Filamenty jądrowe i cytozolowe
ii. Rola laminy jądrowej
iii. Podział filamentów cytozolowych i zależność ich typu od tkanek
iv. Szczególne cechy polimeryzacji filamentów pośrednich
v. Rola białek stabilizujących:
1. Plektyna
2. Integryna
3. Dystrofina
13. Cykl komórkowy:
a. Punkty kontrolne cyklu komórkowego: G1/S, G2/M, APC
b. Faza G0, odwracalne i nieodwracalne wyjście z cyklu komórkowego
c. Rola cyklin i kinaz zależnych od cyklin oraz ich stężenie w kolejnych etapach cyklu komórkowego.
d. Rola kinazy aktywującej, kinazy hamującej i fosfatazy aktywującej, jakie znaczenie ma taki system aktywacji dla życia komórki?
e. Ubikwitynacja cyklin:
i. Struktura proteasomu
ii. Rola ubikwityny
14. Przebieg mitozy:
a. Charakterystyka faz mitozy: profazy, prometafazy, metafazy, anafazy i telofazy
b. Zmiany zawartości DNA (C) w wyniku mitozy
c. Budowa i funkcjonowanie wrzeciona kariokinetycznego.
d. Porównanie cytokinezy komórki roślinnej i zwierzęcej
e. Cytokineza centryfugalna i centrypetalna w komórce roślinnej
i. Śródciałko
ii. Fragmoplast
f. Anafaza A i B
15. Przebieg mejozy.
a. Charakterystyka faz mejozy, w tym szczególnie profazy I i prometafazy I
b. Charakterystyka etapów profazy I.
c. Przebieg i rola Crossing Over
d. Pojęcie podziału redukującego i wyrównawczego
e. Zmiany zawartości DNA (C) i liczby chromosomów (n) w wyniku mejozy
f. Rola mejozy w cyklu życiowym roślin oraz w rozmnażaniu płciowym zwierząt
g. Pojęcia: biwalent / tetrada, kinetochor, NOR, centromer, telomer, kompleks synaptemalny, diktioten
16. Lokalizacja mitozy i mejozy w organizmie rośliny wyższej.
17. Programowana śmierć komórki
a. Znaczenie programowanej śmierci komórki w rozwoju organizmów zwierzęcych i roślinnych
b. Przebieg PCD w rozwoju członu naczynia
c. Przebieg apoptozy w komórkach zwierzęcych
18. Plastydy
a. Typy plastydów
b. Budowa i rola chloroplastu
i. Kompartymenty
c. Chloroplast granularny i agranalny
d. Skrobia asymilacyjna
e. Budowa i rola amyloplastów
f. Typy amyloplastów w uwagi na liczbę ziaren skrobi i ich centryczność
i. Struktura chemiczna skrobi
g. Typy chromoplastów
h. Rodzaje karotenoidów
i. Znaczenie i budowa etioplastów
19. Lokalizacja i przebieg etapów fotosyntezy:
a. Rola fotosyntezy w ekosystemie
b. Szlak Z:
i. Lokalizacja
ii. Przebieg
iii. Znaczenie
iv. Produkty
v. Budowa i rola układu antenowego
vi. Jon magnezu w strukturze chlorofilu
vii. Sprzężenie chemiosmotyczne szlaku Z i fosforylacji fotosyntetycznej
viii. Budowa i funkcjonowanie syntazy ATP
c. Cykl Calvina- Bensona-Basshama
i. Lokalizacja
ii. Przebieg: 3 etapy
iii. Znaczenie
iv. Produkty
20. Charakterystyka fotosyntezy typu C3, C4, CAM:
a. Rozdział czasowy lub przestrzenny karboksylacji i cyklu Calvina
b. Znaczenie fotosyntezy C4 i CAM w życiu rośliny – przystosowanie do określonych siedlisk
c. Występowanie i rola pochwy wokółwiązkowej / okołowiązkowej
d. Typy chloroplastów u roślin C4: granularne i agranalne; ich występowanie i rola.
e. Rola jabłczanu w fotosyntezie C4 i CAM
21. Przebieg i znaczenie fotooddychania.
a. Organella zaangażowane w proces fotooddychania
b. Znaczenie fizjologiczne fotooddychania
22. Połączenia zewnątrzkomórkowe w tkankach zwierzęcych
a. Typy połączeń:
i. Zamykające (Tight)
ii. Zwierające (Adherens)
iii. Komunikacyjne (Gap)
iv. Desmosomy
v. Ogniska kontaktowe (Focal Contacts)
b. Budowa i rola desmosomu
c. Budowa i rola koneksonu
d. Rola połączeń zwierających
23. Transdukcja sygnału do wnętrza komórki
a. Rodzaje komunikacji:
i. Endokrynna
ii. Parakrynna
iii. Autokrynna
iv. Synaptyczna
v. Połączenia szczelinowe
b. Rodzaje receptorów transbłonowych
i. Enzymatyczne
ii. Jonotropowe
iii. Metabotropowe
c. Typy kanałów bramkowanych:
i. Bramkowany ligandem
ii. Fosforylacją
iii. Napięciem
iv. Naprężeniem
d. Rola przekaźników wtórnych:
i. cAMP – cykliczny AMP
ii. cGMP - cykliczny GMP
iii. IP3 – inozytolo 1,4,5-trifosforan
iv. DAG – diacyloglicerol
v. Ca2+ - wapń
e. Rola homeostazy wapniowej
24. Znaczenie fosforylacji cyklicznej.
25. Endosymbioza pierwotna i wtórna chloroplastów
a. Nukleomorf
b. Porównanie genomu jądrowego i chloroplastowego
c. Porównanie rybosomów „eukariotycznych”, prokariotycznych i chloroplastowych
26. Budowa mitochondrium
a. Kompartymenty
27. Znaczenie oddychania komórkowego:
a. Przebieg i lokalizacja glikolizy.
i. Substraty i produkty
b. Przebieg, lokalizacja, znaczenie i rodzaje fermentacji.
c. Przebieg, lokalizacja i znaczenie reakcji pomostowej
d. Przebieg, lokalizacja i znaczenie cyklu Krebsa
e. Przebieg, lokalizacja i znaczenie łańcucha oddechowego.
i. Sprzężenie chemiosmotyczne fosforylacji oksydacyjnej
f. Obliczanie zysku energetycznego oddychania tlenowego i beztlenowego.
g. Rola ATP, NADH, FADH2 w życiu komórki
28. Budowa i funkcje ściany komórkowej
a. Struktura dwufazowa
i. Struktura krystaliczna celulozy
1. Struktura celulozy
2. Organizacja celulozy
3. Synteza celulozy, lokalizacja syntetazy i jej związek z cytoszkieletem
ii. Macierz (matrix) amorficzna
1. Białka macierzy
2. Sacharydy macierzy
a. Pektyny
b. Hemicelulozy
c. Synteza sacharydów macierzy, lokalizacja syntezy i transport produktów do błony komórkowej
b. Etapy tworzenia ściany komórkowej
i. Ściana pierwotna, charakterystyka i budowa
ii. Ściana wtórna, charakterystyka i budowa
1. S1
2. S2
3. S3
c. Substancje adkrustujące i inkrustujące:
i. Adkrustujące:
1. związki lipofilne (np. suberyna, kutyna, woski), związki hydrofilne typu wielocukrów (np. kaloza)
ii. Inkrustujące:
1. lignina, węglan wapnia, krzemionka, garbniki, olejki eteryczne, żywice, woski,
d. Budowa i typy jamek
i. Jamka prosta
ii. Jamka lejkowata
1. W tym u nagonasiennych: torus i margo
iii. Budowa błony zamykającej
e. Budowa i funkcje plazmodesm
i. desmotubule
f. Rola kutykuli
