Capitolul 1: Celula

1.1. Tipuri de celule: procariote și eucariote

Celula procariotă (ex: bacterii)

• Dimensiuni mici, între 1-10 µm.

• Structură simplă, fără nucleu organizat. ADN-ul este liber în citoplasmă, în zona numită nucleoid.

• Organele lipsește: nu are organite delimitate de membrane (excepție: ribozomi).

• Peretele celular: prezent la bacterii, format din peptidoglican (un polimer format din zaharuri și aminoacizi).

• Membrana celulară: bariera care controlează schimbul de substanțe între celulă și mediu.

• Ribozomi: mici, liberi în citoplasmă, implicați în sinteza proteinelor.

• Flageli și pili: structuri ce permit mișcarea și atașarea la alte celule sau suprafețe.

Celula eucariotă (ex: celula animală și vegetală)

• Dimensiuni mai mari, între 10-100 µm.

• Nucleu organizat, delimitat de membrana nucleară, unde se află ADN-ul.

• Organite delimitate de membrane: mitocondrii, cloroplaste (în celulele vegetale), aparat Golgi, reticul endoplasmatic etc.

• Citoplasma: conține organitele, este locul unde se desfășoară majoritatea reacțiilor metabolice.

• Peretele celular: prezent doar la celulele vegetale (format din celuloză) și absent la celulele animale.

• Cloroplastele: doar la celulele vegetale, sunt responsabile pentru fotosinteză.

• Mitocondrii: responsabile pentru respirația celulară și producerea de energie (ATP).

1.2. Structura și funcția organitelor celulare

Nucleul

• Structură: nucleul este delimitat de o membrană dublă, numită membrana nucleară, care conține pori prin care ARN-ul și alte molecule pot intra și ieși.

• Funcții:

  • Coordonarea activității celulei prin reglarea sintezei proteinelor.

  • Stocarea informației genetice sub formă de ADN.

Mitocondriile

• Structură: delimitate de o membrană dublă, membrana internă formează crestele mitocondriale.

• Funcții: producerea de energie (ATP) prin procesul de respirație celulară aerobă. Mitocondriile sunt considerate "centralele energetice" ale celulei.

Cloroplastele (numai în celulele vegetale)

• Structură: delimitate de o membrană dublă și conțin tilacoide (structuri lamelare) care conțin clorofilă.

• Funcții: fotosinteza, procesul prin care energia luminoasă este convertită în energie chimică (glucoză).

Reticulul endoplasmatic (RE)

• RE neted: fără ribozomi, implicat în sinteza lipidelor și detoxifierea celulei.

• RE rugos: cu ribozomi atașați, implicat în sinteza proteinelor.

Aparatul Golgi

• Structură: un complex de vezicule și membrane.

• Funcții: modifică, sortează și ambalează proteinele și lipidele pentru transportul lor către destinația finală (ex: membrana celulară, lizozomi etc.).

Ribozomii

• Structură: particule mici formate din ARN și proteine.

• Funcții: sunt responsabili pentru sinteza proteinelor, procesul prin care informația genetică este transformată în proteine.

Lizozomii (numai în celulele animale)

• Structură: vezicule care conțin enzime hidrolitice.

• Funcții: descompunerea materialelor nefolositoare sau dăunătoare (ex: bacterii, resturi celulare).

1.3. Diviziunea celulară

Mitoza (diviziunea celulelor somatice)

• Faze:

  1. Profaza: cromozomii devin vizibili, membrana nucleară începe să dispară.

  2. Metafaza: cromozomii se aliniază la ecuatorul celulei.

  3. Anafaza: cromatidele surori sunt trase spre polii opuși ai celulei.

  4. Telofaza: formarea a două noi nuclee, fiecare cu același număr de cromozomi.

  5. Citokineza: divizarea citoplasmei, rezultând două celule fiice.

Meioza (formarea gametelor)

• Se desfășoară în două diviziuni succesive (meioza I și meioza II).

• Meioza I: reduce numărul de cromozomi la jumătate (de la diploid la haploid).

• Meioza II: similară cu mitoza, separă cromatidele surori.

• Rezultatul: patru celule fiice haploide (cu jumătate din numărul de cromozomi față de celula mamă).

1.4. Membrana celulară și transportul prin membrană

Structura membranei celulare

• Modelul mozaicului fluid: membrana este formată dintr-un strat dublu de fosfolipide în care sunt încorporate proteine.

• Proteinele de membrană: sunt responsabile pentru transportul de molecule și pentru semnalizarea celulară.

Tipuri de transport prin membrană

1. Difuzia: mișcarea moleculelor de la o concentrație mai mare către una mai mică, fără consum de energie.

2. Osmoza: difuzia apei printr-o membrană semipermeabilă.

3. Transportul activ: necesită energie (ATP) pentru a transporta moleculele împotriva gradientului de concentrație.

4. Endocitoza și exocitoza: mecanisme de transport al particulelor mari în și din celulă.

Capitolul 2: Țesuturi

2.1. Țesuturile vegetale

Țesuturi meristematice (de creștere)

• Localizare: vârfurile rădăcinilor și tulpinilor.

• Funcții: permit creșterea în lungime și grosime a plantelor.

Țesuturi definitive

• Țesuturi de protecție: ex: epiderma. Protejează organele plantei de deshidratare și agenți patogeni.

• Țesuturi fundamentale: ex: parenchimul. Funcții multiple, precum fotosinteza, depozitarea substanțelor nutritive.

• Țesuturi conducătoare:

  • Xilem: transportă seva brută (apă și săruri minerale) de la rădăcină la frunze.

  • Floem: transportă seva elaborată (produșii fotosintezei) de la frunze către restul plantei.

2.2. Țesuturile animale

Țesut epitelial

• Structură: celule strâns unite, care formează straturi.

• Funcții: protecție, absorbție, secreție.

Țesut conjunctiv

• Tipuri: conjunctiv moale (ex: sânge, adipos), conjunctiv dur (ex: cartilaje, oase).

• Funcții: suport, legătură între țesuturi, transport de substanțe (în cazul sângelui).

Țesut muscular

• Tipuri:

  1. Musculatura netedă: se află în pereții organelor interne (ex: stomac).

  2. Musculatura striată scheletică: atașată de oase, permite mișcarea voluntară.

  3. Musculatura cardiacă: în inimă, responsabilă pentru contracțiile regulate.

Țesut nervos

• Structură: neuroni și celule gliale.

• Funcții: transmiterea impulsurilor nervoase, coordonarea activității organismului.

Capitolul 3: Organografia vegetală

Acest capitol se concentrează pe organele plantelor – rădăcina, tulpina, frunza și floarea, explicând structura și funcțiile fiecăruia.

3.1. Rădăcina

Funcții ale rădăcinii:

• Fixează planta în sol.

• Absoarbe apa și sărurile minerale din sol.

• Depozitează substanțe de rezervă (ex: morcovul, sfecla).

• La unele plante, rădăcina poate avea și funcții de respirație sau reproducere vegetativă.

Structura rădăcinii:

1. Epiderma:

   • Strat unic de celule care protejează rădăcina și participă la absorbția apei și sărurilor minerale.

   • Poate prezenta peri radiculari, care cresc suprafața de absorbție.

2. Scoarța:

   • Stratul aflat sub epidermă.

   • Celulele sunt slab diferențiate și funcționează în depozitarea substanțelor.

3. Cilindrul central:

   • Conține țesuturi conducătoare (xilem și floem).

   • Xilem: transportă seva brută (apă și săruri minerale).

   • Floem: transportă seva elaborată (produșii fotosintezei).

Tipuri de rădăcini:

1. Pivotantă:

   • O rădăcină principală, bine dezvoltată, din care pornesc rădăcini secundare.

   • Exemplu: morcovul, păpădia.

2. Fasciculată:

   • Rădăcini multiple de dimensiuni asemănătoare, fără o rădăcină principală clară.

   • Exemplu: grâul, ceapa.

3. Rădăcini modificate:

   • Rădăcini tuberizate (ex: sfecla) pentru depozitarea substanțelor de rezervă.

   • Rădăcini aeriene la plante epifite (ex: orhidee) pentru a absorbi umiditatea din aer.

3.2. Tulpina

Funcții ale tulpinii:

• Susține frunzele și florile.

• Transportă seva brută și seva elaborată între rădăcină și restul plantei.

• Uneori, poate depozita substanțe de rezervă (ex: cartoful).

• La unele plante, tulpina poate fotosintetiza (ex: cactusul).

Structura tulpinii:

1. Epiderma:

   • Strat de protecție, format din celule care protejează tulpina împotriva deshidratării și agenților patogeni.

2. Scoarța:

   • Stratul situat sub epidermă, care are funcții de depozitare și protecție.

3. Țesuturile conducătoare:

   • Xilem: transportă apa și sărurile minerale de la rădăcină la frunze.

   • Floem: transportă substanțele nutritive rezultate în urma fotosintezei de la frunze către restul plantei.

4. Cilindrul central:

   • Conține fasciculele conducătoare (xilem și floem) și țesut fundamental.

Tipuri de tulpini:

1. Tulpini aeriene:

   • Erecte: ex: porumb, floarea-soarelui.

   • Târâtoare: ex: căpșunul.

   • Agățătoare: ex: vița-de-vie.

2. Tulpini subterane:

   • Tuberculi: ex: cartoful.

   • Rizomi: ex: stânjenelul.

3. Tulpini modificate:

   • Tulpini suculente: ex: cactusul, care depozitează apă.

3.3. Frunza

Funcții ale frunzei:

• Fotosinteza: frunza este organul principal unde are loc fotosinteza, procesul prin care planta produce hrană.

• Transpirația: pierderea apei sub formă de vapori, proces important pentru reglarea temperaturii și transportul apei prin plantă.

• Respirația: schimbul de gaze (oxigen și dioxid de carbon) între plantă și mediu.

Structura frunzei:

1. Epiderma:

   • Strat protector, transparent, care permite trecerea luminii.

   • Poate prezenta stomate – pori microscopici care reglează schimbul de gaze și transpirația.

2. Mezofilul:

   • Țesut fundamental unde se află celulele fotosintetice (cu cloroplaste).

   • Parenchim palisadic: celule ordonate, bogate în cloroplaste.

   • Parenchim lacunar: celule dispuse mai dezordonat, cu spații intercelulare pentru schimbul de gaze.

3. Vase conducătoare:

   • Xilem: transportă seva brută.

   • Floem: transportă seva elaborată.

Tipuri de frunze:

1. Frunze simple: un singur limb (ex: stejar, fag).

2. Frunze compuse: mai multe foliole dispuse pe un pețiol comun (ex: trifoi, salcâm).

3. Frunze modificate: ex: frunze transformate în spini (cactus) pentru a reduce pierderile de apă.

3.4. Floarea

Funcții ale florii:

• Reproducerea sexuală: floarea este organul de reproducere sexuală la plantele angiosperme (plante cu flori).

• Atrage polenizatorii prin culori și mirosuri specifice.

Structura florii:

1. Pedunculul: suportul care ține floarea atașată de tulpină.

2. Receptaculul: partea superioară a pedunculului, unde se prind părțile florii.

3. Calyx (sepale):

   • Înconjoară floarea înainte de deschiderea ei, având rol protector.

4. Corolla (petale):

   • Petale colorate care atrag polenizatorii. Pot avea mirosuri specifice.

5. Organe de reproducere:

   • Staminele: organe masculine, compuse din filamente și antere care produc polen.

   • Carpeli (pistilul): organul feminin, compus din ovar, stil și stigmat. Ovarul conține ovule.

Reproducerea sexuală la plante:

1. Polenizarea: transferul polenului de pe anterele staminelor pe stigmatul pistilului. Poate fi realizată de vânt, apă sau animale (ex: albine).

2. Fecundația: polenul germinează și formează un tub polinic care transportă gametul masculin la ovul pentru fecundație.

3. Formarea fructului și seminței:

   • După fecundație, ovarul se transformă în fruct, iar ovulele fecundate devin semințe.

Capitolul 4: Fiziologia vegetală

4.1. Fotosinteza

Definiție:

Fotosinteza este procesul prin care plantele verzi, algele și unele bacterii transformă energia luminoasă în energie chimică, sub formă de glucoză, folosind dioxidul de carbon și apa.

Etapele fotosintezei:

1. Faza dependentă de lumină (faza de lumină):

   • Are loc în membrana tilacoidelor din cloroplaste.

   • Energia luminoasă este absorbită de clorofilă și transformată în energie chimică (ATP și NADPH).

   • Apa este descompusă în oxigen (eliberat în atmosferă) și protoni (utilizați în faza întunecată).

2. Faza independentă de lumină (faza de întuneric sau ciclul Calvin):

   • Are loc în stroma cloroplastelor.

   • ATP-ul și NADPH-ul sunt utilizați pentru a fixa dioxidul de carbon și a-l transforma în glucoză.

Factorii care influențează fotosinteza:

• Lumina: intensitatea și durata expunerii la lumină afectează rata fotosintezei.

• Dioxidul de carbon: creșterea concentrației de CO₂ accelerează fotosinteza.

• Temperatura: temperaturile moderate favorizează procesul, dar la temperaturi prea ridicate sau prea scăzute rata fotosintezei scade.

• Apă: deficitul de apă încetinește fotosinteza.

4.2. Respirația celulară

Definiție:

Respirația celulară este procesul prin care organismele descompun glucoza pentru a elibera energie, sub formă de ATP. Respirația celulară poate fi aerobă (cu oxigen) sau anaerobă (fără oxigen).

Respirația aerobă:

1. Glicoliza: are loc în citoplasma celulei, unde glucoza este descompusă în acid piruvic, producându-se o cantitate mică de ATP.

2. Ciclul Krebs: are loc în matricea mitocondrială, unde acidul piruvic este descompus complet, eliberând CO₂ și producând electroni care vor fi folosiți ulterior în lanțul de transport al electronilor.

3. Lanțul de transport al electronilor: are loc în crestele mitocondriale. Electronii sunt transferați printr-o serie de proteine, producând ATP și apă.

Respirația anaerobă (fermentația):

• Fermentația lactică: are loc în absența oxigenului și produce lactat (ex: în mușchii obosiți).

• Fermentația alcoolică: produce alcool etilic și CO₂ (ex: la drojdii).

4.3. Transpirația

Definiție:

Transpirația este procesul prin care plantele pierd apă sub formă de vapori, în principal prin stomate.

Tipuri de transpirație:

1. Transpirația stomatică: prin stomate, majoritatea pierderilor de apă au loc astfel.

2. Transpirația cuticulară: prin cuticulă (mai puțin frecventă).

Rolul transpirației:

• Răcirea plantei.

• Transportul apei și al sărurilor minerale de la rădăcină la frunze.

Reglarea transpirației:

• Stomatele se deschid sau se închid în funcție de nevoile plantei, controlând astfel cantitatea de apă pierdută.

• Factorii care influențează transpirația: temperatura, umiditatea aerului, vântul, cantitatea de apă disponibilă.

Capitolul 5: Zoologia

5.1. Clasificarea animalelor

Nevertebrate

• Protozoare:

  • Sunt organisme unicelulare, microscopice, prezente în diverse medii (apă dulce, sărată, sol umed).

  • Ex: Ameba (se hrănește prin fagocitoză) și Parameciul (se mișcă cu ajutorul cililor).

• Moluște:

  • Animale nevertebrate cu corp moale, adesea protejate de o cochilie externă.

  • Ex: Melci, sepii, calmari.

  • Structura generală: cap, masă viscerală, picior muscular.

• Artropode:

  • Cel mai mare grup de animale, cu corp segmentat și un exoschelet de chitina.

  • Ex: Insecte (gândaci, fluturi), Arahnide (păianjeni), Crustacee (crabi, homari).

  • Caracteristici principale: corpul divizat în cap, torace și abdomen, membre articulate.

Vertebrate

• Pești:

  • Trăiesc în medii acvatice, au branhii pentru respirație.

  • Corp acoperit de solzi, înotătoare pentru mișcare.

  • Ex: pești osoși (caracudă), pești cartilaginoși (rechini).

• Amfibieni:

  • Trăiesc o parte din viață în apă și o parte pe uscat, exemplificând „viața dublă”.

  • Respirația este branhială la larve și pulmonară/cutanată la adulți.

  • Ex: broaște, salamandre.

• Reptile:

  • Au corpul acoperit de solzi, sunt adaptate la viața terestră.

  • Respirația este pulmonară, iar reproducerea are loc prin ouă cu coajă tare (ovipare).

  • Ex: șerpi, șopârle, țestoase.

• Păsări:

  • Corp acoperit de pene, membrele anterioare sunt transformate în aripi.

  • Au un sistem respirator eficient, adaptat pentru zbor.

  • Oua cu coajă tare, cu îngrijire parentală dezvoltată.

  • Ex: vrăbii, vulturi, rațe.

• Mamifere:

  • Corp acoperit de păr, hrănesc puii cu lapte produs de glandele mamare.

  • Respirație pulmonară, sistem circulator cu inimă împărțită în patru camere.

  • Ex: oameni, câini, balene.

5.2. Sistemele de organe la animale

Sistemul digestiv

• Funcții: asigură digestia alimentelor și absorbția nutrienților necesari organismului.

• Tipuri de sisteme digestive:

  • Nevertebrate: protozoarele au un sistem digestiv rudimentar (fagocitoză la amebe), moluștele și artropodele au sisteme digestive mai complexe.

  • Vertebrate: peștii, amfibienii, reptilele, păsările și mamiferele au sisteme digestive specializate pentru diferite tipuri de alimentație (ierbivore, carnivore, omnivore).

  • Sistemul digestiv la mamifere: format din gură, esofag, stomac, intestin subțire și gros, ficat și pancreas.

Sistemul respirator

• Funcții: asigură schimbul de gaze (oxigen și dioxid de carbon) între organism și mediu.

• Tipuri de respirație:

  • Branhială: peștii și unele amfibiene în stadiul de larvă folosesc branhiile pentru a respira oxigenul din apă.

  • Pulmonară: amfibienii adulți, reptilele, păsările și mamiferele respiră cu ajutorul plămânilor.

  • Cutanată: la amfibieni, respirația are loc și prin piele, în special în medii umede.

Sistemul circulator

• Funcții: transportă sânge, oxigen și nutrienți către toate celulele corpului și elimină produșii reziduali.

• Tipuri de sisteme circulatorii:

  • Deschis: la nevertebrate precum artropodele, sângele nu este întotdeauna în vase de sânge.

  • Închis: la vertebrate, sângele circulă prin vase de sânge (artere, vene, capilare) și este pompat de inimă.

  • Circulația dublă: la mamifere și păsări, există două circuite (micul circuit și marele circuit) pentru a asigura separarea sângelui oxigenat de cel neoxigenat.

Sistemul excretor

• Funcții: elimină produșii toxici și excesul de apă din organism.

• Organe excretoare:

  • Nefridii: la nevertebrate (ex: râme).

  • Rinichi: la vertebrate, responsabili pentru filtrarea sângelui și formarea urinei.

Sistemul nervos

• Funcții: coordonează activitățile organismului și răspunsurile la stimulii din mediu.

• Tipuri de sisteme nervoase:

  • Nevertebrate: au un sistem nervos mai simplu, cu ganglioni și nervi.

  • Vertebrate: sistemul nervos este complex, cuprinzând creierul, măduva spinării și nervii periferici.

  • La mamifere, creierul este foarte bine dezvoltat, cu funcții complexe.

Sistemul reproducător

• Funcții: asigură perpetuarea speciei prin reproducerea sexuată.

• Tipuri de reproducere:

  • Reproducerea asexuată: prezentă la unele nevertebrate, unde un individ se poate diviza pentru a forma urmași identici (ex: înmugurirea la hidre).

  • Reproducerea sexuată: gametogeneza (formarea gametelor), fecundația și dezvoltarea embrionară.

  • Vertebrate: majoritatea vertebratelor prezintă reproducere sexuată, iar fecundația poate fi internă (mamifere, reptile, păsări) sau externă (amfibieni, pești).

Capitolul 6: Fiziologia animală

6.1. Nutriția la animale

• Tipuri de nutriție:

  • Heterotrofă: animalele nu își pot produce propria hrană, așa că se hrănesc cu alte organisme.

  • Ierbivore: consumă doar plante (ex: vaca, căprioara).

  • Carnivore: consumă doar carne (ex: leul, lupul).

  • Omnivore: consumă atât plante, cât și carne (ex: omul, porcul).

6.2. Digestia

• Procese:

  • Digestie mecanică: masticația și fragmentarea alimentelor în cavitatea bucală.

  • Digestie chimică: descompunerea alimentelor în molecule mai mici, prin enzime digestive (ex: în stomac și intestin).

  • Absorbția: nutrienții sunt absorbiți în sânge la nivelul intestinului subțire.

6.3. Respirația

• Tipuri de respirație:

  • Aerobă: necesită oxigen și are loc în plămâni sau branhii.

  • Anaerobă: are loc în absența oxigenului (ex: fermentația la unele bacterii).

6.4. Circulația

• Sistemul circulator: transportă oxigenul și nutrienții către celule și elimină produșii de excreție.

  • Vertebrate: sistem circulator închis, cu o inimă care pompează sângele prin artere, vene și capilare.

  • Mamifere: au o inimă împărțită în patru camere (două atrii și două ventricule).

6.5. Excreția

• Funcție: eliminarea produșilor toxici și menținerea homeostaziei organismului.

  • Rinichii: filtrează sângele și produc urină.

  • Urinarea: eliminarea urinei din organism prin ureter, vezică urinară și uretră.

6.6. Reproducerea

• Fecundația:

  • Externă: are loc în mediu (ex: pești, amfibieni).

  • Internă: gametul masculin este transferat în corpul femelei (ex: mamifere, păsări).

• Dezvoltarea embrionară:

  • Ovipare: ouă depuse în mediu (ex: păsări, reptile).

  • Vivipare: dezvoltarea embrionară are loc în interiorul corpului mamei, urmată de naștere (ex: mamifere).

​