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11: Módulo 11 - Estrutura e Função do DNA - Biologia


11: Módulo 11 - Estrutura e Função do DNA

Guia para o Módulo 1 de Biologia do 11º ano: Células como base da vida

Mas não se preocupe, essas mudanças no primeiro módulo realmente tornam mais fácil entender conceitos mais complexos no futuro.

Esta é a primeira vez que experimentamos o curso de Biologia do 11º ano e, como você pode esperar, este módulo nos leva através dos fundamentos da biologia celular.

Estaremos explorando estruturas celulares, suas características distintivas e processos bioquímicos dentro das células.

Neste artigo, daremos uma visão geral do Módulo 1 de Biologia do Ano 11, bem como o guiaremos por cada uma das perguntas e até mesmo daremos algumas dicas de estudo para ajudá-lo a obter uma Banda 6!

Então, o que você está esperando? Vamos começar!

Quais são as mudanças no programa do Módulo 1?
Visão geral das células como base da vida
Pergunta de investigação 1
Pergunta de investigação 2
Como estudar para o Módulo 1 de Biologia do 11º ano

Estrutura celular

Questão 1

Qual das seguintes afirmações é verdadeira? (1 marca)

a) Uma célula eucariótica tem um núcleo bem definido e nenhuma organela ligada à membrana

b) Uma célula procariótica não tem núcleo definido e tem organelas ligadas à membrana

c) Uma célula eucariótica tem uma parede celular simples

d) Uma célula procariótica não possui parede celular

(investigue diferentes estruturas celulares, incluindo, mas não se limitando a examinar uma variedade de células procarióticas e eucarióticas)

Questão 2

Onde está localizado o DNA de uma célula eucariótica? (1 marca)

a) No citoplasma

b) No núcleo

c) Na mitocôndria

d) As células eucarióticas não contêm DNA

(investigar diferentes estruturas celulares, incluindo, mas não se limitando a examinando uma variedade de células procarióticas e eucarióticas)

Questão 3

O diâmetro de uma célula procariótica típica varia entre: (1 marca)

a) 2 & # 8211 10 micrômetros

b) 1 e # 8211 5 micrômetros

c) 1 & # 8211 10 micrômetros

d) 0,1 & # 8211 5 micrômetros

(investigar diferentes estruturas celulares, incluindo, mas não se limitando a examinando uma variedade de células procarióticas e eucarióticas)

Questão 4

Qual classe de microscópio você usaria se quisesse uma imagem detalhada da superfície externa de uma célula? (1 marca)

a) Microscópio óptico

b) Microscópio eletrônico de varredura

c) Microscópio eletrônico de transmissão

d) Microscópio de fluorescência

(descreva uma gama de tecnologias que são usadas para determinar a estrutura e função de uma célula)

Questão 5

Qual é a função da organela mostrada abaixo? (1 marca)

Imagem proveniente de: Kimball’s Biology Pages

a) Contém e protege o material genético (DNA)

b) Sintetiza proteínas

c) Local de síntese de ATP

d) Transporta, modifica e embala proteínas

(investigar uma variedade de estruturas celulares procarióticas e eucarióticas)

Questão 6

Descreva os 3 princípios básicos que constituem a Teoria das Células. (3 marcas)

(investigue diferentes estruturas celulares)

Questão 7

a) Identificar a função principal de um Microscópio Eletrônico de Transmissão (TEM). (1 marca)

b) No espaço abaixo, desenhe uma tabela para separar os prós e os contras do uso de um microscópio eletrônico de transmissão. (3 marcas)

(descreva uma gama de tecnologias que são usadas para determinar a estrutura e função de uma célula)

Questão 8

A bicamada fosfolipídica forma a base da membrana plasmática. Ilustrar um modelo da bicamada fosfolipídica e rotular os seguintes componentes: (6 marcas)

a) Cabeça hidrofílica

b) cauda hidrofóbica

c) Espaço extracelular

d) Citoplasma

e) Proteínas

f) Colesterol

(modelando a estrutura e função do modelo de mosaico fluido da membrana celular)

Questão 9

‘Organelas em uma célula podem ser comparadas a máquinas em uma fábrica’. Avalie a precisão desta metáfora ao descrever a função das organelas dentro de uma célula. (5 marcas)

(comparando e contrastando diferentes organelas celulares e arranjos)

Questão 10

Para cada um dos rótulos a seguir (A-J), identifique qual organela cada rótulo está apontando. (5 marcas)

Imagem proveniente de Quizbiology

(comparando e contrastando diferentes organelas celulares e arranjos)


DNA: sua estrutura e funções

O DNA também é conhecido como ácido desoxirribonucléico. O bioquímico alemão Frederich Miescher observou o DNA pela primeira vez em 1869. Ele chamou o material de nucleína, que isolou de células de pus que coletou de curativos descartados por uma clínica próxima. Frederick Griffith percebeu que o DNA pode conter informações genéticas em 1928. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins e Rosalind Franklin descobriram a estrutura da dupla hélice do DNA em 1953. Por suas descobertas, Watson, Crick e Wilkins receberam o Prêmio Nobel de Medicina em 1962.

O DNA contém uma molécula helicoidal de fita dupla. É feito de bases purinas e pirimidínicas. Nesse caso, as bases de purina e pirimidina são ligadas aos pares por ligações de hidrogênio, enquanto o açúcar e o fosfato formam a espinha dorsal longitudinal do DNA.

O DNA é a principal estrutura química dos cromossomos das células eucarióticas. Também é encontrado na mitocôndria e no cloroplasto em menor quantidade de células eucarióticas, no citoplasma das células procarióticas e em alguns vírus. Nas células eucarióticas, permanece combinado com a proteína para formar a nucleoproteína.

O ácido desoxirribonucléico (DNA) e o ácido ribonucléico (RNA) são conhecidos como ácidos nucléicos e são encontrados em todos os organismos vivos. Eles são grandes moléculas chamadas macromoléculas ou polímeros. Eles consistem em repetir monômeros ou nucleotídeos de subunidades estruturais. Os nucleotídeos são os blocos de construção do DNA, que consiste em três partes: um açúcar pentose (açúcar de 5 carbonos), um grupo fosfato e uma base nitrogenada.

Açúcar Pentose

É um monossacarídeo que contém cinco carbonos. Os açúcares pentose são de dois tipos, como ribose (no RNA) e desoxirribose (no DNA). O DNA contém açúcar desoxirribose pentose do tipo 2-β-D em que falta um átomo de oxigênio no carbono - duas posições da estrutura da pentose.

Ácido fosfórico

Um grupo fosfato está ligado ao carbono a 3 ′ de um açúcar pentose e ao átomo de carbono a 5 ′ de outro açúcar pentose. Neste caso, o grupo fosfato de um nucleotídeo se liga covalentemente com a molécula de açúcar do próximo nucleotídeo. Dessa forma, eles formam um longo polímero de monômeros de nucleotídeos.

Bases Nitrogênicas

Quatro tipos de bases nitrogenadas são encontradas no DNA. Estes são adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T). Entre elas, a adenina (A), a guanina (G) são chamadas coletivamente de bases purinas, enquanto a citosina (C) e a timina (T) são chamadas de bases pirimidinas. Aqui, bases de pirimidina (C4H4N2) são compostos de anel único e bases purinas (C5H4N4) são compostos de anel duplo fundido.

Nucleotide

O nucleotídeo é um composto composto de três partes: uma molécula de açúcar pentose com 5 ′ de carbono, base nitrogenada e grupo fosfato. Nesse caso, o açúcar pentose pode ser ribose ou desoxirribose. Ribonucleotídeos ou ribotídeos são os nucleotídeos contendo ribose, enquanto os desoxirribonucleotídeos ou desoxirribotídeos são os nucleotídeos contendo desoxirribose.

A base nitrogênica é composta de purina e pirimidina. Nesse caso, as purinas são adenina e guanina, enquanto as pirimidinas são citosina, uracila e timina.


Reconhecimentos

Agradecemos a M. Moldt pelo suporte técnico e a J. Michaelis, Gregor Witte, Katja Lames e Robert Byrne pela discussão e ajuda técnica. Agradecemos à Instalação de Cristalização Max-Planck (Martinsried, Alemanha), à equipe da Swiss Light Source (Villingen, Suíça) e ao European-Molecular-Biology-Laboratory / Deutsches-Elektronen-Synchotron (Hamburgo, Alemanha) pelo apoio e tempo de medição. Agradecemos a S. Krebs e H. Blum do Laboratório de Análise Funcional do Genoma (Gene Center, LMU Munique) pelo sequenciamento de alto rendimento. Agradecemos a T. Straub (Unidade Central de Bioinformática, Centro Biomédico, LMU Munique) pelos conselhos sobre bioinformática. Este trabalho é apoiado pelo Deutsche Forschungsgemeinschaft CRC1064 (para K.-PH e PK) e pelo Conselho Europeu de Pesquisa (ERC Advanced Grant ATMMACHINE), o Prêmio Gottfried-Wilhelm-Leibniz e o Centro para Ciências Integradas de Proteínas de Munique para K.- PH K.R.K. é compatível com GRK1721. S.E. reconhece uma bolsa de estudos EMBO de longo prazo. V.N., K.S. e M.S. agradecer o financiamento da Quantitative Biosciences Munich.


Ano 11 Biologia

investigar a estrutura dos autótrofos por meio do exame de uma variedade de materiais, para
exemplo: (ACSBL035)
- materiais vegetais dissecados (ACSBL032)
- estruturas microscópicas
- usando uma gama de tecnologias de imagem para determinar a estrutura da planta

Lição 2 | Gama de técnicas de imagem

usando uma gama de tecnologias de imagem para determinar a estrutura da planta

Lição 3 | Investigar as estruturas de troca gasosa em animais e plantas

investigar as estruturas de troca gasosa em animais e plantas (ACSBL032, ACSBL056) através de
a coleta de dados e informações primárias e secundárias, por exemplo:
- estruturas microscópicas: alvéolos em mamíferos e estrutura foliar em plantas
- estruturas macroscópicas: sistemas respiratórios em uma variedade de animais

Lição 4 | Hipóteses, teorias e modelos

interpretar uma gama de informações de origem secundária para avaliar processos, reivindicações e conclusões que levaram os cientistas a desenvolver hipóteses, teorias e modelos sobre a estrutura e função das plantas, incluindo, mas não se limitando a: (ACSBL034)
- fotossíntese
- teoria da transpiração-coesão-tensão

Lição 5 | Teoria da Transpiração-Coesão-Tensão

interpretar uma gama de informações de origem secundária para avaliar processos, reivindicações e conclusões que levaram os cientistas a desenvolver hipóteses, teorias e modelos sobre a estrutura e função das plantas, incluindo, mas não se limitando a: (ACSBL034)

Lição 6 | Sistema digestivo de mamífero

rastreie a digestão dos alimentos no sistema digestivo dos mamíferos, incluindo:
- digestão física
- digestão química
- absorção de nutrientes, minerais e água
- eliminação de resíduos sólidos


Diferença entre DNA e RNA

Diferença entre DNA e RNA

A diferença importante entre DNA e RNA

Devemos aprender em detalhes para descobrir mais sobre DNA e RNA.

DNA

O DNA foi fundado por Friedrich Miescher em 1869. Em fevereiro de 1953, Watson e Crick completaram seu modelo, que agora é aceito como o primeiro modelo correto da dupla hélice do DNA. O DNA é uma longa cadeia polimérica feita de unidades repetidas chamadas nucleotídeos. Cada um desses nucleotídeos é simbolizado por uma única letra. É um ácido nucléico.

O ácido desoxirribonucléico (DNA) contém as instruções genéticas para o desenvolvimento e função dos seres vivos. O DNA na célula armazena informações por um período de longo prazo. A informação está contida na sequência de pedaços de DNA chamados genes.

Existem três tipos diferentes de DNA:

  1. A-DNA: é uma dupla hélice destra semelhante à forma B-DNA.
  2. B-DNA: Esta é a conformação de DNA mais comum e é uma hélice destra.
  3. Z-DNA é um DNA da mão esquerda onde a dupla hélice gira para a esquerda em um padrão de zigue-zague.

RNA

Em 1868, Friedrich Miescher descobriu os ácidos nucléicos. Ele chamou o material de & # 8216nucleína & # 8217, uma vez que foi encontrado no núcleo. Leslie Orgel é o pai do RNA. Ele era um químico e estabeleceu uma teoria mundial da origem da vida.

O RNA está presente em todas as células biológicas. É uma importante macromolécula biológica envolvida principalmente na síntese de proteínas, carregando as instruções mensageiras do DNA, que por sua vez contém as instruções genéticas necessárias para o desenvolvimento e manutenção da vida.

4 tipos de RNA codificados por seu próprio tipo de gene são:

  1. RNA mensageiro-mRNA: codifica a sequência de aminoácidos de um polipeptídeo.
  2. Transferência de RNA-tRNA: Traz aminoácidos para os ribossomos durante a tradução.
  3. RNA-rRNA ribossomal: Com as proteínas ribossômicas, constituem os ribossomos, as organelas que traduzem o mRNA.
  4. RNA-snRNA nuclear pequeno: Forma complexos com a ajuda de proteínas que são utilizadas no processamento de RNA em eucariotos. (Não encontrado em procariontes.)

Perguntas frequentes sobre DNA e RNA:

Q.1. Quanto tempo o DNA pode sobreviver na roupa?

Resp- É possível recuperar DNA de roupas expostas à água por mais de 1 semana. No verão, o período de tempo para apagar a maior parte do DNA era de 4 horas para amostras epiteliais e mais de 1 dia para amostras de sangue em ambientes de lago e rio.

A terapia de Ans-RNA modifica ou fornece ácido ribonucléico (RNA) aos pacientes e células # 8217. O RNA mensageiro (mRNA) é traduzido em proteína por uma cifra biológica, que converte três ácidos nucléicos em um aminoácido.


DNA para proteína

Este módulo interativo on-line de 10 páginas ou quadros integra informações textuais, modelos moleculares 3D, simulações moleculares interativas e itens de avaliação incorporados para orientar os alunos na compreensão da cópia de sequências de base de DNA da tradução para a transcrição em proteínas dentro de cada célula. O módulo divide os exercícios em intervalos de tempo do Dia 1 e Dia 2. Os professores podem visualizar as respostas das avaliações dos alunos atribuindo o módulo dentro de uma classe criada no aplicativo Molecular Workbench. Este módulo baseado em Java deve ser baixado para cada computador. Uma observação importante é que os dados do usuário não são salvos a menos que alunos e professores se inscrevam por meio de um portal de projeto disponível chamado & ldquoInnovative Technology in Science Inquiry & rdquo: http://itsi.portal.concord.org/home

Expectativas de desempenho

HS-LS1-1 Construa uma explicação baseada em evidências de como a estrutura do DNA determina a estrutura das proteínas que realizam as funções essenciais da vida por meio de sistemas de células especializadas.

Declaração de Esclarecimento: Nenhum

Limite de avaliação: A avaliação não inclui a identificação de tipos específicos de células ou tecidos, sistemas de corpo inteiro, estruturas e funções específicas de proteínas ou a bioquímica da síntese de proteínas.

Este recurso foi projetado explicitamente para atender a essa expectativa de desempenho.

Comentários sobre a inclusão da expectativa de desempenho
O módulo aborda explicitamente a expectativa de desempenho à medida que os alunos analisam modelos da estrutura molecular do DNA e os processos envolvidos com o DNA servindo como modelo para a transcrição e tradução de DNA em RNA em proteínas. O módulo começa com os alunos explorando a estrutura de dupla hélice do DNA em um modelo 3D interativo. Animações subsequentes de modelos moleculares 2D de transcrição e tradução e simulações interativas conduzem os alunos pelo processo de formação de segmentos de proteínas. Os professores podem ajudar os alunos a conectar modelos 3D a modelos 2D, mostrando os dois tipos de modelo da mesma molécula e pedindo aos alunos que identifiquem as mesmas partes da molécula em ambos os modelos. Simulações e modelos que descrevem mutações em um formato semelhante são fornecidos. Os alunos também trabalham com frameshift e mutações silenciosas e substituições, exclusões e inserções. Embora o conceito de mutações e seus efeitos não sejam diretamente abordados na expectativa de desempenho, envolver os alunos nesta parte do modelo pode ajudar os alunos a entender melhor as conexões entre DNA, transcrição, tradução e proteínas, e como esses processos podem ser afetados por mutações. Ao longo do módulo, os alunos são convidados a construir explicações de vários processos usando as informações que coletaram dos modelos que examinaram.

Ciência e Práticas de Engenharia

Este recurso é projetado explicitamente para construir em direção a essa prática de ciência e engenharia.

Comentários sobre Incluindo a Prática de Ciência e Engenharia
O módulo envolve explicitamente os alunos no uso de representações moleculares 2D, modelos moleculares interativos 3D e simulações interativas para responder a perguntas para ilustrar as interações entre os componentes da célula para fazer uma proteína. Deve-se notar que os alunos não geram os modelos, mas usam os modelos fornecidos. As funções do núcleo e dos ribossomos são incluídas e ilustradas. O módulo pede aos alunos que capturem / capturem suas respostas a perguntas específicas do começo ao fim. Isso é feito para que os alunos mostrem sua compreensão das diferentes etapas desse processo e da relação entre as etapas. Os alunos também devem responder a perguntas explícitas sobre o que eles capturaram como evidência de sua compreensão da síntese de proteínas a partir do modelo de DNA. Um guia do professor de treze páginas está incluído e fornece pensamentos sobre possíveis equívocos do aluno, questões para discussão enfatizando os conceitos principais e idéias de extensão. Um exemplo de pergunta fornecida no guia do professor que expande as informações: “Onde ocorre a transcrição em uma célula eucariótica? Onde ocorre a tradução em uma célula eucariótica? Qual seria a vantagem desse arranjo? "Os professores podem combinar / modificar algumas das questões finais, de forma que as questões peçam aos alunos que construam explicações dos processos, com base no que aprenderam com a análise dos modelos ao longo da atividade. as idéias de extensão também podem ser utilizadas para tornar este módulo adequado para uma aula com honras ou uma aula de biologia mais avançada do ensino médio.

Idéias básicas disciplinares

Este recurso parece ter sido projetado para construir em direção a essa ideia central disciplinar, embora o desenvolvedor do recurso não tenha declarado isso explicitamente.

Comentários sobre a inclusão da ideia central disciplinar
O módulo aborda implicitamente a ideia central disciplinar, proporcionando aos alunos a oportunidade de trabalhar com as etapas da síntese de proteínas. O professor terá que apoiar os alunos a fazer a conexão entre um gene como uma região específica do DNA para a codificação de uma proteína.

Conceitos Transversais

Este recurso parece ter sido projetado para desenvolver esse conceito transversal, embora o desenvolvedor do recurso não tenha declarado isso explicitamente.

Comentários sobre a inclusão do conceito de crosscutting
Uma grande parte deste módulo enfoca o que acontece com a estrutura das proteínas quando diferentes tipos de mutações ocorrem, e os alunos têm a oportunidade de praticar o trabalho com cada um dos diferentes tipos de mutações descritas. Alterações em nucleotídeos, códons e anticódons como resultado de mutações são incluídas e os efeitos dessas alterações na sequência de aminoácidos resultante são ilustrados. Ao analisar os efeitos das mudanças na sequência do DNA no RNA e nas proteínas codificadas pelo DNA, os alunos podem desenvolver uma compreensão de como a estrutura do DNA permite que ele execute sua função na célula.


Biologia

A vida como a conhecemos é um empreendimento maravilhosamente diversificado. Os organismos passam características de pais para filhos, funcionam em um ambiente variado e mutável e realizam uma miríade de processos bioquímicos complexos. Compreender os princípios da biologia ajuda a dar contexto e clareza a questões científicas e sociais mais amplas. Nossos módulos de aprendizagem de biologia revelam o estado atual da compreensão científica sobre tópicos como estrutura e função celular, genética, taxonomia, evolução por seleção natural e muito mais.

Equívoco:

A evolução acontece quando os organismos individuais se aclimatam ou "se acostumam" a novas condições gradualmente.

Você sabia?

Você sabia que os carboidratos, principal fonte de energia do corpo humano, são feitos de diferentes tipos de moléculas de açúcar? Dependendo de sua estrutura molecular, alguns carboidratos são decompostos rapidamente no corpo para serem liberados como energia, outros precisam de uma enzima especial para digerir e outros ainda não podem ser digeridos pelos humanos.

Resumo

Nossos corpos são fábricas de processamento químico eficientes, quebrando nutrientes para usar e armazenar para energia. Este módulo apresenta os carboidratos, um macronutriente importante. Ele explica como os diferentes carboidratos são usados ​​por plantas e animais. Açúcares simples e carboidratos complexos são identificados, e suas estruturas bioquímicas são comparadas e contrastadas.

Conceitos chave
  • Os carboidratos são uma classe de macronutrientes essenciais para os organismos vivos. Eles são a principal fonte de energia do corpo humano.
  • Carboidratos são moléculas orgânicas nas quais o carbono (C) se liga ao hidrogênio e ao oxigênio (H2O) em diferentes proporções dependendo do carboidrato específico.
  • As plantas coletam energia do sol e fabricam carboidratos durante a fotossíntese. Em um processo reverso, os animais quebram os carboidratos durante o metabolismo para liberar energia.
  • Todos os carboidratos são compostos de unidades de açúcar. Existem dois tipos de carboidratos: açúcares simples - os monossacarídeos e dissacarídeos - e carboidratos complexos - os polissacarídeos, que são polímeros dos açúcares simples.
  • Exemplos de carboidratos complexos são amido (o principal polissacarídeo usado pelas plantas para armazenar glicose para uso posterior como energia), glicogênio (o polissacarídeo usado pelos animais para armazenar energia) e celulose (fibra vegetal).
Você sabia?

Você sabia que existem cerca de 100.000 proteínas diferentes no corpo humano? As proteínas, um dos principais nutrientes exigidos por nosso corpo, são grandes moléculas compostas de centenas, até milhares, de aminoácidos combinados de maneiras diferentes. A gordura é outro nutriente essencial, fornecendo uma reserva de energia, isolamento e proteção para o corpo e estrutura para as células.

Resumo

Gorduras e proteínas são dois dos principais grupos de nutrientes de que nosso corpo necessita. Este módulo fornece uma introdução a esses dois macronutrientes. A estrutura química básica das gorduras como triglicerídeos é apresentada junto com as finalidades e tipos de gordura. O módulo também apresenta a incrível estrutura das moléculas de proteína, incluindo a ligação peptídica, e explica a finalidade das proteínas.

Conceitos chave
  • Além dos carboidratos, as gorduras e as proteínas são os outros dois macronutrientes exigidos pelo corpo humano.
  • As gorduras, um subgrupo de lipídios, também são conhecidas como triglicerídeos, o que significa que suas moléculas são feitas de uma molécula de glicerol e três ácidos graxos.
  • As gorduras no corpo servem principalmente como sistema de armazenamento de energia. Eles também são usados ​​como isolamento para conservar o calor do corpo e proteger os órgãos internos, para formar o principal material estrutural nas membranas celulares e para fabricar esteróides e hormônios para ajudar a regular o crescimento e a manutenção dos tecidos.
  • As gorduras são classificadas como saturadas ou insaturadas. As gorduras saturadas não contêm ligações duplas de carbono-carbono em suas cadeias de ácidos graxos e tendem a ser sólidas em temperatura ambiente. As gorduras insaturadas contêm duplas ligações carbono-carbono e geralmente são líquidas à temperatura ambiente. As gorduras insaturadas podem ser poliinsaturadas (muitas ligações duplas) ou monoinsaturadas (uma ou algumas ligações duplas).
  • As proteínas são polímeros de centenas ou mesmo milhares de aminoácidos. Cada proteína tem uma estrutura diferente e desempenha uma função diferente no corpo. Existem cerca de 100.000 proteínas diferentes no corpo humano, cada uma delas composta por combinações de apenas 20 aminoácidos.
  • As enzimas são proteínas que ajudam a realizar reações químicas específicas no corpo.
Você sabia?

Você sabia que o corpo humano contém cerca de 100.000 proteínas diferentes, tudo devido às inúmeras maneiras que apenas 20 aminoácidos podem se combinar? As proteínas são grandes moléculas compostas de centenas, até milhares, de aminoácidos combinados de maneiras diferentes.

Resumo

Este módulo explora como as proteínas são polímeros compostos de blocos de construção chamados aminoácidos. Usando a pesquisa histórica de Frederick Sanger sobre a insulina como ponto de partida, são explicadas as estruturas complexas das proteínas, devido às ligações moleculares como a ponte dissulfeto e a ligação peptídica.

Conceitos chave
  • As proteínas são componentes vitais para quase todos os processos biológicos.
  • As proteínas são polímeros compostos de blocos de construção chamados aminoácidos, dos quais a vida na Terra usa apenas vinte.
  • As ligações moleculares determinam as estruturas dos aminoácidos e proteínas. As ligações peptídicas unem os aminoácidos em uma cadeia de pontes dissulfeto. As ligações mantêm as proteínas unidas.
  • Usando técnicas como eletroforese e cromatografia, Frederick Sanger descobriu que as proteínas eram construídas a partir de sequências de aminoácidos específicas e que mudar a sequência a tornaria uma proteína diferente.
  • As proteínas podem ter quatro tipos de estruturas: (1) Primário, a sequência de aminoácidos, (2) Secundário, ligações de hidrogênio entre as fitas de aminoácidos formam folhas beta ou alfa-hélices, (3) Terciário, o tridimensional, estrutura torcida com base nas interações de ligação entre as fitas de aminoácidos e (4) Quartnerário, a estrutura complexa composta por múltiplas subunidades dobradas.
Você sabia?

Você sabia que nos primeiros dias das transfusões de sangue, mais pessoas morreram do que sobreviveram a elas? Todo sangue parece o mesmo a olho nu, mas o sangue que salva vidas para uma pessoa pode ser mortal para outra. As transfusões se tornaram um procedimento médico seguro apenas quando os cientistas começaram a compreender a complexidade dos componentes do sangue e dos diferentes tipos de sangue.

Resumo

O conhecimento dos hemocomponentes revolucionou a cirurgia por meio da transfusão segura. O módulo rastreia o desenvolvimento de nossa compreensão do sangue ao longo dos séculos, começando em 1628 com a pesquisa revolucionária do médico inglês William Harvey sobre circulação. Com foco em experimentos do início do século 20 pelo pesquisador austríaco Karl Landsteiner, o módulo mostra como a identificação de fatores de coagulação, tipos de sangue e antígenos foi crítica para a ciência médica. Sangue total, plasma, soro e diferentes tipos de células sanguíneas são definidos.

Conceitos chave
  • O sangue é um fluido complexo com muitos componentes diferentes, mas pode ser dividido em sólidos (glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas) e líquido (plasma).
  • O plasma sanguíneo inclui fatores de coagulação (agentes que ajudam a formar coágulos sanguíneos) e quando estes são removidos, o líquido remanescente é conhecido como soro.
  • Os principais componentes celulares do sangue são: glóbulos vermelhos (eritrócitos), glóbulos brancos (leucócitos) e plaquetas (trombócitos).
  • O pesquisador austríaco Karl Landsteiner estudou aglutinação, ou aglutinação de células sanguíneas com certos antígenos. Com base em suas descobertas, ele propôs que havia três tipos de sangue (A, B, O) e mais tarde acrescentou um quarto tipo (AB).
  • Os anticorpos são proteínas produzidas por células plasmáticas, um tipo de linfócito de células B, e estão presentes no soro sanguíneo. Esses anticorpos são importantes para a transfusão de sangue, uma vez que o tipo de sangue de um paciente e o tipo de anticorpos presentes no sangue do doador irão determinar se ele se aglutina ou se aglomera.
Você sabia?

Você sabia que estudar os lipídios pode nos ajudar a compreender e tratar condições médicas como doenças cardíacas, distúrbios hormonais, esclerose múltipla e muitas outras? Os lipídios são necessários para a estrutura de todas as células vivas. Sua composição química permite que desempenhem muitas funções importantes, desde armazenar energia até regular o metabolismo e ajudar o casaco de pele das lontras marinhas a repelir água.

Resumo

Gorduras, óleos, ceras, esteróides, certos pigmentos vegetais e partes da membrana celular - todos esses são lipídeos. Este módulo explora o mundo dos lipídios, uma classe de compostos produzidos por plantas e animais. Ele começa com uma análise da reação química que produz o sabão e, em seguida, examina a composição química de uma ampla variedade de tipos de lipídios. Propriedades e funções dos lipídios são discutidas.

Conceitos chave
  • Os lipídios são uma classe grande e diversa de moléculas biológicas marcadas por serem hidrofóbicas ou incapazes de se dissolver em água.
  • A natureza hidrofóbica dos lipídios deriva de muitas ligações covalentes apolares. A água, por outro lado, tem ligações covalentes polares e se mistura bem apenas com outros compostos polares ou carregados.
  • Gorduras e óleos são moléculas de alta energia usadas por organismos para armazenar e transferir energia química. As estruturas distintas de diferentes moléculas de gordura conferem-lhes propriedades diferentes.
  • Os fosfolipídios são lipídios especializados parcialmente solúveis em água. Essa natureza dual permite que formem estruturas chamadas membranas, que circundam todas as células vivas.
Você sabia?

Você sabia que o corpo humano consiste em trilhões de células individuais e 200 tipos distintos de células? As células humanas variam em tamanho de 1 / 12.000 de polegada (alguns micrômetros) a mais de 39 polegadas (mais de um metro) de comprimento. Todas as coisas vivas são feitas de células, mas, apesar das enormes diferenças de tamanho, forma e função, esses blocos de construção da vida compartilham semelhanças notáveis.

Resumo

As células são a unidade básica estrutural e funcional da vida. Este módulo rastreia a descoberta da célula em 1600 e o desenvolvimento da teoria celular moderna. O módulo examina as semelhanças e diferenças entre os diferentes tipos de células e a relação entre a estrutura e a função das células. A Teoria da Descida Comum Universal é apresentada junto com evidências de que todas as coisas vivas na Terra descendem de um ancestral comum.

Conceitos chave
  • As células são a unidade básica estrutural e funcional de todos os seres vivos e contêm material genético hereditário.
  • A atividade de uma célula é realizada pelas estruturas subcelulares que ela possui.
  • As células possuem uma camada limite externa, chamada de membrana celular, citoplasma, que contém organelas e material genético.
  • Há uma variedade considerável entre as células vivas, incluindo a função das membranas e estruturas subcelulares e os diferentes tipos de funções que as células desempenham, como transporte químico, suporte e outras funções.
Você sabia?

Você sabia que os experimentos de Benjamin Franklin em 1774 com o derramamento de óleo em um lago de água foram um primeiro passo para obter uma compreensão científica das membranas celulares? As membranas celulares eram consideradas barreiras passivas até a década de 1960, mas agora sabemos que são estruturas ativas e responsivas que desempenham uma função crítica como guardiãs e comunicadores.

Resumo

As membranas celulares são muito mais do que barreiras passivas, são estruturas complexas e dinâmicas que controlam o que entra e sai da célula. Este módulo explora como os cientistas chegaram a compreender as membranas celulares, incluindo os experimentos que levaram ao desenvolvimento do modelo de mosaico fluido da estrutura da membrana. O módulo descreve como os componentes e a estrutura das membranas celulares se relacionam com as funções principais.

Conceitos chave
  • A camada externa de uma célula, ou membrana celular, é uma estrutura complexa com muitos tipos diferentes de moléculas que estão em movimento constante, movendo-se com fluidez por toda a membrana.
  • As membranas celulares formam barreiras seletivas que protegem a célula do ambiente aquoso ao seu redor, permitindo a passagem de moléculas insolúveis em água, como oxigênio, dióxido de carbono e alguns hormônios.
  • A maior parte da membrana celular é formada por fosfolipídios que possuem uma estrutura única que faz com que se auto-organizem em uma camada dupla que é hidrofóbica no meio e hidrofílica na parte externa.
Você sabia?

Você sabia que a ausência de um minúsculo aminoácido nas membranas celulares causa a fibrose cística, uma doença com risco de vida? E um alimento comum, a azia, é tratado com um remédio que diminui a velocidade com que os prótons são bombeados através das membranas celulares para o estômago. Estudar como as moléculas viajam através das membranas plasmáticas (membranas celulares) é a chave para compreender e tratar muitas condições médicas.

Resumo

Para que os seres vivos sobrevivam, diferentes moléculas precisam entrar e sair das células, mas as membranas celulares servem como uma barreira para a maioria das moléculas. Felizmente, todas as células vivas têm transportadores embutidos que permitem que água, glicose, sódio, potássio, cloreto e outras moléculas atravessem a membrana plasmática. Este módulo examina como os transportadores passivos e ativos funcionam. Ele destaca a importância do estudo das membranas celulares, observando os avanços no tratamento da fibrose cística e doenças digestivas comuns, bem como o desenvolvimento de analgésicos eficazes.

Conceitos chave
  • Whether or not a molecule is able to pass easily, or at all, into or out of a cell is largely dependent on its charge and solubility in water.
  • The plasma membrane serves as a semi-permeable barrier to the cell. Only uncharged, non-polar molecules are able to pass into or out of the cell without aid.
  • All plasma membranes possess transporters to help move molecules from one side of the membrane to the other. These transporters can be active (pumps) or passive (channels) and are sometimes regulated by gates.
  • The lack of a specific transporter can interrupt cellular functions and cause diseases like cystic fibrosis.
  • Research into pain relievers provided insight into the most important and universal transporter in the human body, the sodium-potassium pump.
Você sabia?

Did you know that “survival of the fittest” is not the only explanation for the success of a species over time? Cooperation can be just as important when it comes to how species adapt in order to survive. According to Lynn Margulis, who proposed that modern-day mitochondria and chloroplasts evolved through endosymbiosis, “Life did not take over the globe by combat, but by networking.”

Resumo

Evolution isn't always about competition. It can also be about cooperation, as is the case with the development of chloroplasts and mitochondria from free-living bacteria. This module explains the theory of endosymbiosis along with its origins. Convincing evidence in support of the theory is presented. The evolution of the nucleus and other organelles through invagination of the cell membrane is also discussed.

Key Concepts
  • One of the main differences between eukaryotic cells and prokaryotic cells is the presence of a nucleus and other membrane-bound organelles.
  • Chloroplasts and mitochondria have specialized roles in producing energy for the cell and have several unique features including some of their own DNA. Because of this, scientists believe that both of these organelles originated through endosymbiosis when one small cell began to live inside a larger one.
  • Membrane-bound organelles evolved as folds of the plasma membrane this allowed these cells to establish compartments with different environments appropriate for the specific function that the organelle performs.
Você sabia?

Did you know that every organ and tissue in your body was formed as the result of individual cells making copies of their DNA and separating themselves into two identical cells? From experiments in the 1870s to research more than 100 years later, scientists have made fascinating discoveries about the complex series of events that allow the cells in plants and animals, including humans, to grow and sustain life.

Resumo

Cell division is an enormously complex process that must go on millions and millions of times during the life of an organism. This module explains the difference between binary fission and the cell division cycle. The stages of cell division are explored, and research that contributed to our understanding of the process is described.

Key Concepts
  • Most of the cells that make up higher organisms, like vertebrate animals and flowering plants, reproduce via a process called cell division.
  • In cell division, a cell makes a copy of its DNA and then separates itself into two identical cells – each with its own copy of DNA enveloped inside a nucleus.
  • The term mitosis refers specifically to the process whereby the nucleus of the parent cell splits into two identical nuclei prior to cell division.
Você sabia?

Did you know that there is a huge variation in the number of chromosomes in living things? While humans have 46 chromosomes and dogs have 78, one kind of ant has only 2 chromosomes and a type of protozoan has nearly 16,000! But what all these life forms have in common is that their genetic code is copied from cell to cell thanks to the process of mitosis, whereby the nucleus of a cell splits into two before the cell divides.

Resumo

Beginning with the discovery of mitosis, the module details each phase of this cell process. It provides an overview of the structure of cell components that are critical to mitosis. The module describes Clark Noble’s experiments with the Madagascar Periwinkle, which led to the discovery of an effective cancer treatment drug. The relationship between mitosis and cancer is explored as is the mechanism by which anti-cancer drugs work to slow down or prevent cell division.

Key Concepts
  • The term mitosis refers specifically to the process whereby the nucleus of a eukaryotic cell splits into two identical daughter nuclei prior to cell division.
  • Mitosis is a cyclical process consisting of five phases that feed into one another: prophase prometaphase metaphase anaphase telophase.
  • The rate at which mitosis occurs depends on the cell type. Some cells replicate faster and others slower, and the entire process can be interrupted.
  • Chromosomes are made of a material called chromatin, which is dispersed throughout the cell nucleus during interphase. During mitosis, however, the chromatin condenses making individual chromosomes visible under an ordinary light microscope.
Você sabia?

Did you know that most chemicals we come into contact with—including the food we eat—must pass through a complex system of cell membranes before they can enter the bloodstream? There are many different ways that chemicals enter the body, depending on the type of chemical and the part of the body with which it comes into contact.

Resumo

In order for many medicines to work, the chemicals must move from the outside environment into the body. This module discusses the different mechanisms by which chemicals cross the cell membrane and the factors that influence this process. In addition to introducing biological absorption, the module explains how chemicals are stored and distributed within the body.

Key Concepts
  • Chemicals can enter the human body by several methods, but most must pass through living cell membranes before entering the bloodstream.
  • The cell membrane consists mainly of phospholipids and proteins in the form of a lipid bilayer.
  • Mechanisms for moving chemicals through the cell membrane include: passive diffusion, facilitated diffusion, active transport, and endocytosis.
  • Factors such as human anatomy and chemical structures affect the movement of chemicals in the body.
Você sabia?

Did you know similar to the way cars are manufactured, chemical compounds in living cells are built up, broken down, and moved around in assembly-line fashion? In living organisms, a series of reactions is needed to get energy from food molecules. One such important chemical pathway is the circular assembly line known as the Krebs cycle.

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Food fuels our bodies, but how does our body convert food molecules into usable energy? This module looks at glycolysis and the Krebs cycle, two important stages of cellular respiration, the process by which cells harvest energy from food. It highlights the work of Sir Hans Adolf Krebs and his focus on cyclic pathways as he discovered the main biochemical pathway for breaking down fuel to produce energy.

Key Concepts
  • In a cell, chemical compounds are put together, taken apart, and moved around through pathways that resemble moving assembly lines.
  • The main types of biological macromolecules that cells use for fuel are sugars, fats, and proteins.
  • The main biochemical pathway where the breakdown of biological fuels comes together is called the Krebs cycle. Named for its discoverer, Sir Hans Adolf Krebs, this pathway is like a circular assembly line.
Você sabia?

Did you know that the energy in chemical compounds is found in tiny electrons? The electron transport chain is like an assembly line inside of cells that harnesses high-energy electrons so they can be used to make ATP, the energy that organisms need to survive. When Peter Mitchell proposed the way that ATP is made inside cells, other scientists made fun of him – until he was eventually proved correct and won the Nobel Prize in Chemistry.

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ATP is the main energy currency of living cells. This module answers the question of how most ATP is generated. A look at two important compounds, NADH and FADH2, reveals their important role in the production of ATP. The module explains the workings of the electron transport chain, which provides high-energy electrons to fuel the ATP-producing process called oxidative phosphorylation.

Key Concepts
  • Adenosine triphosphate (ATP) is the main energy currency of the cell. It is generated from a similar compound, ADP, using energy harnessed from cellular fuels, such as sugars, fats, and proteins.
  • The amount of ATP generated directly during glycolysis (the breakdown of the sugar glucose) is small compared with amount of energy contained within glucose.
  • The energy held by ATP and other energy-holding chemical compounds is contained in electrons. By moving electrons, different molecules move energy around the cell.
  • Two specialized energy currency compounds, NADH and FADH2, are vital to the movement of high-energy electrons from cellular fuels like glucose to an assembly-line system of enzymes called the electron transport chain.
  • Located inside mitochondria, the electron transport chain harnesses energy from NADH and FADH2 to power a process called oxidative phosphorylation, which generates large amounts of ATP. Oxidative phosphorylation requires oxygen.
Você sabia?

Did you know that the oxygen we breathe is a waste product? Of photosynthesis, that is. Through this remarkable process, plants capture energy from sunlight and produce the sugars that provide sustenance to nearly every living thing on Earth along with the oxygen we need to survive.

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Through photosynthesis, plants harvest energy from the sun to produce oxygen and sugar, the basic energy source for all living things. This module introduces photosynthesis, beginning with experiments leading to its discovery. The stages of photosynthesis are explained. Topics include the role of chlorophyll, the action spectrum of photosynthesis, the wavelengths of light that drive photosynthesis, light-harvesting complexes, and the electron transport chain.

Key Concepts
  • Photosynthesis is a process by which an organism converts light energy from the sun into chemical energy for its sustenance.
  • Photosynthesis occurs in plants, algae, and some species of bacteria.
  • In plants, chloroplasts contain chlorophyll that absorbs light in the red and blue-violet regions of the spectrum.
  • Photosynthesis occurs in two stages: the light-dependent stage that occurs in the thylakoid membrane of the chloroplast and harvests solar energy, and the light-independent stage that takes that energy and makes sugar from carbon dioxide.
Você sabia?

Did you know that it is much easier to determine when life appeared on Earth than how life came to exist? Evidence points to life on Earth as early as 3.8 billion years ago, but the question of how life came to be has puzzled scientists and philosophers since prehistoric times. In the 1950s, scientists successfully created biological molecules by recreating the atmosphere of primordial Earth in a bottle and shocking it with lightning. This and other experiments give clues to the origins of life.

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Since prehistoric times, people have pondered how life came to exist. This module describes investigations into the origins of life through history, including Louis Pasteur’s experiments that disproved the long-held idea of spontaneous generation and and later research showing that the emergence of biological molecules from a nonliving environment – or abiogenesis – is not only possible, but likely under the right conditions.

Key Concepts
  • Theories about the origins of life are as ancient as human culture. Greek thinkers like Anaximander thought life originated with spontaneous generation, the idea that small organisms are spontaneously generated from nonliving matter.
  • The theory of spontaneous generation was challenged in the 18th and 19th centuries by scientists conducting experiments on the growth of microorganisms. Louis Pasteur, by conducting experiments that showed exposure to fresh air was the cause of microorganism growth, effectively disproved the spontaneous generation theory.
  • Abiogenesis, the theory that life evolved from nonliving chemical systems, replaced spontaneous generation as the leading theory for the origin of life.
  • Haldane and Oparin theorized that a "soup" of organic molecules on ancient Earth was the source of life's building blocks. Experiments by Miller and Urey showed that likely conditions on early Earth could create the needed organic molecules for life to appear.
  • RNA, and through evolutionary processes, DNA and the diversity of life as we know it, likely formed due to chemical reactions among the organic compounds in the "soup" of early Earth.
Você sabia?

Did you know that scientists don’t need time travel to mimic conditions on Earth 4 billion years ago? Scientists who want to experiment in an environment like that of primordial Earth need only to visit volcanoes, which have chemical conditions similar to those on Earth long, long ago. That’s just what chemist David Deamer did in his research into the origins of life. Just as had happened in the lab, Deamer’s volcano experiments produced a necessary step toward the formation of living matter.

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Building on earlier experiments showing how life’s chemical building blocks could form from nonliving material on early Earth, this module explores theories on the next steps needed for life. These include the formation of long polymers, which then fold into complex macromolecules. The module describes experiments in an environment like that of primordial Earth, resulting in the spontaneous emergence of phospholipids, which could form into membranes, paving the way for RNA duplication and the eventual emergence of living cells.

Key Concepts
  • For life to occur, smaller molecules must join together and form polymers, which then fold into complex shapes. These large molecules are called macromolecules.
  • Simple membranes made of lipids may have served as nature’s test tubes, providing the enclosed environments necessary for RNA enzymes to develop.
  • The possible ancestor to living cells, liposomes, may have been created from phospholipids formed from the gases of Earth’s primeval atmosphere or from free fatty acids delivered to ancient Earth via meteorites.
  • To trigger abiogenesis, a system of molecules would need to develop the ability to copy themselves using polymers.
  • Protocells made of liposomes that exchanged fatty acids between their membranes possibly absorbed RNA enzymes and made copies of themselves, leading to the evolutionary development of living cells.
Você sabia?

Did you know that the theory of evolution did not begin with Charles Darwin? The idea of evolution was part of Western thought for more than 2,000 years before Darwin changed the world with his legendary book On the Origin of Species.

Resumo

The experiences and observations of Charles Darwin significantly contributed to his theory of evolution through natural selection. This module explores those influences and describes evolution as a force for biological change and diversification. The first in a series, it details how the theory challenged the cultural mindset of the time, including the effect of his major works: On the Origin of Species by Means of Natural Selection e Sexual Selection and the Descent of Man.

Key Concepts
  • Charles Darwin played a key role in supporting and explaining the theory of evolution through natural selection.
  • Darwin's skills of observation and ability to record data accurately allowed him to create a comprehensive model of the mechanism by which evolution occurs.
  • The theory of evolution through natural selection explains how all forms of life are related to one another genealogically, and emphasizes that variation within a species is the root for evolutionary change.
Você sabia?

Did you know that Darwin's experience with his ten children fueled his thinking about evolution? He theorized that some human behaviors, such as a young child's selfishness, were based upon instincts that were adaptations. These natural differences that always exist among individuals are at the heart of the principle of natural selection as the engine of evolutionary change.

Resumo

The second in a series discussing the work of Charles Darwin, this module takes a deeper look into the processes that led to Darwin's theory of natural selection and examines specific mechanisms that drive evolutionary change. Key points on which the idea of natural selection rests are outlined. Examples from Darwin's personal life shed light on his thinking about change within a species and the "struggle for existence."

Key Concepts
  • Variation within a species increases the likelihood that at least some members of a population will survive under changed environmental conditions.
  • The common characteristics of individuals within a population will change over time, as those with advantageous traits will come to be most common or widespread.
  • While evidence of evolution by natural selection exists, its effects cannot be predicted.
Você sabia?

Did you know that Charles Darwin preferred the phrase descent with modification over the simpler term evolução? In his groundbreaking book Na origem das espécies, Darwin chose his words very carefully. "Evolution" was used in different ways at the time, and Darwin wanted to convey the important concept that life forms descended from a common ancestor.

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Our understanding of the term evolução has changed significantly since Darwin's time. This module explains how Darwin's work helped to give evolution the meaning it has today. It details the concept of "descent with modification" that Darwin described with the one figure originally included in Origem das especies. The module discusses how this model revolutionized scientific thinking about the similarities and differences between and within species, laying the foundation for our current understanding of biodiversity.

Key Concepts
  • Darwin's theory of Descent with Modification shows how as organisms reproduce, slight changes create variation, which could lead to new species over time.
  • Darwin provided the first model that could logically account for biodiversity, explaining lineage and the small variations that distinguish one species from another, similar-looking one.
  • Darwin's work radically changed thinking regarding the Scale of Nature, a model that suggested that some species were naturally inferior to one another, and showed species evolved in response to environmental pressures, not because of some hierarchy of order.
Você sabia?

Did you know that there is a species of moth with a 12-inch long nectar-gathering tongue? Not by coincidence, this moth feeds on and pollinates a kind of orchid that has an 11-inch long nectar-producing tube. Nature abounds with examples of plants and animals that have adapted to their environment over time to ensure the survival of the species.

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This module introduces the concept of evolutionary adaptation. It follows the development of Charles Darwin's ideas on how species adapt to their environment in order to survive and reproduce. The difference between adaptation and natural selection is explained. With a look at penguins and other examples from nature, the module explores the processes that influence the diversity of life.

Key Concepts
  • Natural selection is the mechanism that explains Como as organisms change.
  • The structure of an organism and many of its features are directly related to the environment in which it lives.
  • Numerous environmental mechanisms, both naturally occurring and man-made, influence adaptive evolution.
Você sabia?

Did you know that people started classifying living things as early as 300 BCE? But our modern classification system officially began in the 18th century when Carolus Linneaus listed every plant and animal species known in the world – more than 12,000 in all. He produced one of the great works in the history of science, Systema Naturae, which we still use today.

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Modern taxonomy officially began in 1758 with Systema Naturae, the classic work by Carolus Linnaeus. This module, the first in a two-part series on species taxonomy, focuses on Linnaeus’ system for classifying and naming plants and animals. The module discusses the contribution of diverse cultures to the development of our modern biological classification and describes the historical development of a scientific basis for classifying species.

Key Concepts
  • Under Linnaeus's system, every species is known by a unique Latin-sounding genus and species name that distinguishes it from other species.
  • Linnaeus's work organized organisms into logical classes based on their appearance and characteristics, and thus provides a basis for comparing different species.
Você sabia?

Did you know that tiranossauro Rex could have been called Manospondylus gigas? The rules of scientific nomenclature usually dictate that when more than one name for a species is discovered has been given, the older one prevails. Luckily, common sense won out in the case of T. Rex, and this most famous dinosaur was allowed to keep the newer name that both scientists and the general public had become familiar with.

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Carolus Linnaeus, the “father of taxonomy,” developed a uniform system for naming plants and animals to ensure that each species has a unique name. This module outlines rules of forming two-term taxonomic names according to genus and species. The module gives examples of naming controversies and describes how they were resolved, including by bending the rules in regard to certain famous beasts.

Key Concepts
  • The system of binomial nomenclature was Linnaeus' response to the need of a clear, distinct naming of species that would be recognized around the world and reduce the chance of one species being known by multiple names.
  • Scientific names are always written in italics, with the genus capitalized and the species lowercase, and should sound as though they are Latin.
Você sabia?

Did you know that bones, stones, and tools are often all scientists have to go by to piece together the human family tree? This is the work of paleoanthropologists, who trace human ancestry by analyzing fossilized bones and teeth, tools made by the creatures, and the surrounding sediment and stones. Although pre-human fossils are rarely uncovered, any such find can give great insight into the evolution of humans.

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Paleoanthropology is the study of human ancestry through fossil remains and other evidence. This module explains how paleoanthropologists uncover and evaluate clues to the lineage to modern humans, tracing intermediate forms along the way since the time we diverged from our cousins, the great apes. Key discoveries are highlighted that shed light on the pathway of human evolution. The module describes different ideas through history about how the human family tree is constructed and which characteristics best define humanness.

Key Concepts
  • Paleoanthropology is the study of human ancestry through analysis of fossilized bones and teeth, the stones and sediments in which bones are buried, as well as the tools associated with those ancient creatures.
  • Charles Darwin first proposed that humans and apes shared a common ancestor in his 1871 publication A Descida do Homem.
  • Early researchers sought out an ape-man fossil, or a “missing link,” to make a clear lineage from ape to man. However, we know today that the human lineage branches like a tree with many human-like species in a few genera.
  • Key discoveries have helped to provide more detail on human evolution, such as Mary and Louis Leakey’s discovery of Homo habilis, but also brought up difficult questions of taxonomic classification.
Você sabia?

Did you know that only half of British children lived to age 21 in Charles Darwin’s time? Thanks to modern medicine and public health measures, most humans in developed countries now survive to adulthood. As survival constantly improves, natural selection is no longer a major force that shapes the human population. However, evolution will likely continue among humans due to other evolutionary forces at work.

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Some noted modern scientists have declared that human evolution is over. With advances in medicine and public health, natural selection is no longer a major shaping force for humans. Even so, it doesn’t mean that humans won’t evolve. This module explores the various directions that human evolution might take. Various influences on human evolution are discussed by way of specific examples, including artificial selection through surgical advances and how “bottlenecking” could affect the human gene pool if distant space colonies are formed in the future.

Key Concepts
  • Humans continue to evolve due to a variety of evolutionary forces: natural selection, artificial selection, genetic drift, and via transhuman breakthroughs.
  • Evolution is the gradual genetic change of a species over time due to unequal reproduction among members.
  • Natural selection is the phenomenon that rewards certain advantageous traits and punishes others through better or worse survival or reproduction. Natural selection is one of the forces that moves evolution forward.
  • Artificial selection is the selective breeding of animals or plants by humans to modify an organism.
  • Genetic drift is a change in the frequency of a population's genes and alleles over time, often by founder effects (when a small group of individuals relocate) or bottlenecking (when a large population is decimated, leaving a smaller group to repopulate).
  • Transhumanism is the idea that humans can evolve new physical and mental capabilities, particularly through the use of science and engineering.
Você sabia?

Did you know that the Piltdown Man hoax inspired the development of various scientific tests for authenticating paleoanthropological specimens? From the 1960s onward, scientists developed methods for more accurately finding both the date and geography of origin for materials.

Resumo

The Piltdown Man was once hailed as the "missing link" in the evolution of apes to humans. However, the discovery at Piltdown - human skull fragments, ancient mammal bones, and archaic tools - was an elaborate hoax. The deception took a long time to be revealed due to errors by the discoverers. They succumbed to confirmation bias by accepting any evidence that supported their discovery and rejecting any contradictory evidence.

Key Concepts
  • Confirmation bias is the tendency to accept any evidence that seems to support one’s belief while rejecting all evidence that is contrary.
  • The 1912 discovery of Piltdown Man was widely hailed as the discovery of the "missing link" between humans and apes, but was really an elaborate deception.
  • The hoax perpetrator buried ancient animal bones, flint tools, and both human and ape skull fragments in the English town Piltdown.
  • The discoverers of the Piltdown Man were so enthusiastic about their findings that they ignored contradictory evidence and failed to carefully test the bones.
  • By the 1940s the scientific community were skeptical of the Piltdown discovery and it was officially declared a hoax in 1953.
Você sabia?

Did you know people used to believe that fully formed miniature versions of offspring were contained in sperm cells? Early theories of reproduction were later disproven, but inheritance patterns remained a mystery until Gregor Mendel performed his groundbreaking experiments with pea plants in the 1800s.

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This module describes the experiments that resulted in Mendel's Laws of Inheritance. A look at specific traits in pea plants over generations shows how Mendel's research methods resulted in an understanding of dominant and recessive genes. Partial dominance is also discussed.

Key Concepts
  • Mendel determined that an organism inherits two copies of the genetic material that determines an individual's physical traits, one copy coming from each the male and female parent.
  • Mendel observed that for each trait, sometimes what is inherited from one parent masks what is inherited from the other. He called the hidden trait recessive and the expressed trait dominant.
  • Since the time of Mendel, other scientists have observed that not all traits are inherited with the simple dominant-recessive pattern incomplete dominance and co-dominance can result in a variety of phenotypes for some traits.
Você sabia?

Did you know that Gregor Mendel is known as the “Father of Genetics,” and yet his work was largely ignored by scientists during his lifetime? It was only when three scientists rediscovered Mendel’s work nearly 35 years after it was published that people came to appreciate its implications for the scientific understanding of inheritance.

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The power of Mendel’s scientific approach can be seen in the research that led to his Second Law. This module, the second in a series, provides details on Mendel's work with dihybrid crosses and independent assortment. The module describes tests that confirmed Mendel’s ideas about the random and independent segregation of genetic factors.

Key Concepts
  • Genetic markers randomly and independently segregate into a parent’s gametes, some of which are dominant over others.
  • The cross of two organisms that each possess multiple heterozygous pairs is called a dihybrid cross.
  • Dihybrid crosses result in a trait expression ratio of 9:3:3:1 – 9 with both traits dominant, 3 with trait one dominant and trait two recessive, 3 with trait one recessive and trait two dominant, and 1 with both traits recessive.
Você sabia?

Did you know that one of the most important discoveries in biology was made while a British army medical officer was trying to develop a vaccine for pneumonia after World War I? Although a vaccine for pneumonia still does not exist, Frederick Griffith discovered “transformation.” This means that organisms can be genetically reprogrammed into a slightly different version of themselves.

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This module is the first in a series that discusses the discovery, structure, and function of DNA. Key experiments are discussed: from Griffith’s discovery of genetic “transformation” to Avery, MacLeod, and McCarty’s determination of the “transforming agent” to confirmation by Hershey and Chase of DNA rather than protein as the genetic material.

Key Concepts
  • It required numerous experiments by many scientists to determine that DNA, and not protein, is the genetic material on which life is built.
  • DNA can be “transformed,” or genetically re-programmed, into a slightly different version of itself.
Você sabia?

Did you know that the precise combinations of just four nitrogen bases form the billions of nucleotides that make up our own unique DNA molecules? The information stored in the base sequence of a single DNA strand stores all of the genetic information in your body and gives us our individual genetic traits.

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Exploration of the structure of DNA sheds light on fascinating properties of the molecule. This module, the second in a series, highlights major discoveries, from the parts of a nucleotide - the building blocks of DNA - to the double helix structure of the DNA molecule. The module describes scientific developments that led to an understanding of the mechanism by which DNA replicates itself.

Key Concepts
  • DNA consist of two strands of repeating units called nucleotides each nucleotide is made up of a five-carbon sugar, a phosphate group, and a nitrogen base.
  • The specific sequence of the four different nucleotides that make up an organism's DNA gives that organism its own unique genetic traits.
  • The four nitrogen bases are complementary – adenine is complementary to thymine, cytosine is complementary to guanine – and the pairs form hydrogen bonds when the 5'/3' ends of their attached sugar-phosphate groups are oriented anti-parallel to one another.
Você sabia?

Did you know that DNA in a human body must make exact copies of itself not merely thousands of times, not millions of times, and not even billions of times, but staggeringly, more than a trillion times? Whether a yeast, a bacterium, or a human cell, every living cell must be able to copy all of its DNA with amazing accuracy.

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In the field of molecular biology, scientists examine how DNA encodes all the complexities of living things. This third module in the DNA series focuses in the process by which DNA is replicated. The module describes the DNA synthesis assay, where scientists were able to replicate DNA in a test tube. Advancements in understanding the features and properties of DNA replication are discussed.

Key Concepts
  • Once the structure of the DNA molecule was discovered, scientists could immediately envision a possible copying mechanism based on the rules of nucleotide-base pairing.
  • In order to study and observe DNA replication more directly, scientists in the 1950s devised techniques to perform DNA replication in a test tube, called the DNA synthesis assay.
  • By using the DNA synthesis assay, scientists were able to observe the features and properties of DNA replication and test various hypotheses about how the process works.
  • The process of DNA replication was identified by several teams of researchers all working together to break down the process into multiple steps that could more easily be studied individually.
Você sabia?

Did you know that blue eyes are the result of defective genes for pigment? Some recessive traits, like eye color, are harmless, while others are deadly. The way that genes translate into physical traits has to do with the particular enzyme that each type of gene makes, a discovery that was made by two scientists by way of the mutant bread mold they created, winning them the Nobel Prize in 1958.

Resumo

Through a look at the devastating Tay-Sachs disease and other hereditary conditions, this module explores the connection between genes and enzymes. The role of dominance vs. recessivity is examined. The module traces developments in our understanding of gene expression, starting with a rediscovery of Mendel’s laws of inheritance and built upon by the pioneering work of later scientists. The module introduces the Central Dogma of molecular biology, which is the one-way process of using DNA to make RNA and RNA to make proteins.

Key Concepts
  • Genes cannot be used directly by organisms. The information stored in genes must be used to make products, such as enzymes, that cells need to perform different functions. Expressão genetica is the chemical pathway from genes to the gene products, such as proteins, that organisms can use.
  • Since organisms have two genes for everything, even If one gene of a pair produces a defective enzyme or no enzyme at all, the other gene in the pair will make enough enzyme to do its job. Only an individual with two genes for a defective enzyme will actually show the recessive trait, such as an inherited disease or condition, blue eyes, or a recessive peapod shape.
  • In the mid-1900s, George Beadle and Edward Tatum showed that a defective gene leads to a defective enzyme. Their “one gene, one enzyme” hypothesis was later expanded to “one gene, one RNA."
  • o Código genético is the set of rules that combines amino acids to form polypeptides and is nearly the same for all life-forms on Earth.
  • The genetic code is not a way for cells to translate genetic information in DNA directly into chains of amino acids to make proteins. Rather, RNA molecules must be made as intermediaries along the way from DNA to the polypeptides that fold into proteins.
  • Genetic information moves in one direction, from DNA to RNA to protein. This is known as the Central Dogma of molecular biology.
Você sabia?

Did you know that DNA testing of 50,000-year-old bones showed that the original Neanderthal man did not descend from the same mother as modern humans? However, male lineage tests revealed that 8% of the non-African human gene pool consists of Neanderthal DNA. Certain genetic sequences called haplotypes are passed on only by males or by females, so to get a complete picture of the ancestry of a population, scientists generate one family tree based on the male line and another based on the female line.

Resumo

Using genetic markers passed down through the male or female line, scientists can construct family trees going back thousands of years. This module introduces haplotypes – genetic sequences that we inherit from only one parent. As an example, the module looks at the degree of interbreeding between now-extinct Neanderthals and modern humans as determined through an analysis of Y-chromosome haplotypes (male lineage) and mitochondrial DNA haplotypes (female lineage).

Key Concepts
  • Haplotypes are genetic sequences that we inherit from only one parent. There are two types: Y-chromosomes, inherited from your father, and mitochondrial DNA, inherited from your mother.
  • Y-chromosome haplotypes are subject to random mutation and the discovery of numerous different haplotypes led scientists to construct the Y-chromosome family tree.
  • Mitochondria are organelles in all eukaryotic cells and have some of their own DNA. All of your mitochondria come from your mother and help to build a mtDNA family tree.
  • The most recent common ancestor (MRCA) is someone who exists in everyone's family tree.
  • When scientists study populations of a given ethnic group, they generate one family tree based on the populations' Y-chromosomes and another one based on mtDNA.
  • When constructing family trees, often an ancestor will appear in multiple places - this is a phenomenon known as pedigree collapse.
Você sabia?

Did you know that elephant seals in the Northern Pacific have a signature asymmetrical face that is extremely rare among other populations of elephant seals? This is because an evolutionary force called a bottleneck event acted upon their gene pool. Other forces can work to change the gene pool of a population, such as natural selection, gene flow, and the founder effect, among others.

Resumo

Changes in the genetic makeup of a population affect the incidence of certain traits and diseases within the population. Beginning with a look at the abnormally high rate of a dangerous health condition in US Amish communities, this module explores forces that affect a population's gene pool. Among them are natural selection, gene flow, and two types of genetic drift: founder effects and bottleneck events. The Harvey-Weinberg Equilibrium equation is presented along with sample problems that show how to calculate the frequency of specific alleles in a population.


Year 11 Biology

investigate different cellular structures, including but not limited to:
– examining a variety of prokaryotic and eukaryotic cells (ACSBL032, ACSBL048)
– describing a range of technologies that are used to determine a cell’s structure and function

Lesson 2 | Technologies

investigate different cellular structures, including but not limited to:
– describing a range of technologies that are used to determine a cell’s structure and function

Lesson 3 | Observing cells

investigate a variety of prokaryotic and eukaryotic cell structures, including but not limited to:
– drawing scaled diagrams of a variety of cells (ACSBL035)

Lesson 4 | Cell organelles

investigate a variety of prokaryotic and eukaryotic cell structures, including but not limited to:
– drawing scaled diagrams of a variety of cells (ACSBL035)
– comparing and contrasting different cell organelles and arrangements
– modelling the structure and function of the fluid mosaic model of the cell membrane (ACSBL045)

Lesson 5 | Prokaryotic and eukaryotic cells

investigate different cellular structures, including but not limited to:
– examining a variety of prokaryotic and eukaryotic cells (ACSBL032, ACSBL048)

investigate a variety of prokaryotic and eukaryotic cell structures, including but not limited to:
– comparing and contrasting different cell organelles and arrangements

Lesson 6 | Comparing different cells

investigate a variety of prokaryotic and eukaryotic cell structures, including but not limited to:
– comparing and contrasting different cell organelles and arrangements


Assista o vídeo: Jak zbudowane jest DNA? (Novembro 2021).