Scheme vizuale — Biologie
Proba E.d) | Științele Naturii
Scheme vizuale pentru BAC
Diagrame pas-cu-pas pentru procesele biologice esențiale. Click pe o schemă pentru a o extinde.
Intrări
- Lumină (fotoni)
- H₂O
- ADP + Pi
- NADP⁺
Ieșiri
- ATP
- NADPH
- O₂ (eliminat)
Fotoliza apei → O₂ liber; energia luminii → ATP și NADPH prin lanțul de transport al electronilor.
Intrări
- CO₂ (din aer)
- ATP
- NADPH
Ieșiri
- Glucoză (C₆H₁₂O₆)
- ADP + Pi
- NADP⁺
CO₂ fixat pe RuBP (C₅) → G3P → glucoză. Nu necesită lumină directă.
De reținut la examen
- Cloroplastul = organitul fotosintezei
- O₂ provine din fotoliza H₂O, NU din CO₂
- Faza luminoasă → tilacoide; Calvin → stromă
Intrări
- Glucoză (C₆)
- ADP + Pi
- NAD⁺
Ieșiri
- 2× Piruvat (C₃)
- 2 ATP (net)
- 2 NADH
Glucoza (6C) → 2 piruvat (3C). Nu necesită O₂. Producere netă: 2 ATP.
Intrări
- 2× Acetil-CoA (C₂)
- NAD⁺
- FAD
- ADP
Ieșiri
- 4 CO₂
- 6 NADH
- 2 FADH₂
- 2 ATP
Piruvat → Acetil-CoA (CO₂ eliminat) → ciclul Krebs produce CO₂, NADH, FADH₂.
Intrări
- 10 NADH
- 2 FADH₂
- O₂
Ieșiri
- 34 ATP
- H₂O
NADH și FADH₂ cedează electroni → gradient de H⁺ → ATP-sintetaza → ATP. O₂ = acceptorul final de electroni → H₂O.
De reținut la examen
- Glicoliza = citoplasmă, fără O₂, 2 ATP
- Krebs = matricea mitocondriei, produce NADH/FADH₂
- Lanț respirator = criste, 34 ATP, O₂ → H₂O
- Total: 38 ATP per glucoză
Intrări
- Celulă mamă (2n)
Ieșiri
- ADN replicat (4n conținut)
Faza G1 (creștere) → Faza S (replicarea ADN) → Faza G2 (pregătire). Cromozomii se dublează → cromatide surori.
Intrări
- Cromatina dispersată
Ieșiri
- Cromozomi condensați vizibili
- Fusul de diviziune format
Cromozomii se condensează (vizibili la microscop). Nucleolul dispare. Fusul mitotic se formează (din centrioli la celule animale).
Intrări
- Cromozomi condensați
Ieșiri
- Cromozomi aliniați la ecuator
Cromozomii se aliniază la placa ecuatorială (metafazică). Fibrele fusului se atașează la centromeri.
Intrări
- 46 cromozomi cu 2 cromatide
Ieșiri
- 92 cromatide trase spre poli (46 la fiecare pol)
Centromerii se clivează → cromatidele surori se separă și sunt trase spre polii opuși. Celula se alungește.
Intrări
- 92 cromatide separate
Ieșiri
- 2 celule fiice identice (2n)
Învelișul nuclear se reface. Cromozomii se decondensează. Citokineza: placa celulară (plante) sau șanț de clivaj (animale) → 2 celule identice.
De reținut la examen
- PMAT: Profaza, Metafaza, Anafaza, Telofaza
- Metafaza = cromozomi la ecuator (cel mai bun moment pentru cariotip)
- Anafaza = cromatide surori se separă spre poli opuși
- Rezultat: 2 celule diploide identice
Intrări
- Celulă (2n) cu ADN replicat
Ieșiri
- Crossing-over (schimb genetic)
Cromozomii omologi se perechiază (sinapsis → bivalenți). Crossing-over = schimb de segmente între cromatide non-surori → recombinare genetică. CEA MAI LUNGĂ FAZA.
Intrări
- Bivalenți (perechi de omologi)
Ieșiri
- 2 celule (n) cu cromozomi dubli
Metafaza I: bivalenții la ecuator. Anafaza I: cromozomii omologi separați (NU cromatidele!) → reducerea numărului de cromozomi. Telo I: 2 celule cu n cromozomi dubli.
Intrări
- 2 celule (n, cromozomi dubli)
Ieșiri
- 4 celule haploide (n)
Fără replicarea ADN între Meioza I și II. Cromatidele surori se separă (ca în mitoză) → 4 celule haploide (gameți).
De reținut la examen
- Meioza I = reducțională (2n→n); Meioza II = ecuațională (n→n)
- Crossing-over în Profaza I → diversitate genetică
- Anafaza I: omologii se separă (NU cromatidele)
- La om: 46 → 23 cromozomi în gameți
Intrări
- Stimul extern sau intern
Ieșiri
- Impuls nervos (potențial de acțiune)
Receptorul detectează stimulul (presiune, temperatură, durere) și generează un potențial de acțiune.
Intrări
- Impuls de la receptor
Ieșiri
- Impuls spre centrul nervos
Neuronul senzorial (aferent) conduce impulsul de la receptor spre centrul nervos (măduvă/creier). Corpul celular în ganglionul spinal.
Intrări
- Impuls senzorial
Ieșiri
- Răspuns motor
Integrarea impulsului. La reflexe spinale (ex: patelar): procesare doar în măduvă, fără implicarea creierului → răspuns extrem de rapid.
Intrări
- Comanda motoră
Ieșiri
- Impuls spre efector
Neuronul motor (eferent) conduce comanda de la centrul nervos spre organul efector.
Intrări
- Impuls motor
Ieșiri
- Răspuns (contracție / secreție)
Efectorul execută răspunsul: mușchiul se contractă (reflex motor) sau glanda secretă (reflex secretor).
De reținut la examen
- 5 componente: receptor, aferent, centru, eferent, efector
- Reflexele spinale (patelar, retragere) NU trec prin creier
- Reflex necondiționat = înnăscut; condiționat = dobândit (Pavlov)
- Calea aferentă = senzorială (spre centru); eferentă = motorie (de la centru)
Intrări
- Sânge venos din vene cave → AD
- Sânge oxigenat din vene pulmonare → AS
Ieșiri
- Umplerea atriilor și parțial a ventriculilor
Durata: ~0,4 s. Toate camerele relaxate. Valvele atrio-ventriculare (mitralã, tricuspidã) se deschid pasiv → sângele umple ventriculii.
Intrări
- Impuls de la nodul sinoatrial (SA)
Ieșiri
- Sânge pompat în ventriculi (completare umplere)
Durata: ~0,1 s. Nodul SA (pacemaker natural, AD) generează impulsul → atrii se contractă → 20-30% din umplerea ventriculară. Valvele AV rămân deschise.
Intrări
- Impuls prin nodul AV → fascicul His → fibre Purkinje
Ieșiri
- VD → artera pulmonară (plămâni)
- VS → aortă (corp)
Durata: ~0,3 s. Cea mai importantă fază. VS pompează ~70 mL (Vs) la ~120 mmHg. Valvele AV se închid (zgomotul I al inimii — "lub"). Valvele semilunare se deschid.
De reținut la examen
- FC normală: 60–100 bpm (0,8s/ciclu)
- Nodul SA = pacemaker natural (AD)
- Sistola ventriculară = pomparea efectivă (TA sistolică = 120 mmHg)
- Zgomot I (lub) = valvele AV se închid; Zgomot II (dub) = semilunare se închid
Intrări
- Glucoză absorbită din intestin
- Glicemie > 110 mg/dL
Ieșiri
- Celulele β secretă INSULINA
Glicemia ridicată stimulează direct celulele β ale insulelor Langerhans → insulina eliberată în sânge.
Intrări
- Insulina (din celule β)
Ieșiri
- ↑ captare glucoză în celule
- ↑ glicogenogeneză (glucoză→glicogen)
- ↑ lipogeneză
Insulina → receptori celulari → GLUT4 se mută la membrană → glucoza intră în celule. Ficatul și mușchii stochează glucoza ca glicogen. Glicemia scade la normal.
Intrări
- Glicemie < 70 mg/dL
- Efort fizic intens
Ieșiri
- Celulele α secretă GLUCAGON
Glicemia scăzută stimulează celulele α → glucagon eliberat în sânge. Stresul și adrenalina potențează efectul.
Intrări
- Glucagon (din celule α)
Ieșiri
- ↑ glicogenoliză (glicogen→glucoză)
- ↑ gluconeogeneză (aminoacizi/lipide→glucoză)
Glucagonul → activare fosforilazei hepatice → glicogen descompus → glucoza eliberată în sânge. Glicemia crește la normal.
De reținut la examen
- Insulina (β) ↓ glicemia; Glucagon (α) ↑ glicemia — antagonism direct
- Feedback negativ: glicemia reglează direct secreția hormonală (fără ax hipofizar)
- Diabet tip I: celule β distruse (autoimun) → insulina 0
- Diabet tip II: rezistență la insulină (receptorii nu răspund)
Intrări
- Antigen (bacterie, virus, toxina)
Ieșiri
- Antigen preluat de celule dendritice/macrofage (CPA)
Celulele prezentatoare de antigen (CPA) fagocitează antigenul, îl prelucrează și prezintă epitopii pe MHC II la suprafața lor.
Intrări
- CPA prezintă Ag pe MHC II
- Limfocit Th naiv
Ieșiri
- Th activat → secretă citokine (IL-2, IL-4)
Limfocitul Th (CD4⁺) recunoaște complexul Ag-MHC II → activare → proliferare clonală → secreție de citokine care coordonează tot răspunsul.
Intrări
- Citokine Th
- Antigen direct pe limfocit B
Ieșiri
- Plasmocite → anticorpi specifici
- Celule B de memorie
Limfocitele B activate de citokine Th + antigen → proliferare → diferențiere: plasmocite (secretă IgM, apoi IgG) + celule de memorie (răspuns secundar rapid).
Intrări
- Citokine Th (IL-2)
- Ag pe MHC I al celulelor infectate
Ieșiri
- Tc activați → distrug celulele infectate prin perforine + granzime
Tc (CD8⁺) recunosc Ag pe MHC I (toate celulele nucleate) → citotoxicitate: perforine perforează membrana + granzime induc apoptoza. Esențial pt. infecții virale și cancer.
Intrări
- Eliminarea antigenului
Ieșiri
- Celule B și T de memorie (persistă ani-decenii)
După eliminarea antigenului, celulele de memorie persistă. La re-expunere: răspuns secundar rapid (1–3 zile vs. 7–14 zile primar), mai puternic, IgG predominant. Baza vaccinării.
De reținut la examen
- Th (CD4⁺) = orchestratorul (coordonează B și Tc prin citokine)
- Imunitate umorală = anticorpi (anti-bacterii, toxine, virusuri extracel.)
- Imunitate celulară = Tc (anti-celule infectate viral, tumori, transplant)
- HIV distruge Th → colapsul ambelor brațe imune → SIDA
Intrări
- Progesteron scăzut (corp galben involuat)
Ieșiri
- Descuamarea endometrului → sângerare
Lipsa progesteronului → vasoconstricție → ischemia endometrului → descuamare. Concomitent FSH începe să crească → inițierea maturării unui nou folicul.
Intrări
- FSH ↑ (hipofiza)
Ieșiri
- Folicul dominant maturat → estrogen ↑
- Endometrul se regenerează și se îngroașă
FSH stimulează maturarea foliculilor ovarieni. Foliculul dominant secretă estrogen crescând → feedback pozitiv pe LH (la niveluri înalte).
Intrări
- Estrogen ↑↑ → peak LH (feedback pozitiv)
Ieșiri
- Ovocit secundar eliberat → captat de trompă
Peak LH (cel mai înalt nivel) → ruptura foliculului matur → ovulație. Ovocitul II (n, blocat în metafaza II) este captat de pavilionul trompei uterine.
Intrări
- LH menținut → corp galben activ
Ieșiri
- Progesteron ↑ + estrogen moderat
- Endometrul se îngroașă maxim (pregătire implantare)
Foliculul rupt → corp galben → secretă progesteron + estrogen. Endometrul secretor, vascularizat → ideal pentru implantare. Dacă NU e fecundare: corpul galben involuează → progesteron ↓ → menstruație (ziua 1).
De reținut la examen
- Zi 14 = ovulație (peak LH)
- Corp galben = progesteron (faza luteală); menținut de HCG dacă există sarcina
- Fără sarcina: corp galben involuează → progesteron ↓ → menstruație
- HCG (din embrion) detectat în testele de sarcina din ziua 10–14