Bio - Ekologie 02

• VALENCE
  • základem organismu je buňka, kt. vznikla z molekul, z několika buněk se vytvoří jedinec, více jedinců je společnost, více spol. je ekosystém
  • prostředí je bud v minimu, maximu nebo optimu
  • Liebigův zákon minima = faktor prostředí kt. je v minimu život organismus omezuje
    • (maximum je např. vysoká nadmořská výška, nebo hodně slunce, ..)
  • Působení prostředí na organismus
    • abiotické faktory: světlo, teplo, voda, vzduch, půda, minerální složky
    • biotické faktory: produkty organismů(odpady z těl) a pod
    • podmínky nikdy nejsou stejné, organismus se musí adaptovat
  • Ekologická valence = rozmezí podmínek prostřední v níž organismus může exist.
    • (jinými slovy rozmezí podmínek za kterých můžeme žít, rozmezí vymezeno hranicemi kterými jsou minimum, optimum, maximum)
      • minimum = nejnižší podmínky za kt. mohu přežít
      • maximum = nejvyšší mez při kt. ještě mohu žít
      • optimum = nejlepší podmínky při kt. může organismus žít
  • ekologická valence vymezuje toleranci organismů:
    • 1. druhy s úzkou ekol. valencí neboli stenoekní = druhy s malou tolerancí (tropické rostliny, řasy na ledovcích, pstruzi, raci, lišejníky )
      • tyto druhy slouží jako bioindikátory (pstruzi ve vodárnách)
    • 2. druhy s širokou ekologickou valencí - euryekní či euryvalentní = snášejí kolísání faktorů, např. druhy žijící v širokém teplotním rozmezí (kopřiva,pampeliška)
      • jsou adaptabilní
      • adaptací na různé podmínky vznikají různé ekotypy např. smrku stepilého – adaptoval se jak na Šumavě tak v Krkonoších.
    • limitující faktor - složka kt. v urč. prostřední může nejsnadněji vybočit z ekol.valence.
      • = kyslík ve vodě, voda na povrchu.
    • žádný s faktorů by neměl překročit hranici ekologické valence čili liebigův zákon, jinak by došlo k úhynu

• Areál
  • = územní areál, soubor stanovišť druhů na zemi
  • kde žije, kde se rozmnožuje
  • důležitá velikost areálu
  • kosmopolitní org. = rozšířené široce org. (potkan, pampeliška)
    • makro, mezo, mikro areály
  • existují tropické areály (bahník – dvojdyšná ryba) → studie
  • endemické areály (kiwi – NZ)
  • synantropní organismy = doprovázejí člověka (org.) a jeho sídla (myš domácí)
    • a) původní a.
    • b) druhotní a. = zavlečení živočicha, často škodí
    • A) souvislé
    • B) nesouvislé
  • prostor ke křížení
  • areálové mapy
  • RELIKT = zbytek druhu na určitém území (ostružiník moruška v Krkonoších glaciální relikt)
    
    
• ABIOTICKÉ podmínky života = neživé přírody
  • ovlivňují život organismu
  • soubor abiotických podmínek = biotop
    • a) klimatické podmínky – světlo, teplo, srážky,...
    • b) edafické podmínky – půdní podmínky (vlhkost, pH)
    • c) topografické podmínky – geografická poloha, nadmořská výška, reliéfy
  • reliéf = zajímá se o něj geografie – (makroklima – velké území, mikroklima)
  • půdní prostředí, les, skály
• A) Sluneční záření → světlo
  • = hlavní zdroj energie, světla, tepla
  • dopadá sluneční záření o určité vlnové délce
  • UV záření → 90 % zachytí ozonová vrstva

Bio - Ekologie 01

• = (z řec. euko = sídlení, logie = věda)
• = zabývá se vztahy mezi organismy a prostředním a vztahy mezi organismy v prostředí
• = vztah živočichů k organickému i anorganickému prostředí
• enviromentální výchova = vše co se vztahuje k přírodě
• zakladatel = Ernst Haeckel (1866)
• samostatný obor až ve 20. století → narušení přírody
• rozdělení:
  • 1) podle skupiny organismů (bakterií, rostlin, živočichů)
    • podle systematických skupin → antropoekologie (člověk)
  • 2) podle úrovně ekologických vztahů
    • a) autekologie = ekologie jednotlivých druhů, studuje vztah jedince (druhu) k prostředí

• b) demekologie = studuje vztahy mezi populacemi a prostředím
• c) synekologie = vztahy na úrovni společenstev a ekosystémů
• 3) rozdělení dle prostředí, kde organismy žijí:
  • ekologie vod
  • ekologie lesa
  • ekologie půdy
  • krajinná ekologie = zahrnuje předchozí tři druhy
• Základní ekologické pojmy:
  • biotop = místo, které organismům (společenstvu) poskytuje podmínky pro život, je charakterizován geologickou polohou, klimatem, půdní a hydrologické faktory = neživé faktory (abiotické)

• stanoviště (lokalita, naleziště) = topograficky vymezené místo výskytu, jedinec tam nemusí výt trvale
• areál = prostor zeměpisného rozšíření druhu na zemi (tučňáci → Antarktida)
• populace = soubor jedinců téhož druhu žijících na určitém území v určitém čase
• biocenóza (společenstvo) = soubor jedinců různých druhů na určitém biotopu
• fytocenóza = rostlinné společenstvo
• zoocenóza = živočišné společenstvo
• ekosystém = soubor organismů a jejich prostředí
• ekologická nika = místo a funkční zařazení organismu v ekosystému (potravinová nika, prostorová nika)
• biom = soubor podobných ekosystémů (deštný prales)
• biosféra = soubor všech organismů na zemi
• organismus = otevřená soustava, mezi prostředím a organismem probíhá výměna látek a energie
• Základní znaky života:
  • 1) podobné chemické složení (org. a anorg. látky)
  • 2) buněčná organizace (dělení biomembránou)
  • 3) metabolismus (přeměny látek na energii)
  • 4) dráždivost (vnímání podnětů z vnějšího prostředí)
  • 5) rozmnožování
  • 6) dědičnost
  • 7) evoluce (přizpůsobení)
  • 8) schopnost autoregulace (zpětná vazba, usměrnění procesů)
    • viry většinu těchto vlastností nesplňují (mohou žít jen v buňce)

Bio - Genetika 02

Znaky, které přijímáme od rodičů, mohou být morfologické (tvary, rozměry), funkční (schopnost a míra schopnosti), psychické, biochemické (kvalitativní – barva očí a kvantitativní – velikost).

Soubor znaků se nazývá fenotyp.

Soubor genů se nazývá genotyp.

Od rodičů dostáváme vlohy, geny. Gen nese informaci o tvorbě bílkoviny.

Lokus je úsek DNA, který obsahuje jeden gen, z nichž se skládá chromozomová mapa.

Proteosyntéza – tvorba bílkovin.

Alela je konkrétní forma genu.

Každý gen je v somatické lidské buňce zastoupen dvěma alelami – tvoří tak alelový pár. V pohlavní buňce je pouze jedna alela genu.

AA homozygot

Aa heterozygot

Vztahy mezi alelami:

úplná dominance a recesivita

neúplná dominance a recesivita

kodominance

Soubor genů v jedné buňce je genom, v organismu genotyp, v populaci genofond.

Na geny velkého účinku má prostředí malý vliv.

Genů malého účinku musí být víc, aby se prosadily.

a) Geny můžeme dělit na strukturní – podle nich se tvoří mRNA (mediátorová) a následné bílkoviny a z toho vznikne znak organismu.

b) Vytvořené geny podle regulačních bílkovin, ovlivní expresi genů.

c) Geny pro RNA, tyto řídí syntézu tRNA a rRNA.

Bio - všechno co jste chtěli vědet o genetice a báli jste se zeptat

Genetika

genetika = nauka o dědičnosti a proměnlivosti organismů

dědičnost = schopnost organismů uchovávat soubory genetických informací a předávat je svým potomkům

zabezpečuje stálost druhu

způsobuje podobnost a rozmanitost

proměnlivost = schopnost org. měnit vlastnosti, máme ji díky adaptaci org. v určitém prostředí

vloha = gen, informace pro utvoření určité vlastnosti org., je to biochemický znak

gen = úsek DNA, nese informaci o tvorbě bílkovin

bílkovina = stavební látka

enzym = řídí průběh metabolismu

lokus = úsek DNA, který obsahuje jen jeden gen, určení lokusů jednotlivých genů vznikne chromozomová mapa

alela = je konkrétní forma genu, gen může mít jednu nebo více alel

Molekulární základy dědičnosti

Nukleonové kyseliny

molekuly nukleonových kyselin = nositelé genetické informace

tvořeny řetězci vzájemné spojených nukleotidů

jsou složkou prakticky všech buněk

objeveny r. 1868, izolovány koncem 19. století

struktura objasněna r. 1953 Watsonem a Crickem, 1962 Nobelova cena

2 základní typy nukleových kyselin:

a) kyselina deoxyribonukleová (DNA) = obsažena v jádrech všech eukaryotických buněk

(u prokaryotických volně v cytoplazmě)

základní genetický materiál většiny organismů

slouží k uchování genetické informace

b) kyselina ribonukleová (RNA) = zajišťuje přenos genetické informace z DNA do struktury bílkovin

v organismech je přítomna v několika typech:

1) m-RNA (mediátorová RNA) = obsahuje přepis informací z DNA o primární struktuře bílkovinné molekuly, je matricí pro syntézu (vzorem) bílkovin

nachází se v chromozomu

2) r-RNA (ribozomová RNA) = součástí ribozomů, v nichž probíhá proteosyntéza

3) t-RNA (transferová RNA) = přenáší aminokyseliny z cytoplazmy na místo syntézy bílkovin (ribozomy), kde jsou spojovány do polypeptických řetězců

pro každou aminokyselinu existuje alespoň jedna t-RNA

odlišnost DNA a RNA

a) liší se přítomností cukerné složky

DNA: 2-deoxy-D-ribóza

RNA: D-ribóza

b) dusíkatými bázemi

DNA: thymin

RNA: uracil

nukleotid = základní stavební jednotka makromolekulárních nukleových kyselin

složení nukleotidu:

a) cukerná složka = pentóza (monosacharid s 5 uhlíky)

b) dusíkatá báze = navázána na cukernou složku

existují 4 typy (podle nich rozlišujeme 4 typy nukleotidů):

1) adenin (A)

2) guanin (G)

3) cytosin (C)

4) thymin (T) … pouze v DNA

5) uracil (U) … pouze v RNA

c) zbytek kyseliny trihydrogenfosforečné = jejím prostřednictvím jsou navázány jednotlivé nukleotidy

primární struktura NK = pořadí jednotlivých nukleotidů spojených v polynukleotidový řetězec

určuje genetickou informaci organismu

sekundární struktura NK = dána prostorovým uspořádáním polynukleového řetězce

molekula DNA – tvořena 2 polynukleotidovými řetězci (je dvouvláknová) stočenými do dvoušroubovice

spojení mezi vlákny dvoušroubovice DNA je realizováno vodíkovými vazbami mezi bázemi obou řetězců

k vazbě mezi určitou dvojicí bází dochází na základě komplementarity

molekula RNA – tvořena 1 polynukleovým řetězcem (je jednovláknová)

komplementární báze = vzniká mezi nimi vazba:

a) cytosin + adenin … C+A

b) adenin + thymin nebo uracilem … A+T (u DNA) nebo U (u RNA)

pořadí nukleotidů v jednom řetězci přímo určuje primární strukturu druhého řetězce (jeho matrici)

adenin a guanin = purinové báze, odvozené od purinu (2 kondenzované cykly)

spojeny 2 vodíkovými vazbami

cytosin, thymin a uracil = pyrimidinové báze, od pirimidinu (6členný, 2heteroatomy)

C + G spojeny 3 vodíkovými vazbami

Genetický kód

genetická informace = zapsaná ve struktuře DNA jako sled 4 typů nukleotidů (A, U, G, C)

každá z 20 proteinogenních aminokyselin (ze kterých se v b. tvoří bílkoviny) je kódovaná kombinací 3 po sobě následujících bází (nukleotidů)

začlenění každé aminokyseliny do vznikajícího polypeptidu je tedy určeno vždy trojicí = tripletem nukleotidů, které nazýváme kodony

genetický kód = soustava biologicky podmíněných pravidel, podle kterých jsou k jednotlivým kodonům přiřazovány určitě proteinogenní aminokyseliny

pořadí nukleotidů v NK tak řídí pořadí aminokyselin v molekule bílkoviny

v molekule NK jsou 4 typy nukleotidů, jejichž vzájemnými kombinacemi může vzniknout 64 (4na3) různých kodonů, pro něž platí:

1.) každý triplet kóduje jen 1 aminokyselinu

2.) genetický kód je degenerovaný = tzn. stejná aminokyselina může být kódována i několika různými triplety (64 tripletů, 20 proteinogenních aminokyselin)

3.) genetický kód je univerzální = tzn. u všech org. mají jednotlivé kodóny tentýž kódovací smysl

terminační kodony (UAA, UAG, UGA) = nekódují aminokyselinu, zakončují řetězec polypetidu

iniciační kodony (AUG) = začíná řetězec

Přenos genetické informace

přenos gen. inf. z mateřských b. do dceřiných je umožněn schopností DNA se replikovat a tvořit dceřiné molekuly, které jsou předávány do dceřiných b. pro mitotickém dělení

exprese genu = vyjádření gen. inf. proteosyntézou (syntézou bílkovin), tzn. vyjádření primární struktuře bílkovin

proteosyntéza probíhá ve 2 stupních:

1) transkripce = inf. z DNA se přepíše do m-RNA

probíhá především v buň. jádře, ale i v organelách, kt. obsahují DNA (např. mitochondrie)

2) translace = podle inf. v m-RNA se syntetizují bílkoviny, probíhá na ribozomech

pořadí aminokyselin v polypeptidovém řetězci je určeno pořadím nukleotidů v m-RNA

I.) replikace DNA

= vznikají z 1 molekuly DNA 2 strukturně shodné molekuly dceřiné

= z původní molekuly DNA vznikají 2 dvouř. dceřiné molekuly, ve kt. 1 ř. pochází z původní mateřské molekuly DNA a druhá je nově vytvořená

základním enzymem nutným pro replikaci DNA je DNA-polymeráza = katalyzuje tvorbu vazeb mezi nukleotidy

k replikaci DNA dochází v tzv. S (syntetické) fázi mitotického dělení

a) rozvinutí a uvolnění jednotlivých řetězců šroubovice DNA, zanikají H vazby mezi bázemi nukleotidů

b) polynukleotidové ř. slouží jako vzory (matrice), ke kt. se na základě komplementarity přiřazují volné nukleotidy

c) jednotlivé nukleotidy se mezi sebou spojují vazbami a vytvoří nový polynukleotidový ř., jehož pořadí nukleotidů je komplementárně určeno pořadím nukleotidů v matricovém ř.

Př.1:

DNA: CACCGTACAG

DNA: GTGGCATGTC

Př.2:

DNA: AGA CAA CGA

RNA: UCU GUU GCU

Př.3:

Jeden z řetězců DNA má tyto nukleotidy. Jaké je pořadí nukleotidů v úseku řetězce?

AGT A C C G A T – mateřská buňka

TCA T G G C T A – dceřiná buňka

II.) transkripce DNA

= přepis gen. inf. z DNA do m-RNA

katalyzátor reakce = RNA-polymeráza

a) nejprve dochází k rozvolnění dvoušroubovice DNA

b) 1 ř. DNA slouží jako matrice, k jednotlivým nukleotidům DNA (=deoxyribonukleotidy) se na základě komplementarity přiřazují volné nukleotidy RNA (=ribonukleotidy)

c) nukleotidy RNA jsou spojeny vazbami a vytvoří souvislý polyribonukleotidový ř., kt. se prodlužuje a postupně se od molekuly DNA odděluje, opouští jádro a napojuje se na ribozomy

(na rozdíl od replikace se při transkripci páruje adenin z DNA s uracilem z RNA (A+U)

DNA: A+T

mRNA: A+U

III.) translace

= překlad gen. inf. z pořadí nukleotidů v m-RNA do pořadí aminokyselin v polypeptidickém ř. prostřednictvím gen. kódu

proces syntézy bílkovin podle inf. obsažené v molekulách m-RNA

aminokyseliny jsou na místo syntézy (do ribozomů) transportovány pomocí

t-RNA

druh aminokyseliny určuje kodon (=triplet) = 3 za sebou následující báze v m-RNA

ke každému kodonu je komplementární antikodon

každá t-RNA je specifická pro určitou aminokyselinu

fáze translace:

a) m-RNA opustí jádro a dostane se do kontaktu s ribozomy v cytoplazmě

b) na ribozomu se k jednotlivým kodonům připojí antikodony molekuly t-RNA a na ribozomech se seřazují aminokyseliny do pořadí určené pořadím v m-RNA

c) vytvoří se bílkovina

Př.1:

DNA: CAC

replikace: GTG

transkripce: CAC

translace: GUG

Př.2:

DNA: CGT

replikace: GCA

transkripce: CGU

translace: GCA

Bi - genetika

Genetika

DNA je z nukleotidů, ten je z 2-deoxy-D-riboza, obsahuje dusíkaté báze – pyrimidinové (cytosin, tymin, uracil), purinové báze (adenin, gvanin), zbytek kyseliny fosforečné H₃PO₄.

Molekula DNA je ze dvou polynukleotidových řetězců.

Vodíkové vazby mezi bázemi.

Stavba molekuly DNA – Watson a Crik přišli na její stavbu, základem je cukrofosfátový řetězec, částice deoxyribózy jsou propojeny fosfodiesterovou vazbou přes fosfátové skupiny.

DNA obsahuje purinové báze – adenin a gvanin (purinové); pyrimidinové vazby thimin a cytosin.

DNA je uložena v jádře eukaryotické buňky, někdy v chloroplastech, mitochondriích a u prokaryotických buněk jsou malé kružnicové molekuly DNA – plazmidy.

Zdvojení DNA – replikace, genetická informace je zapsaná pomocí pořadí nukleotidů.

Syntéza probíhá neustále, nejvíce probíhá v S fázi, mezi dvěma děleními buňky.

Replikace proběhne v jádře, tam dojde ke zmnožení informace, vytvoří se nová DNA z té původní DNA, dále přijde syntéza (z RNA může vzniknout DNA).

Jeden z řetězců DNA má tyto nukleotidy. Jaké je pořadí nukleotidů v úseku řetězce?

A G T A C C G A T – mateřská buňka

T C A T G G C T A – dceřiná buňka

Katalyzátor – RNA polymeráza

Syntéza RNA a DNA probíhá v jádře a syntéza bílkovin v ribozomech.

Na jiných místech chromozomu vznikne mRNA (mediátorová), ta nese sekvenci (pořadí) aminokyselin v molekule proteinu, jde také do cytoplazmy a naváže se na ribozom, stejně jako rRNA (ribozomální). tRNA (transferová) přenáší aminokyselinu na ribozom. Aminokyseliny se připojují peptidovou vazbou, vzniká polynukleový řetězec, hotová molekula bílkoviny se oddělí a začne se tvořit další molekula bílkoviny.

DNA -> RNA -> bílkovina

Bio - Mitóza, Meióza

Rozmnožování živých soustav

Rozmnožování organismů

= základní vlastnost živých organismů

základním předpokladem je schopnost reprodukce

2 typy reprodukce:

a) nepohlavní = z jedné nebo více tělních buněk mateřského jedince vzniká další generace organismů

genetická výbava rodiče je předána beze změny

vyskytuje se u bakterií, prvoků, hub, rostlin a jednodušších živočichů

probíhá pomocí:

spór (nepohlavních výtrusů)

vegetativním rozmnožováním

dělením

pučením

b) pohlavní = založeno na splynutí dvou pohlavních buněk – gamet, vznikajících meiózou (redukčním dělením) v pohlavních orgánech

splynutí samčí a samičí gamety vznikne zygota, která se pak dělí mitózou (nepřímé dělení) a vytvoří se nový jedinec vybavený genetickou informací obou rodičů

pohlavní buňky vznikají meiózou a mají vždy 1 sadu chromozomů (haploidní počet), jejich splynutím vzniká zygota obsahující 2 sady chromozomů (diploidní počet)

izogamety = gamety stejného tvaru a velikosti

heterogamety = liší se morfologicky, samičí je větší a nepohyblivá, samčí je drobná a většinou pohyblivá

Rozmnožování buňky

všechny buňky se rozmnožují dělením

z existujících mateřských buněk vznikají nové dceřiné buňky

dělení buňky vždy předchází dělení jádra

Dělení jádra = karyokineze

při dělení jádra hrají hlavní roli chromozomy

chromozomy = tělíska tvořená chromatinem, složená ze dvou ramen (alely) spojených centromerou (primární konstrikce) a satelitem (sekundární konstrikce)

jejich počet v jádře je pro každý druh konstantní a charakteristický

v tělních (= somatických) buňkách jsou chromozomy vždy v párech a je jich diploidní počet (2n)

pohlavní buňky obsahují pouze poloviční haploidní počet (n) chromozomů

jádra tělních buněk člověka obsahují 46 chromozomů

jádra pohlavních buněk obsahují 23 chromozomů

rozlišujeme nepřímé dělení jádra = mitózu, a redukční dělení jádra = meiózu

0.) Amitóza

= nerovnoměrné rozdělení jádra

jednobuněčné organismy (prvoci)

I.) Mitóza

probíhá u většiny buněk

zaručuje dokonalé rozdělení genetického materiálu mezi dceřiné buňky

rozlišujeme 4 fáze mitózy:

1.) profáze = mizí jaderná membrána, chromozomy se spiralizují, rozdělí se centrozom a dva vzniklé centrioly se stěhují k opačným pólům buňky, začínají se tvořit mikrotubuly dělícího vřeténka

chromozomy se v profázi zkracují a ztlušťují a stávají se tak mikroskopicky viditelnými

centrozom = stálá struktura buňky umístěná na povrchu jaderného obalu, je tvořena několika mikrotubuly, v profázi dochází k jeho zdvojení za vzniku dvou centriolů

2.) metafáze = mikrotubuly dělícího vřeténka se jedním koncem připojují na centromery jednotlivých chromozomů a druhým koncem k centriolům

chromozomy se řadí ve středu buňky do tzv. ekvatoriální roviny (= rovina kolmá k ose spojující centrioly)

metafázové chromozomy jsou již zdvojené (tvořené dvěma chromatidami), ale spojené společnou centromerou

dělící vřeténko = soustava centriolů, od kterých se na začátku mitózy vydiferencují mikrotubuly, na konci mitózy zaniká

3.) anafáze = mikrotubuly dělícího vřeténka se zkracují

rozdělí se centromery chromozomů

chromozomy se rozestupují a každý se pohybuje k opačnému buněčnému pólu

4.) telofáze = mizí dělící vřeténko

despiralizují se chromozomy → změní se na rozvlákněný chromatin, kolem obou nově vzniklých dceřiných jader vzniká jaderný obal

5.) interfáze = klidové období, nastane buněčný cyklus

II.) Meióza

= redukční dělení, proces, při kterém vznikají pohlavní buňky

pohlavní buňky mají na rozdíl od tělních (somatických) buněk pouze jednu sadu chromozomů, aby jejich splynutí při pohlavním rozmnožování nedocházelo ke zvyšování počtu chromozomů v jádře

při meióze probíhají dvě dělení buňky, ale jediné rozdělení chromozomů

výsledkem jsou 4 dceřiné buňky, z nichž každá má poloviční = haploidní počet chromozomů

při meióze probíhá:

1.) heterotypické dělení = 1. redukční

vstupuje do něj diploidní buňka, kt. prošla interfází buněčného cyklu

= homologické chromozomy se párují (vznikají bivalenty), oba párové chromozomy se zdvojí

vznikají tetrády

do dceřiných jader se rozdělují celé bivalenty

výsledkem jsou 2 dceřiná jádra s haploidním počtem chromozomů

každý z nich je však složen ze 2 chromatid

při heterotypickém dělení se dvojice chromatid v tetrádách šroubovitě ovíjejí, překřižují se a nastává crossing-over, může dojít k výměně části chromozomálních úseků mezi homologními chromozomy, vznikají tak nové kombinace genů v chromozomech

2.) homeotypické dělení = 2. redukční, ekvační

= je podobné mitóze, účastní se ho však jádra s haploidním počtem dvou chromatidových chromozomů, jejich centromery se oddělí, chromozomy se rozestupují a výsledkem jsou 4 buňky dceřiné, které obsahují haploidní sadu chromozomů

Dělení buňky = cytokineze

po dělení jádra následuje dělení cytoplazmy

každá z dceřiných buněk obdrží přibližně polovinu všech organel

dělení buňky může probíhat různými způsoby, např.:

zaškrcením (živočišné buňky)

pučením (kvasinky)

přehrádečným dělením (rostliny)

Buněčný cyklus

= sled dějů probíhajících v buňce od jejího vzniku rozdělením

zahrnuje růst buňky a jejich složek, dělení jádra a ostatních organel a vlastní rozdělení buňky

trvání cyklu je označováno jako generační doba (je charakteristická pro daný typ buněk)

krátkou generační dobu mají dělící buňky zárodku, dlouhou mají nervové buňky

fáze buněčného cyklu:

a) G1 fáze = presyntetická

buňka syntetizuje zejména RNA a proteiny a dotváří buněčné organely

b) S fáze = syntetická

buňka syntetizuje (replikuje) DNA na dvojnásobné množství

c) G2 fáze = postsyntetická

příprava buňky na mitózu

d) M fáze = mitóza

G1 a G2 mohou reverzibilně přecházet do klidové G0 fáze

G1 a G2 nazýváme souhrnně interfáze = přípravná, klidová fáze, začíná vznikem nové dceřiné buňky

Bio - Rozdělení org. - Prokaryota

Rozdělení organismů

a) buněčné (buňka = celula)

b) prvobuněčné = protocellulata (např. bakterie, sinice, prochlorofyty)

c) nebuněčné = subcellulata (např. viry)

I.) jednobuněčné (např. prvoci)

II.) mnohobuněčné (vše od láčkovců)

A) rostliny = plantae

B) houby = fungi

C) živočichové = animália

pozn. polyfera = živočišná houba

1) prokaryotické buňky = buňky, kt. nemají pravé jádro (u prvobuněčných)

2) eukaryotické organismy = buňky, kt. mají pravé jádro (u jednobuň. rostlin, hub..)

Dělení dle výživy org.:

a) autotrofní = např. rostliny, z neústrojných (anorganických) látek vytvářejí látky ústrojné (organické)

b) heterotrofní = živočichové

citologie = nauka o buňce

histologie = nauka o tkáních

fosilní = vyhynulý jedinci

recentní = žijící

vývoj jedince = ontogeneze

vzájemné vztahy ve vývoji = fylogeneze

obligátní společenstva = individua vyššího řádu (mravenci, včely)

říše: Nebuněční (Subcellulata)

oddělení Viry (Vira)

= nebuněčné částice

= nitrobuněční parazité, jsou schopni rozmnožovat se pouze v hostitelské buňce

virion = jednotlivá částice viru

skládá se z jedné či více molekul nukleové kyseliny (RNA nebo DNA) → je uvnitř kapsidy

a) viry RNA (obrna, spalničky, vzteklina, HIV, onkoviry → rakovina, slintavka, kulhavka)

b) viry DNA (adenoviry = záněty dýchacích cest, viry herpesu, opary, variola = virus neštovic, bradavice)

c) viroidy = parazité rostlinných buněk, změní metabilismus napadené buňky svou replikací uvnitř jádra hostitelské buňky → deformace orgánů (chryzantény, brambory, palmy)

d) priony = nekonveční viry, nitrobuněční parazité živočichů

jejich částice jsou bílkovinné povahy

vytváří se a hromadí v mozkové kůře

(nemoc šílených krav, serapie)

e) bakteriofág = napadá bakterie

Rozmnožování = virová infekce

1) virion přilne na povrch buňky

2) celý virion nebo pouze jeho nukleová kyseliny proniká do hostitelské buňky

3) nukleová kyseliny vyvolá v b. podle svých genů syntézu bílkovin (enzymů), kt. jsou nutné pro pomnožení viru (některé viry si nosí hotový enzym s sebou)

4) b. pak na základě enzymu replikuje z vlastních zrojů virovou nukleovou kyselinu a syntetizuje bílkovinu kapsidy viru

5) sestaví se nové viriony, uvolňují se z b. a napadají další

6) mohou buňku opustit bez narušení nebo buňku zničit = lýza buňky

formy virové infekce:

a) persistence = vir pronikne do b. a přetrvává v ní

b) latentní infekce = vir se množí pomalu a neomezuje b.

c) virogenie = virový genom se začlení do genomu b. (= provir), změní ho = transformace

d) nekrotické ložisko = virus se množí v b. překotně, rozplétá cytoplazmatickou membránu a napadá další b., kt. působí lavinové šíření choroby po celém těle

pandémie

epidemie

reprodukce viru = rozdvojení DNA šroubovice = replikace

říše: Prvobuněční (Protocellulata)

oddělení: Bakterie (Bacteria)

= jednobuněčné prokaryotické org. o velikosti 0,3-2 nanometry

= významní dekompozitoři = (odbourávají odpadní produkty a mrtvá těla org.)

= bekterie střevní mikroflóry pomáhají v trávení

= v průmyslu ke kvašení, výroba aminokyselin, antibiotik, octa, tvorba hormonů

a) archebakterie = mají b. stěny z rozdílných kyselin nebo ji postrádají

mají odlišnou rRNA

I) methanové archebakterie

II) slanomilné bakterie

III) termobakterie

IV) termoacidofilní

b) eurobakterie

podle tvaru:

kulovité: koky, diplokoky, tetrakoky, streptokoky, stafylokoky

tyčinkovité (bacily: vibria, spirily, spirochety

zakřivené: vibria, spirily, spirochety

stavba:

na povrchu mají často slizovité pouzdro a někdy bičíky (jeden nebo více) umožňující pohyb nebo fibrie

uvnitř jádro, cytoplazma, membrána, buň. stěna

za nepříznivých podmínek vytváří = endospóry

Dělení bakterií:

a) saprofytické = heterotrofní, znehodnocují potraviny, rozkládají celulózu

b) azobakterie = využívají vzdušný kyslík pro tvorbu org. látek

c) nitrifikační bakterie = oxidují amonné soli dusíku na dusičnany

d) denitrifikační = redukují dusičnany na plynný dusík a amoniak

e) sirné bakterie

f) parazité člověka

Bakteriální onemocnění:

lymská borelióza, syfilis, salmonela, břišní tyfus, zápaly plic, antrax = sněť slezinná, mor, cholera, záněty spojivek

říše: Prvobuněční (Protocellulata)

oddělení: Sinice (Cyanophyta)

= fotoautotrofní prokaryotické organismy, v tylakoidech obsahují chlorofyl a pomocná fotosyntetická barviva (např. betakaroten, fykocyanin, fykoeritrin)

jejich zásobní látkou je škrob

odolné organismy (v pramenech, ledovcích)

v planktonu, mohou tvořit vodní květ, producenti kyslíku (fotosyntéza), vážou plynný dusík v půdě

Stavba:

mohou být jednobuněčné nebo tvoří vlákna

na povrchu mají slizovité pochvy

Rozmnožování:

dělením (nejdříve se vchlipuje cytoplazmatická membrána, pak celá buněčná stěna)

u jednobuněčných sinic se většinou dceřiné buňky neoddělí od mateřské a vznikají kolonie, vláknité sinice zachovávají tvar vlákna

jednořadka (Nostoc) = tvoří v symbióze s houbou těla některých lišejníků

některé sinice mají plynové vakuoly = vznášení se na hladině

trychodesmium erythraeum = zabarvení rudého moře

Organismy

Rozdělení organismů
-nebuněčné organismy (subcelulata) - viry
-prvobuněčný (protocelulata) - bakterie
-jednobuněčné a mnohobuněčné
-rostliny (plantae), houby (funghy), živočichové (animália)
-prokaryotické buňky nemají pravé jádro (např. bakterie)
-eukaryotické buňky je to buňka pravá její jádro má membránu
-autotrofní (např. fotosyntéza, z anorganických látek) – rostliny a heterotrofní (přijímají organické látky) – živočichové
-nauka o buňce cytologie
-buňka latinsky celula
-buněčnou stavbu pozoroval Robert Huk na průřezu korkem dál Leven Huk
-soubor buněk tvoří pletivo (rostliny) a tkáně (živočichové)
-histologie nauka o tkáních
-fosílie a recentní jsou mrtvý a živý živočichové
-vztahy mezi organismy zkoumá fylogeneze

- Viry – nemohou žit samy jenom v organismu.
Virion – virová částice. Uvnitř mají nukleovou kys.
Můžeme je dělit na RNA kyselinu (způsobují virus dětské obrny, zarděnky, slintavku, příušnice, spalničky, virus HIV atd.) na DNA viry ((adenoviry (záněty dýchacích cest a očních spojivek), vir herpes, virus EB (způsobuje mononukleózu), virus neštovic, virus hepatitidy B (žloutenka), myxomatóza, virus bradavic atd.)).
Viroidy – parazité rostlinných buněk.
Replikace – dělení virů v jádře hostitelské buňky.
Priony – nekonvenční viry, nitrobuněčný parazité živočichů. Jejich částice jsou bílkovinné povahy a vytvářejí se a hromadí v mozkové kůře. (nemoc šílených krav aj.)
Po penetraci (proniknutí viru do buňky) virionu do buňky může nastat:
a) Zničení buňky – vlastní lýze
b) Virogenie – nukleová kys. Viru se začlení do naší buňky
Epidemie
Pandemie

- Bakterie
-složitě se rozmnožují (reprodukce)
-bakteriologie nauka o bakterii
-bakterie dělíme na archebakterie – mají buněčnou stěnu z jiných kyselin, liší se složením rRNA. Zástupci metanové bakterie, slanomilní bakterie, termofilní bakterie
Eurobakterie – bakterie podle tvaru (kulovité, koky, streptokoky, stafylokoky aj.), saprofytické bakterie – znehodnocují potraviny, azobakterie – využívají vzdušný dusík, sirné bakterie aj.

Bi - Vznik a původ života - Fylogeneze člověka

Názory na vznik a původ života

evoluce = vývoj

1) Vesmír 2) Země 3) život

1) Vesmír

a) kreacionismus = náboženské, nadpřirozená síla

Carl Linné, Hocke, Lamarck, Cuvier

b) teorie velkého třesku = vědecká

20 – 15 miliard let → vznik vesmíru

částice/antičástice → složitější → gravitace → termonukleární reakce → výbuch supernovy

2) Země

mračna plynů → diskovité těleso → rotace, smršťování, zahřívání → rozpad disku → střed disku = vznik Slunce

předgeologický vývoj Země:

a) hvězdné (astrální)

b) bezvodé (anhydrické)

c) praoceánské

375°C a určitý tlak → voda se začala srážet → deště → praoceán

hydrosféra + sedimenty = litosféra

Geologická období

1) hadalkum = vznik oceánů, zemské kůry

PREKAMBRIUM

2) archaikum (prahory) – tektonika, 1. buněčný org., vznik hornin

3) protozoikum (starohory) – pangea, oceán panthalasa, assynské vrásnění, vzrůstá O2, řasy na souš, Fe + Ni

4) paleozoikum (prvohory) – kaledonské a Hercynské vrásnění, magnetismus, metamorfózy, trilobité, graptolité, kapradiny, čtvernožci, ptáci, amonité, hmyz, Fe rudy

a) starší:

I. kambrium – plavuně

II. ordovik

III. silur – korály, kaledonské vrásnění

IV. devon – paryby, ryby, zlato

b) mladší:

I. karbon – černé uhlí, pískovce, horotvorná činnost

II. perm – teplé podnebí, nahosemenné rostliny, členovci, Pangea → Laurasie + Gondowana, moře Thetis

oblasti: Severoatlantická část, Angara, Gondowana

5) mezozoikum (druhohory) – tektonický klid, slabé horotvorné procesy (alpinské), krytosemenné rostliny, dinosauři, plazy, primitivní savci, = středověk života

a) trias – trojice vrstev

b) jura

c) křída – rozvoj krytosemenných rostlin, praví ptáci, vačnatci, placentální savci

6) terciér, kenozoikum (třetihory) – nová pohoří, moře, podnebí, vymírání starých organismů, = geologický novověk, 70 mil. let, trvaly 1,5 mil let, dovršení alpinského vrásnění, nová pásemná pohoří, český masiv odolal vrásnění, zprvu teplé subtropické později ochlazení, éra savců, opice, homo habilis

a) starší (paleogen)

I. paleocén – vyhynutí 65 % druhů, vznik soli

II. eocén – Indie + Arábie k Eurasii

III. oligocén – zúžení tetis, vznik opic, ustoupení hlavonožců

b) mladší (neogen)

I. miocén – zalednění, hnědé uhlí, stepi, znaky hominidů

II. pilocén – zima, Himálaje, šavlozubí, mamuti, vznik homo habilis

7) kvartér (čtvrtohory) – nejmladší geologická doba, trvá 1 mil. let, doby ledové, objevuje se člověk

a) starší pleistocén – ledovce, chladomilní, homo sapiens

b) mladší holocén – vyhynutí mamuta, vulkanismus, rozpínání oceánu, homo sapiens sapiens, zrníčka pylu

Vznik života

1) kreační hypotézy = náboženství, církev, život stvořil bůh

(Lamarck, Linné)

Chardin – respektoval evoluční teorii, rozpracoval křesťanský evolucionismus

2) teorie samoplození = organismy vznikly z neživé hmoty

(Aristotelés)

100% zpochybnil Pasteur

3) teorie panspermie = základy života byly už ve vesmíru → spóry, zdroj pohybu je světelné záření

(Arhémius)

4) teorie autochtonní abiogeneze (neživý) = život vznikl z neživých hmot na Zemi

Otázky: Kdy vznikl život? Kde vznikl život? Za jakých podmínek?

2 etapy:

a) chemická evoluce = vznik organických látek

b) biologická evoluce = vznik živých organismů do dnešní doby

Z biologického 3 etapy:

I.) abiogenetická – vznik org. látek

II.) autoreprodukční – vznik organismů, které byly schopné vytvářet nukleové kyseliny, které jsou schopny se reprodukovat

II.) buněčná

Experimenty:

1959 – Miller, vytvořil el. výboj, tak dostal org. sloučeniny a izoloval aminokyseliny a kyjanovodík

Adenin, kyjanovodík, zahřál amoniak, tím vznikla další aminokyselina

Fox, protonoidy (prabílkoviny)

Samoplození (autoreprodukce)

Oparinova = koacervátová teorie → domníval se, že vznikly shluky látek, díky tomu, že na těch shlucích byly různé náboje a za pomocí hydratace vznikly bílkoviny, koacerváty

vytvořily se částice DNA a RNA, genetický základ

uvnitř shluků vznikly bílkoviny

Eobionti – první organismy, kteří měli genetický základ

1625, Veller – uměle připravil močovinu

Vznik buňky

vyšší forma života → buňka, tyto buňky už mají membrány

membrána dokáže přijímat a vydávat látky ven

vývoj prvních buněčných organismů

první organismy = prokaryotického typu = bakterie, sinice

organismy žili v anaerobním prostředí

jako zdroj energie využívali abiogenetickou cestu

vývoj buňky a buněčných struktur vysvětluje teorie endosymbiózy

první prokaryota = archebakterie (methanové bakterie)

Fylogeneze člověka

= vývoj člověka

součást kmenového vývoje obratlovců

člověk vznikl ze zvířat

antropologové dělí vývoj do několika stupňů

nálezy pocházejí ze všech koutů světa

podle uhlíku v kostře se dá určit stáří

jde především o radioaktivní izotopy uhlíku a jejich poločas rozpadu

nehetnatci → vyšší primáti → ploskonosí a úzkonosí primáti

Hominidi:

a) aegopitékus = nejstarší zástupce, nalezen v Egyptě, primát, 5-6 kg, znaky opic a lidoopů

b) prokonzul africanus (lidoop) = žil v Africe

c) dryopitékus = podobali se dnešním lidoopům, na území Afriky, Evropy, Asie

d) australopitekus afarensis = Etiopie, od tohoto nálezu začíná hominizace (zčlověčování), formy australopitéka: africanus, robustus, bosei

e) homo habilis = člověk zručný, 140 cm, 40 kg, mozkovna 650 cm3

f) homo erectus = člověk vzpřímený, 170 cm, 60 kg, mozkovna 1200 cm3

g) homo sapiens = člověk moudrý, mozkovna 1300 – 1700 cm3, sapientace = rozvoj nervové soustavy

h) homo sapiens sapiens

Bi - Vývoj člověka

Zařazení vedoucí k linii člověka:

Nehetnatci -> vyšší primáti -> ploskonosí a úzkonosí primáti

Hominidi – nejstarší zástupci byli nalezeni v Egyptě; v Africe – prokonzul afrikanus (lidoopí); z Etiopie – Australopitekus afarensis… od tohoto nálezu záčíná hominizace (zčlověčování)

Australopitekus africanus, aus. Robustus, aus. Bosei

Člověk zručný (homo habilis) – 140 cm, 40 kg, mozkovna 650 cm²

Člověk vzpřímený (homo erektus) – 170 cm, 60 kg, mozkovna 1200 cm²

Člověk moudrý (homo sapiens) – poté došlo k „sapientaci“ (rozvoj nervové soustavy) – mozkovna 1300-1700 cm²

Homo sapiens sapiens