Z 8.B8 wiki

Chemické složení buňky

• voda asi 65%
• organické látky: bílkoviny (12%), cukry (9%), tuky (8%), nukleové kyseliny - nositelé genetické informace (3%)
• anorganické látky - minerální (3%)
  • převládají tyto chemické prvky:
    • C, O, H - hlavní součásti cukru
    • S, N, P - hlavní součásti bílkovin
    • Ca, Mg, Na, K, Fe - biogenní (životodárné) prvky, funkce stavební, v buňce od desítek % po 0,01%
    • stopové prvky - organismus je potřebuje ve stopách - mikrobiogenní: bor (nedostatek boru u řepy vyvolává srdéčkovou hnilobu), molybden, mangan, zinek, měď
    • těžké kovy - rtuť, olovo, kadmium - vyvolávají u většiny rostlin vážné poruchy, rostliny mají schopnost je buď přímo zneškodňovat, nebo je ukládat do buněčných stěn či vakuol, poutači jsou houby
• buňka je základní stavební a funkční jednotka těla
• jednobuněčné organismy - buňka vykonává všechny životní děje
• mnohobuněčné organismy - dochází k tvarové a funkční specializaci buněk, u rostlin vznikají pletiva a u živočichů tkáně
• voda - nejčastěji 65%
• sušina - organické - ústrojné látky
  • bílkoviny 12%
  • cukry (sacharidy) 9%
  • tuky 8%
  • nukleové kyseliny 3%
  • anorganické látky - neústrojné 3%

Význam vody

• tvoří většinu hmoty živých soustav (kromě semen a plodů + výtrusy) - 14%
• bez vody člověk vydrží maximálně 4 dny - voda je nezbytnou podmínkou života na Zemi
• všechny životně důležité chemické pochody potřebují vodu
• voda je nezbytnou součástí osmotických jevů (osmóza, difuze, bobtnání semen)
• rozpouštědlo
• má vysokou tepelnou kapacitu - pomalu teplo přijímá, dlouho si ho udržuje

Bílkoviny

• mají pro život zásadí význam, člověk bez nich nemůže existovat
• v době růstu - 4g bílkovin na 1kg hmotnosti
• v dospělosti 1gram na 1kg
• tvoří stavební součásti buněčných struktur
• některé bílkoviny se podílejí na přeměně látek - enzymy
• některé mají obrannou funkci - protilátky
• transportní funkce - hemoglobin + cytoplazmatická membrána
• bílkoviny jsou složeny z aminokyselin - 20 standardních aminokyselin

Cukry

• sacharidy
• vznikají pouze v organismu, který obsahuje chlorofyl - v zelených rostlinách procesem fotosyntézy
• 6CO₂ + 12H₂O + E -> C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O
• rozdělení
  • monosacharidy
    • pentozy - součást DNA, RNA
    • hexony (glukoza) - hroznový cukr
  • disacharidy
    • sacharoza - řepný cukr
    • laktoza - mléčný cukr
  • polysacharidy
    • škrob
    • glykogen
    • chitin (krunýř raků)
    • inulín (v kořenech čekanky)
    • murein - tvoří buněčnou stěnu bakterií
    • celulóza - tvoří obal rostlinných buněk
• sacharidy jsou pro organismus hlavním zdrojem energie
• spálením 1g sacharidu se uvolní 17kJ
• v potravě člověka by mělo být asi 60% sacharidů

Tuky

• také hlavním zdrojem energie pro organismus
• spálením 1g tuku se uvolní 39kJ
• v potravě 25%
• tuky rostlinného původu - olej - zdravější než tuky živočišné - sádlo
• součástí fosfolipidových membrán (cytoplasmy)

Nukleové kyseliny

• součástí chromozomu
• mají hlavní význam při přenosu genetické informace

Látky minerální

• makrobiogenní prvky - C, H, O, N, S, P - 95%, K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl
• mikrobiogenní prvky - stopové prvky (Bor, ...)
• organismus je potřebuje ve velmi malých množstvích

Významní čeští a světoví biologové

• František Slunský
  • 20.-21. století
  • výrazně vyniká prakticky ve všech oblastech biologie, specializace - botanika (vášeň), mikrobiologie
  • funguje na kávový pohon
  • hobby: chov Pepika obecného (nový druh, vyšlechtil...)
• Charles Robert Darwin
  • 19. století
  • jeho Teorie evoluce organismů přirodním výběrem se stala mezníkem ve vývoji biologie - silnější přežije
• Carl Linné
  • 18. století
  • botanik, pojmenoval 7 tisíc rostlin
  • autorem Binomické nomenklatury - dvouslovné označení
  • každá rostlina jméno rodové a druhové
  • 1753 - vydal své nejslavnější dílo Rostlinné druhy (Species plantarum) - názvy rostlin, všechny je pojmenoval
• Jean Baptiste Lamarck
  • autorem první ucelené teorie - evoluční
  • autorem teorie samooplození - organismy vznikají v tom prostředí, v němž žijí
• Louis Pasteur
  • pasterizace - tepelná úprava produktu, který se na 20-30 sekund zahřeje na teplotu 71-72°C
  • zakladatel moderní mikrobiologie
  • vynalezl sérum proti vzteklině - jako první zachránil psa se vzteklinou
• Johann Gregor Mendel
  • zakladatel tzv. klasické genetiky - mendelistické genetiky
  • formuloval tři základní zákony genetiky
• dr. Aleš Hrdlička
  • nejslavnější český a světový antropolog (věda o člověku)
  • jeho nejslavnější výrok: "člověk se vyvinul z živočišných předchůdců"
  • autorem teorie osídlení amerického kontinentu
• Robert Koch
  • konec 19.století + počátek 20. století
  • německý lékař
  • objevil tři smrtelné bakterie
  • objevitel bakterie antraxu 1877
  • tuberkulóza (Kochův bacil) 1882
  • bakterie cholery 1883
  • zakladatel bakteriologie, nositel Nobelovy ceny
• Ernst Haeckel
  • ekologie - věda o vztahu organismů k prostředí
  • poprvé použil tuto technologii
• Alexander Fleming
  • lékař
  • nositel Nobelovy ceny
  • objevitel penicilínu
• Ivan Petrovič Pavlov
  • nositel Nobelovy ceny za fyziologii za studium podmíněných reflexů u psů
• Konrád Lorenz
  • rakouský ekolog
  • nobelova cena za etologii - chování živočichů
  • experimenty s husama
• James Watson, Francis Crick, Rosaline Franklinová
  • objevitelé struktury DNA
  • všichni tři nobelova cena
• Frederick Sanger
  • dvakrát nobelova cena
  • objevil lék na cukrovku - inzulín
• Jan Jánský
  • neurolog, psychiatr
  • 1906 - objevil krevní skupiny
• Jan Evangelista Purkyně
  • patří mezi zakladatele cytologie (věda o buňce)
  • zakladatel časopisu ŽIVA
  • purkyňova vlákna, purkyňovy buňky v mozečku
• Thomas Morgan
  • americký genetik
  • zakladatel dvou základních zákonů genetiky
  • Nobelova cena
• Theodor Schwann
  • po něm pojmenován obal axonů nervových buněk

Biomembrány

• vyskytují se jak u organismů eukaryotických, kde obalují jednotlivé buňky (cytoplazmatická membrána), tak u živočichů
• další membrány u eukaryot se nacházejí uvnitř buňky
• uvnitř buňky existují organely sekreční brány - patří sem jaderný obal, endoplazmatické retikulum, Golgiho systém
• organely semiautonomní brány - chloroplasy a mitochondrie

Prokaryotické organismy

• povrch buněk tvoří biomembrána (cytoplazmatická membrána) - bakterie, sinice
• mají jednu biomembránu

Eukaryotické organismy

• rostliny, živočichové, prvoci, houby, chromista
• větší počet biomembrán
• jedna biomembrána se nachází na povrchu buněk (cytoplazmatická membrána)
• další biomembrány obalují některé vnitrobuněčné organely
• biomembránou jsou obaleny organely sekreční dráhy (buněčné jádro, endoplazmatické retikulum, Golgiho systém)
• další organely obalené biomembránou se nazývají semiautonomní

Stavba biomembrány

• biomembrána je tvořena lipidovou (tukovou) dvojvrstvou - má dva konce
• konec polární (hydrofilní) - je ve styku s vodním prostředím - tvořen cholinem, kys. fosforečnou + glycerolem
• konec nepolární (hydrofobní) - tvořen uhlovodíkovým řetězcem karboxylových mastných kyselin
• na určitých místech je biomembrána překlenutá integrálními membránovými proteiny (IMP), které na obou koncích biomembrány tvoří rozsáhlé polární oblasti
• IMP umožňují komunikaci buňky mezi oběma stranami biomembrány (mezi prostorem intracelulárním = vnitrobuněčným a extracelulárním - mimobuněčným)
• IMP umožňují komunikaci látkovou, při níž IMP pracují jako specifiké přenašeče látek mezi oběma prostory
• komunikace signální - také ji umožňují IMP
  • IMP funguje jako receptor (poutač), na který se naváže buď hormon, protilátka nebo neurotransmiter

Funkce biomembrány

• reguluje transport látek mezi prostorem vnitrobuněčným a mimobuněčným
• podílí se na syntéze buněčné stěny (u rostlin)
• podílí se na reakci buňky na podněty přicházející z vnějšího prostředí (na vliv chemických látek, světla, ...)
• obrázek
• cytoplazmatická membrána, která obaluje povrch prokariotní i eukaryotní buňky je výběrově polopropustná - některé látky propouští úplně, částečně a nebo vůbec
• malé nepolární molekuly, jako jsou plyny dusík, kyslík, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, vodík a benzen, se velmi dobře rozpouštějí v hydrofobní vrstvě - velmi snadno difundují oběma směry, jsou malé
• malé nenabité polární molekuly jako jsou voda, alkohol a glycerol rovněž poměrně snadno pronikají přes biomembránu oběma směry
• velké nenabité polární molekulky, jako jsou aminokyseliny, glukoza, nukleotidy
• přes biomembránu nemohou pronikat
• ionty H+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+ a Cl-, HCO₃- rovněž přes biomembránu nejsou schopny pronikat
• cytoplazmatická membrána je selektivně (výběrově) polopropustná
• některé látky propouští dokonale, částečně nebo vůbec
• makromolekuly + makromolekulární komplexy nepropouští vůbec (bakterie)
• tyto látky přecházejí do nitra buňky nebo z buňky ven pomocí cytotických váčků = cytóza
• cytotické váčky jsou produktem cytoplazmatické membrány
• prostřednictvím cytotických váčků se dopravují látky z prostředí vnějšího do nitra buňky (endocytóza)
  • látky pevné - fagocytóza, do nitra buňky se dopravují pevné látky
  • látky kapalné - pinocytóza, do nitra buňky se dopravují látky kapalné
• doprava odpadních látek z buňky se opět děje pomocí cytotických váčků, které po doteku s cytoplazmatickou membránou praskne a odpadní látky se rozptýlí - exocytóza
• obrázek