Poslední biologie
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 •
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 •
