Post on 12-Jan-2020
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 23
✥ vědní obor zabývající se organismy a vším, co s nimi souvisí, od chemických dějů v
organismech probíhajících na úrovni atomů a molekul, až po celé ekosystémy,
společenstva mnoha populací různých organismů a jejich vzájemné vztahy i
vztahy k jejich životnímu prostředí.
✥ věda, zkoumající organismy od úrovně subcelulární, tedy od úrovně jednotlivých
buněčných organel se vším, co s nimi souvisí, přes úrovně buněk, tkání, orgánů a
jedinců až po úroveň populací, společenstev, ekosystémů a biomů.
1. Systematické (taxonomické) vědy zabývá se poznáním, pojmenováním a tříděním organismů podle shodných znaků
a) mikrobiologie
studie o mikroorganismech - virologie (nauka o virech)
- bakteriologie ( -,,- o bakteriích)
b) botanika
studie o rostlinách
c) zoologie
studie o živočiších
d) antropologie
studie lidského organismu
2. Morfologické zkoumají stavbu a tvary organismů
a) anatomie
studie o vnitřní stavbě organismu
b) histologie
studuje buněčné soubory, pletiva rostlin a tkáně
živočichů
3. Fyziologické zkoumají fci.jednotlivých orgánů a organismů
4. Vědy o vývoji zabývají se výsledky výzkumu morfologických a fyziologických věd
a) ontogeneze
studie vývinu jedince
b) embryologie
studie zárodečného vývoje
c) fylogeneze
studie vývoje druhu
d) paleontologie
studie o vyhynulých organismech
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 24
Významné osobnosti biologických věd:
Hippokrates
„otec medicíny“., představitelem tzv. kójské školy.
sbírky lékařských textů Corpus hippocraticum, v nichž odmítl pověry a primitivní
léčitelskou magii a položil základy medicíny jako vědeckého oboru. (anatomie,
chirurgie, fyziologie, dietetiku….)
Hippokratova přísaha – souboru etických pravidel jednání lékaře.
Aristoteles
příroda (výklad psychologie, základy zoologie, astronomie, embryologie,
geografie, geologie, fyzice, anatomie, fyziologie)
Galénos
nejznámějších starověkých lékařů, fyziků
vykonával odvážné a náročné operace, včetně operací oka a mozku
popsal 4 světové živly = 4 tělní šťávy (krev, sliz, žlutá a černá žluč)
používal masáže jako prostředku uvolnění svalstva
jeden z prvních lékařů prováděl veřejné pitvy zvířat, např. hus, prasat
Avicenna ( Abu Alí Ibn Síná al-Husajn Ibn Abdalláh)
byl středověký perský učenec, filozof, politik, básník, přírodovědec a lékař
autor Kánonu, který je rozdělen na pět knih=
kniha obsahuje přehled teoretického a praktického
lékařství.
kniha obsahuje soupis léčiv.
kniha obsahuje popisy jednotlivých nemocí
kniha nemoci a stavy povšechné
kniha příprava a užívání léků
Antony van Leeuwenhoek
sestrojení mikroskopu (300 x zvětšení)
zkoumal mikroorganismy
věnoval se potravním řetězcům v přírodě a vývoji populace.
Carl Linné
zakladatel botanické a zoologické systematické nomenklatury (pojmenování
a zařazování)
William Harvey
v roce 1616 objevil funkci krevního oběhu v těle člověka a v roce 1628 tento objev
publikoval
Ján Jesenský (Jessenius)
byl lékař, politik a filozof
v Praze roku 1600 provedl na těle odsouzeného oběšence první veřejnou pitvu
Jan Jánský
spoluobjev krevních skupin (1907)
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 25
Johan Gregor Mendel (Jan Řehoř)
zakladatel genetiky (Mendlovy zákony dědičnosti)
J.D.Watson a F.H.C.Crick
objevili v r.1962 dvouvláknovou strukturu DNA ( genetický kód )
Jean – Baptiste Lamarck
byl francouzský přírodovědec
autor první ucelené evoluční teorie
(lamarckismu= znaky získané během života organismu jsou dědičné a přenášejí se
bezprostředně na další generaci)
poprvé použil termíny bezobratlí a biologie
Charles Robert Darwin
teorie evoluce organismů přírodním výběrem, geologie, paleontologie
Jan Evangelista Purkyně
první pojmenoval buněčnou hmotu = protoplazmu
popsal uspořádání chlupů, skladbu pokožky, potních žláz, buňky v kostech, na sliznici
žaludeční, játrech , slinivce břišní……………
Další významná díla:
1833- Brown, mikroskopická pozorování orchideí, popis buněčného jádra
1838 – Schleiden a Schvan, buněčná teorie = buňka s jádrem je univerzální stavební
kámen rost. a živ. tkání
1857 – Kölliker, popsal mitochondrie ve svalových buňkách
1879 – Flemming, popsal chování chromozomů v živočišných buňkách během mitózy
1881 – Cajal, barvící techniky, které odkryly struktury nerv.buněk a organizaci
nerv.tkáně
1898 – Golgi, popsal golgiho aparát při barvení buněk dusičnanem stříbrným
1902 – Boveri, určil dědičnost chování chromosomů při pohlavním rozmnožování
1952 – Palade + Porter + Sjöstrand, vyvinuli elektronový mikroskop
1957 – Robertson, popsal dvojnou vrstvu buněčné membrány
Současná biologie
✥ nové objevy – podněty pro další výzkum
✥ genetické informace se uplatňují v zemědělství (nové kultury rostlin, plemen
živočichů…..)
✥ lékařství (onemocnění jejich podstata, prevence, transplantace…….)
✥ rozvoj civilizace (znečištěné prostředí, ochrana zdraví a životního prostředí)
.
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 26
Struktura a organizace živých systémů
buňka, tkáň, orgán, organismus
Buňka (cellula)
název pochází od anglického přírodovědce Roberta Hooka (cell = cela = malá
místnost)
základní stavební a funkční jednotkou živých organismů (netýká se nebuněčných virů,
vidů a virusoidů)
některé organismy jsou pouze jednobuněčné (např. bakterie), jiné organismy tak jako
třeba člověk jsou mnohobuněčné a jejich těla se skládají z obrovského počtu velmi
specializovaných buněk.
strukturu buňky rozlišujeme: mikroskopickou - to, co vidíme světelným
mikroskopemsubmikroskopickou - to, co pozorujeme elektronovým
mikroskopem
dělíme je na
PROKARYOTICKÉ - s jednoduchým jádrem (př. bakterie)
EUKARYOTICKÉ - nesložitým jádrem (rostlinné a živočišné)
Anatomická stavba buňky
1. Základní cytoplazma – bezbarvá, polotekutá látka, tvoří základní hmotu buňky
- složení: voda 70 – 80 %
: bílkoviny 10 – 20 %
: tuky, cukry, RNA
- význam: jsou zde uloženy všechny organely
: pro výměnu látek z buňky do buňky a z buňky do
prostředí
2. Povrchové struktury - cytoplazmatická membrána
- buněčná stěna
3. Jádro (nukleus, karyon) - nejdůležitější základ dědičnosti
- diploidní 2n tělní buňky = 43 chromozomů
- haploidní n pohlavní buňky = 23 chromozomů
4. Buněčné organely - vakuola, mitochondrie, plastidy, endoplazmatické retikulum,
Golgiho aparát…….
5. Buněčné inkluze - jsou různé látky volně rozptýleny v cytoplazmě bez membránového
ohraničení.
- je to pro buňku víceméně nepotřebná věc (odpad, jež nejde vyloučit)
- např. = Kapénky lipidů
Shluky sacharidů
Různé pigmenty
Silice (u některých rostlin)
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 27
Buněčné dělení
reprodukce (rozmnožování) je obecná vlastnost všech živých soustav
buňky se množí dělením: z jedné buňky mateřské vznikají dvě buňky dceřiné
dělení samotné buňky předchází tzv. karyokineze, kdy dojde k rozdělení jádra
Formy reprodukce buňky:
• amitóza - dělení přímé • meióza - dělení redukční • mitóza - dělení nepřímé
Amitóza prosté zaškrcení jádra na dvě poloviny, nezávisí na přesném rozdělení chromozomů
vyskytuje se pouze ve zvláštních případech = např. nádorové bujení, množení jaterních
buněk
Meióza dochází k redukci počtu chromozómů na polovinu, probíhá při vzniku pohlavních
buněk
skládá se v podstatě ze 2 modifikovaných mitóz, probíhá ve dvou fázích
po telofáze následuje tzv.cytokineze (vlastní dělení buňky)
1.profáze 1. metafáze 1.anafáze 1.telofáze 1.interfáze 2.metafáze 2.anafáze
2. telofáze 2. interfáze
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 28
Mitóza většina dělení, nemění se počet chromozómů (počet chr.mateřské buňky = počet
chr.dceřinné buňky)
toto dělení provádí přibližně jednou denně
fáze: profáze
: metafáze
: anafáze
: telofáze
: interfáze (doba mezi dvěma mitózami)
sama může sloužit jak k budování mnohobuněčného organismu, tak k tzv.
nepohlavnímu rozmnožování u jednobuněčných a primitivnějších
mnohobuněčných organismů)
produktem takovéhoto rozmnožování jsou geneticky identické buňky či organismy –
klony
výhodou je praktičnost a efektivnost takovéhoto množení, nevýhodou je uniformita
potomstva.
.
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 29
Struktura prokaryotické buňky:
neobsahuje chloroplasty a mitochondrie.
1) Buněčná stěna = tuhý obal buňky, uděluje tvar, mechanicky chrání. Je složena z
peptidoglykanu (dusíkatý polysacharid typický pro baktérie).
2) Plazmatická membrána = odděluje vnitřní prostředí od vnějšího, je polopropustná =
semipermeabilní, podílí se na replikaci chromozómu
3) Cytoplazma = viskózní, koncentrovaný roztok obsahující převážně bílkoviny, uvnitř
buňky
4) Jádro = nukleoid - jedna dvouvláknová kruhová molekula DNA (asi 1000x delší než
buňka, bez jaderné membrány.
5) Ribozomy = drobná tělíska v cytoplazmě ze dvou podjednotek, skládají se z RNA a
bílkovin
6) Fimbrie = krátké vlákno na povrchu bakterie uplatňující se při jejím pohybu a kontaktu
mezi buňkami
7) Inkluze = látky různě rozptýleny, odpad jež nelze vyloučit
8) Vakuola = zásobárna vody a jiných látek (vodu, enzymy, barviva, bílkoviny ….)
9) Bičík = slouží k pohybu
10) Plazmid = dosahují přibližně 1-5% množství DNA
Rozmnožování:
- dělením
- z jedné mateřské buňky vzniknou dvě dceřiné (nesou stejnou gen. informaci jako
buňka mateřská.)
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 30
Eukaryotická buňka
Typy buněk
- rostlinná- živočišná- buňka hub
1.plazmodezmy - kanálky jimiž si buňky vyměňují látky
2. buněčná stěna - má stálý tvar
- biomembrána
3. chloroplasty - obsahují zelené barvivo chlorofyl
- chlorofyl seřazen v zrnkách - tylakoidy
- cytoplazma chloroplastu se nazývá stroma
4. vakuola - zásobní- zásobárna vody
- jsou v ní rozpuštěny chemické látky rozpustitelné ve vodě
- mladé buňky mají malou vakuolu
- starší buňky mají velkou, která vytlačuje všechny ostatní organely k buněčné
stěně
5. tonoplast - biomembrána na povrchu vakuoly
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 31
Živočišná buňka
Stavba:
a) buněčný obal (cytoplazmatická membrána + buněčná stěna)
b) buněčná tekutina (cytoplazma)
c) buněčné organely: jádro (řídící centrum)
: jadérko
: vakuola (zásobní, potravní)
: endoplazmatické retikulum (syntéza látek)
: Golgiho aparát (doprava a úprava látek)
: lyzosom (účastní se nitrobuněčného trávení)
: ribozom (syntéza bílkovin)
: centriola (význam při dělení buněk)
: bičík (pohyb)
: řasinky = fibrie (pohyb, přichycení buňky)
: cytoskelet (buněčná kostra = výztuž)
: plastidy (chemické reakce, barviva)
červené krvinky člověka jsou bezjaderné.
velikost jádra se určuje podle typu buňky
jádro je většinou uloženo v centru buňky
Organizace živých organismů - rozdělujeme:
Nebuněčné (podbuněčné) organismy = nemají buňku
Viry - nebuněčné organismy
(nukleová kyselina, DNK,RNK + bílkovinný obal = HIV….)
Fágy (bakteriofágy) – viry parazitující na bakteriích
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 32
Priony - bílkoviny způsobující závažná onemocnění:
- zvířat (BSE = houbovité chorobné změny mozku hovězího dobytka.)
- člověka (CJD =Creutzfeld-Jacobův syndrom znamená bolestivé umírání:
rozkládá se mozek, nastávají bolesti hlavy, ztráty koordinace, halucinace,
ochrnutí a následné koma a smrt)
Jednobuněčné organismy = tělo složené z jedné buňky, která vykonává všechny základní
funkce
Bakterie – koky (streptokoky, stafylokoky)
- bacily (mikrobakterie tuberkulózy)
- vibria (vibrio cholery)
- spirochety (treponema = syfilis, borelia = lymská borelióza)
Kvasinky – jednobuněčné houby (candida = v těle již od narození)
Prvoci – jednobuněčné živočichové (trepka, bobovka, vejcovka…)
Mnohobuněčné organismy = tělo složené z velkého počtu buněk, které mají rozlišné
funkce
= rozlišujeme několik úrovní: buňka, tkáň, orgán, orgánová
soustava, jedinec
Individua (jedinci) vyššího řádu = mnohobuněčné organismy, které žijí ve
společenství, ve kterých mají rozlišné funkce
(mravenci, včely, vosy, termiti….)
GENETIKA
nauka o dědičnosti a proměnlivosti živých
organismů
zakladatele genetiky je považován
Johann Gregor Mendel (1822 - 1884)
sleduje variabilitu, rozdílnost a přenos
druhových a dědičných znaků, mezi rodiči a
potomky i mezi potomky navzájem.
velký význam pro člověka má lékařská neboli
klinická genetika (zkoumá člověka, genetické choroby….)
genetické poradenství (plánování potomků a prevenci vrozených vývojových
vad)
výzkum rakovinného bujení, imunitního systému a imunitních reakcí a
v mikrobiologickém výzkumu.
význam genetiky ve forenzních metodách (genetické testy pomáhají při
usvědčování zločinců, při identifikaci tělesných ostatků nebo ztracených osob)
genetické testy otcovství.
podobory genetiky patří například: molekulární genetika, cytogenetika,
imunogenetika, onkogenetika, populační genetika, klasická (Mendelovská)
genetika, genetika rostlin (bakterií, virů…), evoluční genetika, a lékařská
(klinická) genetika.
William Bateson (1861 - 1926), který jako první použil termín genetika (1906),
heterozygot a homozygot
Wilhelm Johannsen (1857 - 1927) zase jako první zavádí pojmy gen, genotyp a genotyp
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 33
Thomas Hunt Morgan (1866 - 1945) nových poznatků o genech a genové vazbě, 1933
stal se prvním genetikem, který získal Nobelovu cenu.
James D. Watson a Francis H. Crick, kteří onoho památného roku 1953 předložili
strukturní model dvoušroubovice DNA
1962 – Nobelova cena
Slovníček některých pojmů:
Alela – konkrétní forma genu
Dědičnost – schopnost organismu uchovávat soubory genetických informací a předávat
je nezměněné svým potomkům
Dědičnost vázaná na pohlaví – geny se nacházejí na pohlavních chromozomech a
přenáší se společně s nimi
Dominantní – fenotypová nadřazenost funkce určité alely vůči párové alele (AB)
Gen – jednotka genetické informace o určitém znaku
Genetika populací – genetika zkoumající přenos genů v rámci populace
Genofond – soubor genů určité skupiny organismů (populace, skupiny populací…)
Genom – soubor všech genů jádra
Genotyp – soubor všech genů v organismu
F1, F2 generace - první, druhá generace potomků
Fenotyp – soubor všech znaků a vlastností daného organismu
Heterozygot – jedinec, který ve svém genotypu obsahuje dvojici funkčně rozdílných alel
(AaBb )
Homozygot – jedinec, který ve svém genotypu obsahuje dvojici funkčně shodných alel
(AABB)
Chromozóm – vláknitý nebo pentlicovitý útvar v jádře buněk (v jeho DNK je obsažena
genetická informace)
Karyotyp – soubor chromozómů buněčného jádra (23 párů chromozomů)
Mutace - změny genetické informace způsobené působením mutagenních faktorů.
Nukleová kyselina – organická látka významná z hlediska kódování genetické
informace
P generace - rodičovská generace
Pohlavní chromozom – heterochromozóm = gonozóm, určují pohlaví jedince (X, Y)
Populace – soubor jedinců stejného druhu, žijící na určitém území v určitém čase a
mohou se spolu křížit potomkům
Proměnlivost – změna znaků a vlastností potomků vlivem kombinace genetické
informace rodičů
Recesivní – fenotypová podřízenost funkce určité alely vůči párové alele (/ ab)
Savčí a ptačí typ pohlaví – určení pohlaví podle páru pohlavních chro.
Somatický chromozóm – ostatní chromozómy buněčného jádra kromě pohlavních
chromozómů (22 párů chro.)
Zygota – buňka vzniklá spojením samčí a samičí gamety (pohlavních buněk), vajíčko
oplozené spermií životního prostředí
Znak - konkrétní projev genu = morfologický - barva očí, typ postavy ...
= funkční - schopnost orgánů vykonávat jednotlivé funkce
= psychický - nadání, ...
= kvalitativní - určují "kvalitu" částí organizmu
(například barvu)
= kvantitativní - určují počet nebo velikost části organizmu
nebo i celého organizmu (například výška)
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 34
DNA kyselina deoxyribonukleová., její molekula je tvořena dvěma polynukleotidovými
řetězci
dusíkaté báze jsou zastoupeny deriváty purinu (Adenin, Guanin) a pyrimidinu
(Cytosin, Thymin)
schopnost zajišťující dědičnost
RNA kyselina ribonukleová
molekula je tvořena jen jedním
polynukleotidovým vláknem
sacharidovou složku tvoří 5C cukr
D- ribosa, N-báze tvoří Adenin,
Cytosin, Guanin a URACYL (místo
Thyminu, pyrimidinová báze).
vyskytují se 3 základní typy RNA:
mRNA: messenger RNA neboli
informační, přenáší informaci o pořadí
aminokyselin z
jádra k místu proteosyntézy.
tRNA: transferová RNA, přináší aminokyseliny proteosyntetický aparát buňky.
rRNA: ribozomální RNA, tvoří stavební složku ribozomálních podjednotek, vyskytuje
se v několika velikostně odlišných typů.
Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 35
Dědičnost a její typy
1. zákon
při křížení dvou homozygotů (dominantního - AA a recesivního - aa) vzniká jednotná
generace potomků
heterozygotů se stejným genotypem (Aa) i fenotypem.
2. zákon
při křížení dvou heterozygotů
může být potomkovi předána
každá ze dvou alel (dominantní i recesivní) se stejnou pravděpodobností.
3. zákon
je zákonem o nezávislé – volné
kombinovatelnosti alel různých alelových
párů
Mezi dědičné choroby patří: enzymopatie - což jsou poruchy metabolických dějů, způsobující nedostatek enzymů, např.:
albinismus - nedostatek melaninu, jedinec má světlou kůži, bílé vlasy a červené oči;
genitální syndrom - zvýšená tvorba testosteronu u žen;
fenylketalonurie - chybí hormon v játrech, který má vliv na tvorbu tyrosinu;
galaktosemie - alergie na mléko;
vitamínové poruchy - např.:
nedostatek B6 - způsobí křeč až smrt;
nedostatek D - nemoc křivice;
poruchy specifických bílkovin - např.:
talasemie - nedostatek hemoglobinu
poruchy imunity - např.:
porucha B-lymfocytů;
porucha T-lymfocytů;
poruchy struktury bílkovin - poruchy stavby kostí, tkání a svalů, např.:
Marfanův syndrom - vypouklé čelo, dásně přes zuby;
Opitzův syndrom - tenké končetiny;
chromozomové aberace - změny v počtu nebo struktuře chromozomů, např.:
Downův syndrom - na 21. chromozomu vznikne třetí chromatida (trizomie), znaky: převislá
víčka, široká tvář, široký plochý nos, pootevřená ústa, plochý široký jazyk, který nelze
vypláznout, mentální porucha;
Patauův syndrom - porucha 13. chromozomu (3 chromatidy, tj. trizomie), znaky: nízké čelo,
anomálie v tváři, víceprstost, těžké srdeční poruchy, někdy bez vývodu vylučovací nebo
trávicí soustavy, hluchota;
Turnerův syndrom - jedinec bez druhotných pohlavních znaků, dětský vzhled;
- u žen, slabomyslnost, neplodnost
Edwardsův syndrom - trizomie 18. chromozomu, znaky: špatně vyvinuté vnitřní orgány,
slabomyslnost, protažená hlava;
Syndrom XXX (superžena) - znaky: slabomyslnost, neplodnost;
F2 AB Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
aB AaBB AbBb aaBB aaBb
ab AaBb Aabb aaBb aabb