BUNĚČNÝ CYKLUS A REPRODUKCE BUŇKY
- růst a rozmnožování – základní vlastnosti organismů
Růst – buňka přijímá látky z prostředí, využívá je jako zdroj energie a jako stavební látky, narůstá do určité velikosti (geneticky dané) ® dělení na 2 buňky dceřiné (poloviční než mateřská) ® růst do velikosti mateřské
- cyklický děj – BUNĚČNÝ CYKLUS
- syntetická fáze – zdvojení počtu molekul DNA
Chromozom – objevuje se v době buněčného dělení, vláknitý útvar, v interfázi jsou neviditelné v optickém mikroskopu, před syntetickou fází je chromozom tvořen 1 molekulou DNA, která může být dlouhá až 5 cm Þ zdvojení (2 stejné molekuly)Þ příprava – molekula DNA se obtáčí kolem histonů (bílkoviny) ®zkrácení délky® začnou se vytvářet kličky ® spirálovitě se stáčí ® chromozom, který lze vidět optickým mikroskopem
Počet chromozomů v buňce: 1 a více
Normální tělní buňka – 2 chromozomy- vždy v párech – stejně velké podobné genetické vlastnosti, záleží, který z páru je silnější, množství kombinací (barva očí,..) = homologní/ homologické chromozomy
- počet chromozomů nezávisí na dokonalosti, ale na druhové specifičnosti (příbuzné druhy zhruba stejný počet)
- různé chromozomy =heterologické – v každé buňce 2 sady chromozomů
VLASTNÍ DĚLENÍ BUŇKY
- Karyokyneze – dělení jádra
- Cytokyneze – dělení cytoplazmy
- ke konci karyokineze dochází k cytokinezi
Typy Karyokineze:
AMITÓZA – přímé dělení – nestejnoměrné rozdělení genetické informace ( např. rakovinné bujení) Þ degenerace
MITÓZA – nepřímé dělení
- Profáze – objevují se chromozomy, rozklad jaderných obalů, centriola se zdvojí, každá z páru jde k jednomu pólu buňky
- Metafáze – mezi centriolami se vytvoří vlákna Þ dělicí vřeténko, chromozomy se seřadí v rovníkové rovině, raménka se začnou rozdělovat, zůstávají spojeny v oblasti centromery, centromerou se připojují k vláknům dělicího vřeténka ® rozpojení chromozomů v oblasti centromery
- Anafáze – vlákénka dělicího vřeténka se začínají zkracovat Þ přitahují jednotlivé poloviny chromozomů k pólům
- Telofáze – rekonstrukce jader, chromozomy se despiralizují – přestávají být vidět v optickém mikroskopu
Cytokyneze – uprostřed anafáze se začíná vytvářet přepážka, u živočichů z povrchu dovnitř, u rostlinných zevnitř k povrchu
MEIÓZA – redukční dělení – redukce chromozomů na jednu sadu, u pohlavních buněk
2 za sebou jdoucí mitózy = zrací dělení
- Proměna profáze – chromozomy se objevují, rozpouští se jaderná membrána, objevuje se dělicí vřeténko
- Metafáze- homologické chromozomy se k sobě přiloží (opticky se zmenší počet chromozomů), ale zůstává stejný počet molekul DNA
- Anafáze – dochází k rozchodu homologických chromozomů k pólům, celé dvojpárky – redukce počtu chromozomů
- Telofáze – rekonstují se jaderné obaly, ale buňky hned přechází do druhého zracího dělení – chybí syntetická fáze ( nedochází k zdvojení počtu DNA molekul) – mitóza probíhá stejně
Þ redukce počtu DNA
ŽIVÁ A NEŽIVÁ PŘÍRODA
OBECNÉ VLASTNOSTI ORGANISMÚ:
- Zvláštní chemické složení těla – procentuální zastoupení prvků se liší od neživých organismů
- Složitá mikro a makrostruktura, přizpůsobení ke speciálním funkcím organismů
- Metabolismus – látkový – přijímají živiny, zpracovávají je, vydávají zplodiny,
– energetický – organismus musí získávat, zpracovávat a využívat energii
- Růst – nevratné zvětšování objemu těla, často spojené se změnami tvaru
- Vývoj – spojen s postupnými kvalitativními změnami organismu, které vedou ke změnám růstu
- Dráždivost – schopnost reagovat na podněty okolí
- Rozmnožování a dědičnost – schopnost organismů produkovat potomstvo, které má shodné znaky s rodiči
Stupně uspořádanosti živých soustav
Podbuněčné organismy – viry
Jednobuněčné organismy – bakterie, sinice, houby, živočichové
Buněčné kolonie – některé rostliny a živočichové
Mnohobuněčné organismy – všechny zbývající
Obligátní společenstva – sociální hmyz
CHEMICKÉ SLOŽENÍ
- živá těla vytváří asi 2/3 známých prvků
- Prvky makrobiogenní – 99,9% prvků v těle
- základní – C, H, O, A
- ostatní – S, P, Mg, Ca, K, Na, Cl
- Prvky mikrobiogenní – kovy- součásti enzymů
Fe, Cu, Zn, Mo, Co,.. = stopové prvky, nedostatek způsobuje problémy
SLOUČENINY
- Anorganické – VODA – vytváří stálé vnitřní prostředí
– účastní se biochemických reakcí
– rozpouštědlo (org. i anorg. látek)Þ snadný transport, vstřebávání
– disociace iontů ve vodě
– usnadňuje udržování stálého pH
– většina organismů – 60% vody v těle, při přečkávání
nepříznivých podmínek ® zpomalení biochemických procesů
® snížení množství vody (semena)
– čím primitivnější organismy – tím více vody v těle
Ca CO3, CaPO3
- Organické – spojené s výživou- cukry, tuky, bílkoviny
Cukry a) jednoduché – triosy (součásti cyklů, dále se nerozkládají)
Hexozy – glukóza , fruktoza, galaktíza
Pentózy – cyklické – ribosa deoxyribosa
- b) složené – disacharidy – laktóza, maltóza, sacharóza
- c) polysacharidy – zdroj energie, oporné hmoty, rostlinný škrob, glykogen –
živočišný škrob, celulóza – buněčné stěny, chitin- kutikula členovců
Tuky (lipidy) – kapaliny nebo pevné látky, nerozpustné ve vodě, zásoba energie,
tepelná izolace, ochrana proti vlhkosti
- neutrální – estery mastných kyselin (stearová, palmitová + glycerol)
- vosky – kutikula, včelí vosk, lanolin (ovce)
- fosfolipidy – tvorba biomembrán
- steroidy – testosteron, hormony, vitamin D
Bílkoviny – základem jsou aminokyseliny, s peptidovou vazbou – peptidové řetězce,
živé organismy vytváří 20 aminokyselin
- jednoduché – protaminy – vláknité bílkoviny
histony – klubíčka , bílé krvinky, chromozomy
albuminy – sérové bílkoviny,krevní plazma, vaječné obaly, mléko
globuliny – sérové v krvi , mléko, aktin, myosin, fibrinogen
skleroptoteiny – zpevňují, kolagen, elastin, spongin – houby
- složené – fosfoproteiny – kasein – mléko, ovobitelin – vajíčka
lipoproteiny – součást membránových struktur
chromoproteiny – barevné pigmenty, hemoglobin, hemocyanin
nukleové kyseliny – základní jednotka = nukleotid = báze + pentosa
báze pyrimidinové (U, T, C) a purinové (G, A) ribosa, deoxyribosa
RNA – řetězcová molekula obsahuje U, C, G, A, + ribosu
3 typy – mediátorová (mRNA), transferová (tRNA) a ribosomální (rRNA), určuje
pořadí aminokyselin v bílkovinách
DNA – deoxyribomukleová, 2 šroubovitě spojené řetězce jsou spojeny
vodíkovými můstky – vždy komplementární báze se spojují (C-G, T-A), je
nositelem dědičnosti, nachází se v jádře, mitochondríích a plastidech
enzymy – biokatalyzátory – usnadňují chemické reakce tím že snižují aktivační
energii, enzym se skládá z výkonné části – koenzymu (např kov), a nosiče –
apoenzymu, začíná fungovat až se tyto dvě části spojí
jeden enzym je schopen katalyzovat pouze jeden konkrétní typ chemické reakce =
substrátová specifičnost
Vitaminy – látkyrůzného chemického složení , nejsou jednotná chemická skupina, mohou být složkou enzymů nebo přímo enzymy, živočichové většinou nedovedou vyrobit – získávají je s rostlinnou stravou (vznikají většinou v rostlinnách)
Hormony – regulátory životních funkcí, i u rostlin
VODNÍ REŽIM A MINERÁLNÍ VÝŽIVA
VODNÍ REŽIM
Voda – základní stavební látka, rozpouštědlo – přenašeč živin, důležitá při fotosyntéze, zabraňuje přehřátí
3 fáze: PŘÍJEM
VÝDEJ – vydává velké množství vody – více živin
VEDENÍ
PŘÍJEM – prostřednictvím kořenového systému (spaciální kořenové vlásky)
Buněčné stěny + mezibuněčné prostory – koncentrace se vyrovnávají na základě difúze
Faktory : dostatek vody
Množství kořenových vlásků
Teplota půdy
Dostatek kyslíku (lepší kořenový systém)
Koncentrace půdního roztoku – čím větší – tím rychlejší nasávání
VEDENÍ – vytváří se vodivá pletiva – cévy – voda proniká, měl by vzniknout souvislý sloupec
Kořenový vztlak – jeden z faktorů vedení, rozdíl koncentrací souvisí s osmotickým tlakem u rostlin
Transpirační proud – na základě fyzikálních vlastností
Koheze vody – na základě soudržnosti vody
Adheze – přilnavost, molekuly vody mají tendenci se přichytit na stěny
Kapilarita – čím menší průřez – tím výš voda vystoupí
Transpirace – vypařování
Maximální výška do které je bez dodání energie voda schopná vystoupit – 115 m
VÝDEJ –vypařováním
ve formě kapaliny
Vypařování – část vody schopna proniknout přes pokožku – kutikulární transpirace (kutikula je slabá), stomatární transpirace – pomocí průduchů, rostlinou regulovatelná
Faktory: teplota vzduchu (sluneční záření)
Proudění vzduchu
Gutace – probíhá díky hydatodám – nelze uzavírat, dochází ke ztátám minerálních látek, přesto výhodné (kukuřice vyloučí za 1 období – 200l, bříza – za den až 400l)
MINERÁLNÍ VÝŽIA ROSTLIN
= příjem, vedení a využití minerálních živin nazbytných pro život rostliny
- příjem živin kořeny vyžaduje přísun energie (ATP)
Makrobiogenní prvky (C, O, H, N, S, K, P, Mg, Ca, Fe) – stavební funkce – 10 – 0,1% v sušině
C – základní stavební prvek všech živých organismů, získává se z atmosférického oxidu uhličitého, část z půdy HCO3(-)
O – v podobě molekul O2 z ovzduší, významný v procesu dýchání, organické sloučeniny těla rostliny získávají kyslík štěpením vody
H – ve vodě , přijímán rostlinami z vody, stavební prvek, význam v energetickém metabolismu rostliny
N – rostliny nejsou schopny přijímat v podobě atmosférické N2 ( pouze některé bakterie a sinice), hlízkové bakterie – v symbióze s bobovitými rostlinami, nejúčinnější vazači dusíku, i bakterie v půdě pomocí kořenů NO3 (-), NH4(+)
Nedostatek – omezuje růst rostliny (listů) – bledě zelené listy (snížená syntéza chlorofylu), zkracuje se vegetační růst, časnější dozrávání semen
P – přijímán z půdy jako H2PO4, HPO4(2-) účastní se významných dějů metabolismu, součást nukleových kyselin, ATP, vitaminů,..
Nedostatek – listy bledě zelené, malé, zpomalení růstu rostliny, snížení tvorby plodů
S – přijímána jako SO4 (2-), zabudována do některých aminokyselina bílkovin, SO2 ve
vyšších koncentracích velmi škodlivý
K – rozpustné draselné soli, obsažen v buněčných šťávách vakuol, zvyšuje odolnost proti malým teplotám a suchu, význam při otevírání a zavírání průduchů
Nedostatek – snižuje intenzitu fotosyntézy
Mg – Mg (2+) , součást molekuly chlorofylu, aktivuje činnost enzymů (přeměny ATP), nezbytný při fotosyntéze, dýchání, syntéze nukleových kyselin, bílkovin,..
Ca – přijímán jako Ca(2+), význam pro činnost buněčných membrán, neutralizuje toxické organické kyseliny, ovlivňuje aktivitu mnohých enzymů, dělení buněk,.., hromadí se ve starých pletivech
Nedostatek – trpí dělivá pletiva, zpomaluje se růst kořenů a celých rostlin
Fe – katalytické funkce, účastní se oxidoredukčních reakce u dýchání a fotosyntézy, obsaženo v chloroplastech
Nedostatek – snížení intenzity dýchání a fotosyntézy, žloutnutí a opad listů
Mikrobiogenní prvky (Cu, Zn, Mn, Mo, B, Cl) – fce katalytická, obsah v sušině nižší než 0,001%
B – jeden z nejdůležitějších mikrobiogenních prvků
Nedostatek – narušuje se matabolismus cukrů, tvorba květů a plodů, dochází k odumírání vzrostného vrcholu
Zn – přijímán jako Zn (2+), aktivuje enzymy, ovlivňuje syntézu bílkovin
Nedostatek brání využití fosforu rostlinou ® narušení tvorby semen
Cu – Cu(2+), hromadí se v semenech a rostoucích částech rostlin, součást enzymů (taky Mo, Fe), účastní se procesu fixace vzdušného dusíku
Nedostatek – zpomalení růstu
HNOJIVA – používají se pro zlepšení výživy kulturních plodin a zvýšení výnosů
- statková (organická) – hnůj, močůvka, kompost, kejda
nezastupitelný význam pro zlepšení vlastností půdy, humus
- průmyslová – dusíkatá – ledky KNO3, (NH4)2SO4
– fosforečná – superfosfát
– draselná – KCl, K2SO4
– vápenatá – mletý vápenec, pálené vápno
– kombinovaná -NPK