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

1. Karyokyneze – dělení jádra

 

1. 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

1. Profáze – objevují se chromozomy, rozklad jaderných obalů, centriola se zdvojí, každá z páru jde k jednomu pólu buňky
2. 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
3. Anafáze – vlákénka dělicího vřeténka se začínají zkracovat Þ přitahují jednotlivé poloviny chromozomů k pólům
4. 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

1. Proměna profáze – chromozomy se objevují, rozpouští se jaderná membrána, objevuje se dělicí vřeténko

 

2. Metafáze- homologické chromozomy se k sobě přiloží (opticky se zmenší počet chromozomů), ale zůstává stejný počet molekul DNA

 

3. Anafáze – dochází k rozchodu homologických chromozomů k pólům, celé dvojpárky – redukce počtu chromozomů

 

4. 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

 

1. Prvky makrobiogenní – 99,9% prvků v těle
2. základní – C, H, O, A
3. ostatní – S, P, Mg, Ca, K, Na, Cl
4. Prvky mikrobiogenní – kovy- součásti enzymů

Fe, Cu, Zn, Mo, Co,.. = stopové prvky, nedostatek způsobuje problémy

 

SLOUČENINY

1. 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

2. Organické – spojené s výživou- cukry, tuky, bílkoviny

Cukry a) jednoduché – triosy (součásti cyklů, dále se nerozkládají)

Hexozy – glukóza , fruktoza, galaktíza

Pentózy – cyklické – ribosa deoxyribosa

1. b) složené – disacharidy – laktóza, maltóza, sacharóza
2. 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

1. neutrální – estery mastných kyselin (stearová, palmitová + glycerol)
2. vosky – kutikula, včelí vosk, lanolin (ovce)
3. fosfolipidy – tvorba biomembrán
4. steroidy – testosteron, hormony, vitamin D

 

Bílkoviny – základem jsou aminokyseliny, s peptidovou vazbou – peptidové řetězce,

živé  organismy vytváří 20 aminokyselin

1. 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

1. 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