Základní vlastnosti živých organismů Růst a vývoj -
diferenciace (rozrůznění) a specializace ontogeneze – vývoj jedince fylogeneze – vývoj druhu
Rozmnožování a dědičnost -
proces vzniku nového jedince pohlavní – splynutí samčí a samičí pohlavní buňky nepohlavní – dělení buněk, řízkování, pučení dědičnost – předání vlastností
Pohyb -
bičíky, brvy, panožky, ploutve, končetiny, celý povrch těla
Dráždivost -
schopnost reagovat na podměty z vnějšího prostředí -> udržování stálého vnitřního prostředí (homeostáze) autoregulace
Metabolismus -
látková a energetická přeměna organismus je otevřený systém, který s okolím vyměňuje látky, informace, energii
Chemické složení -
-
jednotný princip chemického složení - bílkoviny (stavební materiál) - nukleové kyseliny (nositelky genetické informace) - tuky - sacharidy vysoká organizovanost - domény : Archea, Bakteria, Eukarya
Vznik života na Zemi -
Země vznikla před 4,6 mld. lety život vznikl před 3,5 mld. lety
Názory na vznik života -
Kreační teorie – svět stvořil Bůh (Carl Liné) Teorie samooplození – vznik organismů z neživé hmoty Teorie panspermická – zárodky putují vesmírem, při dopadu se rozšíří na Zemi Oparinova teorie – život vznikl z neživé hmoty
1
1. chemická evoluce (S. Miller) -> jednoduché bílkoviny - probiotický bujón = prapolévka - vznik koacervátů (A. Oparin) -> neživé organismy - kapénky bílkovin urychlují metabolismus - metabolon – termodynamický otevřený systém - nelze rozmnožovat VZNIK ŽIVOTA SOUVISÍ SE VZNIKEM GENETICKÉHO KÓDU A ZABEZPEČENÍM REPLIKACE (ZDVOJENÍ) NUKLEOVÉ KYSELINY, KTERÁ OBSAHUJE GENETICKOU INFORMACI 2. -
-
biologická evoluce eobionti (probionti) -> předchůdci organismů přírodní výběr (přežije ten, který se lépe přizpůsobí prostředí a dokáže se rozmnožit) 2. teorie o eudosymbióze - plastidy -> chloroplasty - chromoplasty - leukoplasty základní mechanismy evoluce - četnost vzniku mutace
Nebuněčné organismy – viry =
-
-
-
vnitřní parazité, nejsou schopni samostatné existence => - nemají vlastní metabolický aparát - nemají aparát pro syntézu bílkovin (ribozomy, t-RNA) - nejsou schopni samostatného růstu a dráždivosti - k rozmnožování potřebují buňku velikost: 20-390 nanometru VIRION = klidová forma viru, která je schopna infikovat hostitelskou buňku složení: - nukleová kyselina => zde uložena genetická informace - DNA -> DNA viry - RNA -> RNA viry - kapsid = bílkovinný obal, který je složen z makromolekul bílkovin = kapsomery - některé viry mají membránový obal - tvořen z fosfolipidu a bílkovin klasifikace virů - bakteriofág – viry, které napadají bakterie - cyanofág – viry, které napadají sinice - mykofág – viry, které napadají houby - živočišné viry - rostlinné viry rozmnožování virů – lytický a lyzogenní cyklus
2
Lytický cyklus 1. vazba virionu na povrch hostitelské buňky - na povrchu hostitelské buňky musí být receptor 2. proniknutí (penetrace) viru do buňky (proces podobný fagocytóze) = virová infekce - u bakteriofága pouze NK, jinak pronikají celé viry 3. uvolnění NK z kapsidu enzymatickým rozložením 4. replikace (zdvojení) nukleové kyseliny 5. syntéza virových bílkovin – v jádře či na ribozomech hostitelské buňky 6. zrání viru -> obalení NK, vznik kapsidu 7. uvolnění viru z hostitelské buňky -> rozpad buňky (lýza)
Lyzogenní cyklus = -
začlenění virové nukleové kyseliny do chromozomu hostitelské buňky -> stává se součástí chromozomu a předává se dceřiných buňkám jako provirus (u bakteriofágu – prefág) za určitých podmínek (fyzikálních, chemických) může provirus udělat buňce nové vlastnosti -> buňka nádorová (onkogenní)
Příklady virových onemocnění -
-
způsobené RNA viry: - mozaiková onemocnění tabáku a rajčat - AIDS, zarděnky, příušnice, spalničky - rýma, chřipka, dětská obrna - kulhavka, vzteklina, slintavka - klíšťová encefalitida způsobené DNA viry: - opar, bradavice, mononukleóza, neštovice
Podvirové jednotky -
viroidy - malé řetězce RNA bez kapsidu - způsobují onemocnění kulturních rostlin - bledost okurek - vřetenatost bramborových hlíz - zakrnělost chmele
-
priony - specifická infekční bílkovina (kódována strukturním genem hostitelské buňky) - infekce: - kuru - nemoc šílených krav (BSE) - Creutzfeldt-Jakobova nemoc) - scrapie (drbavka koz a ovcí 3
-
virusoidy - jsou nukleové kyseliny (DNA a RNA), uzavřené v kapsidech některých virů vedle jejich nukleové kyseliny vlastní
Prokaryotická buňka -
prokaryotická – pro(před) karyon(jádro) – před jaderná velikost – 1-10 µm tvar - kulovitý, tyčinkovitý jednodušší než eukaryotická žádné rozdělovací membrány
Stavba -
buněčná stěna - u všech kromě mykoplazmatu - látka stěny je polysacharid peptidoglykan=murein, u archeí – pseudomurein - je pórovitá a plně propustná - funkce: - ochrana mechanická, chemická - udržuje stálé vnitřní prostředí - udržuje tvar - kompenzuje vysoký osmotický přetlak uvnitř buňky
-
cytoplazmatická membrána
-
-
stavba: - 2 vrstvy fosfolipidů - bílkoviny a sacharidy funkce: - zajišťuje stálé vnitřní prostředí (teplota, tlak) | - buněčné dýchání - je selektivně propustná a plastická 4
-
-
-
-
-
-
-
-
cytoplazma - vyplňuje prostor buňky - zásobní jednotka - glykogen - poly-β-hydroxymáselná kyselina (zdroj uhlíku a energie) - volutin (zdroj fosforu) - někdy kapénky síry (sirné bakterie) jaderná hmota - nukleoid - 1 chromozom, haploidní - 20% objemu buňky - chemicky holá molekula DNA - 1000x delší DNA než sama buňka - volně v plazmě - funkce – řízení, genetická informace (3500 genů) - replikace (zdvojení) - z 1 bodu postupuje na obě strany kružnicové molekuly a končí v bodě, který je protilehlý počátku replikace plazmidy - malé cyklické molekuly DNA v cytoplazmě (nesou doplňkovou informaci) ribozomy - funkce – tvorba bílkovin další organely: slizovitý obal - funkce – zvyšuje odolnost - nad buněčnou stěnou gykokalyx - další vnitřní obal - funkce – umožňuje buňkám ulpívat na různých podkladech bičík - organela pohybu fimbrie - krátká nepohyblivá vlákna - umožňuje přilnutí k povrchu či konjugaci (rozmnožování) bakterií mezozóm - vchlípenina cytoplazmatické membrány - pravděpodobně souvisí s dělením buněk - u heterotrofních organismů thylakoidy - vchlípenina cytoplazmatické membrány - u fotosyntetizujících organismů - obsahují fotosyntetická barviva plynové vakuoly - u fototrofních buněk - funkce – nadnášejí buňku 5
-
endospory - tvoří se u některých bakterií (uvnitř buňky)
Prokaryota -
-
doména ARCHEA - v buňkách pseidomureinu - termofilní (45-110°C) - halofilní (koncentrace NaCl 12%) - metanogenní – produkují methan (CH4) doména BAKTERIA - bez buněčné stěny (mykoplazmata) - grampozitivní s buněčnou stěnou - gramnegativní s buněčnou stěnou - cyanobakterie (sinice)
Bakterie -
tvar: -
kulatý – kok
streptokok
stafylokok
-
-
tyčinkovitý - spirála - spirochéta mají bičík výživa bakterií: - autotrofní - zdroj energie uhlík z CO2 - fotoautotrofní – energie ze slunečního záření - chemoautotrofní – energie z anorganických látek - dusík získávají z dusitanů, dusičnanů a amoniku - heterotrofní - zdroj energie uhlík z organických látek - fotogeterotrofní – energie ze slunečního záření - chemoheterotrofní – energie z organických látek (dýchání, kvašení) - dusík získávají z bílkovin nebo z jiných organických látek
6
-
aerobní - potřebují O2 anaerobní - obligátně anaerobní – O2 je pro ně jed - fakultativně anaerobní – O2 mohou i nemusí mít
Rozmnožování bakterií -
-
nepohlavní - dělení - pučení pohlavní - bakterie se stává částečně diploidní (má 2 chromozomy) - výměna částí chromozomů - 3 způsoby: - TRANSFORMACE - živá buňka pojme část nukleové kyseliny z odumřelé bakterie - TRANSDUKCE - přenáší se část nukleové kyseliny přes viry (bakteriofágy) do jiné buňky - KONJUGACE - spojení
Půdní bakterie - ovlivňují její úrodnost - humus obsahuje saprofytické bakterie -> rozkládají organické zbytky -> mineralizace - nitrifikační bakterie: amoniak a dusitany přeměňují na dusičnany (ty můžou rostliny využít) - denitrifikační bakterie - opak nitrifikačních - hlízkové bakterie - dokáží vázat vzdušný dusík a přeměnit ho na dusičnany - žijí v symbióze na kořenech bobovitých rostlin Význam bakterií -
genové inženýrství – inzulin příprava potravin – mléčné a octové kvašení (jogurty) kvasné a hnilobné bakterie ve střevech patogenní bakterie - způsobují onemocnění: borelióza, tetanus, syfilis, kapavka, tuberkulóza…
Sinice (cyanobakterie) -
fotoautotrofní organismy jednobuněčné nebo vláknité (vlákno přeměněno na stélku) - vždy ve slizovém obalu nemají bičík, pohybují se drkavých pohybem (jen u vláknitých) v tylakoidech mají chlorofyl A, β-karoten, fykoerythrin (červený), fykocianin (modrý) zásobní látka: sinicový škrob tlustostěnné buňky (heterocysty) -> schopnost vázat vzdušný dusík N2 7
-
-
-
-
akinety (arthrospory) - klidové buňky (klidové stádium) - význam při rozmnožování rozmnožování - jednobuněčné – dělení - vláknité – tvorba hormogónií výskyt a význam - voda, vlhká půda, skály, kůry stromů - vodní květ – přemnožení sinic (odumírání vodních organismů, zamezený přísun kyslíku) - symbióza - mechorosty - kapraďorosty - cykasy - houba + sinice = lišejník - vznik travertinu - zvětrávání - stromatolity (sinice + bakterie) - pěstování rýže - lékařství zástupci - sinivka - drkalka - jednořadka
8
