INTEGROVANÝ VĚDNÍ ZÁKLAD 2 BIOLOGIE Přednáška č.1 NEŽIVÁ -- ŽIVÁ PŘÍRODA (návaznost na IVZ I) ŽIVOT - OBECNÉ VLASTNOSTI (I.) (základní pojmy, chemické složení, buňka) Ing. Helena Jedličková Přednáška č.1 NEŽIVÁ -- ŽIVÁ PŘÍRODA ŽIVOT - OBECNÉ VLASTNOSTI (I.) Obsah: l I. Úvod: biologická část IVZ 2 (povinné a volitelné předměty: podmínky- cíle studia, literatura) l II. Neživá a živá příroda - rozdíly, ! život, živé soustavy, jedinec, biologický druh ! l III. ! ŽIVOT -- OBECNÉ VLASTNOSTI ! I. ÚVOD l A. Povinné a volitelné předměty l B. Cíle a podmínky studia l C. Literatura Ad. A. Povinné a volitelné předměty -- podmínky studia l IVZ-přednášky= 4 semestry: 1., 2., 3. semestr zakončen testem, 4.semestr - ZK Na přednášky IVZ v jednotlivých semestrech navazují povinná a volitelná cvičení l Informace, obsah, podmínky studia a literatura viz. IS PdF MU) l Povinné předměty navazující na přednášky IVZ: 1. semestr - Terénní cvičení z pěstitelství a aplikované ekologie - zápočet 3. semestr - Základy biologie -- kolokvium (teorie z IVZ 1 + 2 +3 + cvičení) 4. semestr - Praktikum z biologie a pěstitelství -- kolokvium ( IVZ 3+4 + cv.) 5. semestr - Aplikovaná biologie -- cvičení.- zápočet l Cvičení z volitelných předmětů Učení o přírodě - NEŽIVÁ A ŽIVÁ PŘÍRODA (1.-10. semestr) mají studentům umožnit: 1, - snadnější proniknutí do problematiky, pokud nemají dostatečné středoškolské znalosti z některé části učení o přírodě, požadované v povinných předmětech (znalosti z mineralogie, geologie, fyziologie, genetiky, taxonomie, botaniky, zoologie, ekologie, aplikované biologie..) 2, - zajímavou formou prohlubovat a rozšiřovat znalosti, praktické činnosti a dovednosti, požadované v povinných předmětech = alternativní formy a metody vzdělávání o přírodě 3 - profilaci studentů =specializace na učení o přírodě a environmentální výchovu ( = povinné absolvování předepsaných volitelných předmětů- viz. IS) Ad B. IVZ 2 - cíle studia l ŽIVOT - podmínky, projevy, biologické zákonitosti l pochopení základních principů existence života - absolvent by měl znát gnozeologický základ tak, aby obsah nejen chápal, ale i - na modelových příkladech pro 1. st. jej uměl vysvětlit žákům Ad. C. Literatura: l Klíčová slova / viz. tématické okruhy/ lze vyhledat v následujících publikacích: (pozn. doporučený studijní materiál je podtržen, ostatní publikace jsou alternativní) l 1. Stockley,Corinne. : Ilustrovaný přehled biologie, Blesk, Ostrava 1994 l 2. Stockley,Corinne. : Ilustrovaná encyklopedie biologie, Fragment, Havlíčkův Brod 2000 l 3. Jelínek,J., Zicháček,V. : Biologie pro gymnázia, Olomouc, Olomouc 1999 jakékoliv středoškolské event. vysokoškolské učebnice biologie k vyhledání klíčových slov Další vhodná literatura : l 4, Učebnice přírodopisu a biologie pro II. st. ZŠ a SŠ Kvasničková,D.aj.: Přírodopis 5(6) roč., Fortuna, Praha 1993 Kvasničková,D.aj.: Poznáváme život- přírodopis 6(7) roč., 1, Fortuna, Praha 1994 Kvasničková,D.aj.: Poznáváme život- přírodopis 6(7) roč., 2, Fortuna, Praha 1995 Dobroruka,L.J. aj.: Přírodopis , Scientia, Praha , 1998 aj. l 5, Hamčová,H., Vlková,I. : Biologie v kostce I, II, Fragment, Praha 1997 nebo podrobné: Rosypal,S. : Přehled biologie, Scientia, Praha 1994 Romanovský,A. a kol. : Obecná biologie, SPN, Praha 1984 Doplňující literatura : l Beckett.B., Gallagherová,R.M.: Přehled učiva biologie, Svojtka , Oxford-Praha, l998 Čížková,J., Bradáčová,L. : Přehled živé přírody, Alter, Praha 1993 aj. * NEŽIVÁ A ŽIVÁ PŘÍRODA -- rozdíly (návaznost na IVZ 1) ŽIVOT, živé soustavy, jedinec, BIOLOGICKÝ DRUH l 1, Živé soustavy jsou tvořeny stejnou hmotou jako je hmota neživých předmětů. (Jsou složeny z chemických prvků a sloučenin!) l 2, V živých organismech platí všechny zákony fyziky a chemie stejně jako v neživé přírodě. !! Rozdíl spočívá v tom, jak je hmota organizována v prostoru a v čase. Hmota živých soustav je organizována velmi složitě, je tvořena BIOGENNÍMI PRVKY (makrobiogenní, mikrobiogenní- stopové) !! !! V živé přírodě (v organismu, buňce...) probíhají chemické přeměny, které jsou nutné pro zachování její existence. Tyto procesy směřují k uchování soustavy a k její reprodukci, tj. k uchování existence jedince a druhu. Kdyby tomu tak nebylo, soustava by se rozpadla, přestala by být živou. !! ŽIVOT je zvláštní forma neživé hmoty: 1, život = přírodní děj 2,život = život jedince (vznik-smrt) l Živé soustavy se od neživých předmětů liší složitostí organizace. Jedinec a biologický druh l !! Živá příroda se skládá z jednotlivých živých bytostí = jedinec, individum, popř. organismus = soustava ohraničená od okolí, časově omezená a schopná vykonávat všechny životní funkce. Mezi ní a okolím probíhá výměna látek a energií v prostoru a čase. l !! Biologický druh = soubor organismů podobných vlastností, schopných se navzájem rozmnožovat a mít plodné potomstvo. I druh je ohraničenou soustavou. III. Obecné vlastnosti živých organismů l jsou společné všem organismům a jako celek je odlišují od neživé přírody !!! !!!!! Obecné vlastnosti živých organismů (1) l 1, Zvláštní chemické složení -- hl. organické látky (bílkoviny a nukleové kyseliny, tuky a sacharidy...) => vysoký obsah biogenních látek. l 2, Složitá makro- i mikrostruktura -- živé organismy jsou vysoce organizované a strukturálně složité organismy, jsou uspořádány stupňovitě (hierarchicky) -- např. atomy uspořádány do molekul atd. Cílem je co nejlepší průběh biochemických procesů. l 3, Buněčná stavba -- všichni kromě virů mají základní stavební jednotku -- buňku. l 4, Metabolismus = přeměna látek a energie A, Látkový metabolismus = přeměna látek -- organismus přijímá z vnějšího prostředí látky, ty zpracovává na látky tělu vlastní a pak odstraňuje zplodiny metabolismu. B, Energetický metabolismus = přeměna energie -- úzce souvisí s látkovým metabolismem = příjem a přeměna energie z potravy = rozklad potravy => vznik energie (využije hned, zásoba ATP -- adenosin trifosfát) !!!!! Obecné vlastnosti živých organismů (2) l 5, Růst -- kvantitativní změna organismu, nevratné zvětšování objemu a hmoty organismu, často spojené se změnami tvarů organismu l 6,Vývoj - ontogeneze-- kvalitativní změna organismu l 7, Dráždivost (pohyb) -- schopnost reagovat na podněty přicházející z prostředí l 8, Autoregulace -- pochody uvnitř organismu jsou regulovány v závislosti na vnějším prostředí zpětnými vazbami) l 9, Rozmnožování a dědičnost -- schopnost organismu produkovat potomky s podobnými vlastnostmi rodičů l 10, Proměnlivost a fylogeneze (9,10 = základ evoluce) Obecné vlastnosti živých organismů (I.) Ad. 1. Chemické složení živých organismů l SUŠINA = zbytek těla organismu po odstranění vody, obsahuje organické a anorganické látky l POPELOVINA = zbytek těla organismu po spálení, obsahuje jen anorganické látky Obecné vlastnosti živých organismů (I.) Ad. 1. Chemické složení živých organismů I. PRVKOVÉ SLOŽENÍ: Obecné vlastnosti živých organismů (I.) Ad. 1. Chemické složení živých organismů II. LÁTKOVÉ SLOŽENÍ: ANORGANICKÉ LÁTKY l VODA tvoří asi 60 -- 95 % objemu těla dokonalejší a starší organismy mají zpravidla méně vody (např. medúzy 98 %, houby 35 -- 95 %, zelené rostliny 70 -- 85 %, člověk 60 -- 63 %, semena 5 -- 20 %) Význam: 1. rozpouštědlo -- organických i anorganických látek , rozkládá je na lehce vstřebatelné ionty 2. transportní médium - přesuny infúzí, bez potřeby energie 3. chemický aktivátor 4. pH -- souvisí se stálým udržením pH 5. termoregulace -- poměrně dlouho kumuluje teplo a poměrně rychle se ho zbaví, zabraňuje přehřátí organismu 6 produkt metabolismu aj. Obecné vlastnosti živých organismů (I.) Ad. 1. Chemické složení živých organismů ORGANICKÉ LÁTKY l 30 % organismu, 90 % sušiny Význam: l stavební látky => tvoří různé struktury buněk a mezibuněčné prostory l zdroj a přenašeče energie funkce zásobní l řídící funkce (DNA, hormony, enzymy) aj. Obecné vlastnosti živých organismů (I.) Ad. 1. Chemické složení živých organismů - ORGANICKÉ LÁTKY a, SACHARIDY- CUKRY Význam: l 1,rychlý zdroj energie (glukóza, škrob, glykogen,...) l 2, stavební látky (celulóza, chitin) l 3,schopnost udržovat a přenášet energii vázanou v chemických vazbách l 4,snadno se nesou krví - vstřebávají se z potravy-projdou stěnami do tkáňového moku l 10 % z organických látek těla Obecné vlastnosti živých organismů (I.) Ad. 1. Chemické složení živých organismů - ORGANICKÉ LÁTKY b, LIPIDY - TUKY l - estery vyšších karboxylových (mastných) kyseliny a alkoholu l - kapalné nebo pevné látky- většinou nerozpustné ve vodě (=> Význam: 1, tepelný izolátor, ochrana proti vodě 2, zásobárna energie (oproti cukrům obrovské množství energie) 3, rozpouštědla (např. vitamínů...) 4, stavební látky l 2 % z organických látek těla Dělení: l neutrální tuky -- estery mastných kyselin (olejová, stearová, palmitová) a alkoholu glycerolu l vosky -- slouží k promaštění srsti - odpuzení vody (např. lanolin -- srst ovcí) l fosfolipidy -- stavební látky v buňce (hl. buněčná membrána) Obecné vlastnosti živých organismů (I.) Ad. 1. Chemické složení živých organismů - ORGANICKÉ LÁTKY c, BÍLKOVINY = PROTEINY Význam: l funkční látky (enzymy, protilátky, některé hormony..) l zásobní látky (např. v semenech luštěnin) l stavební látky (např. keratin, aktin, myosin, kolagen, elastin...), l druhově a individuálně specifické = produkty sekundárního metabolismu (zásada obrany těla)!!!!! l - 30 % z organických látek těla Obecné vlastnosti živých organismů (I.) Ad. 1. Chemické složení živých organismů - ORGANICKÉ LÁTKY d, NUKLEOVÉ KYSELINY - makromolekulární látky složené z nukleotidů: l Deoxyribonukleová kyselina DNA -funkce: nositel genetické informace l Ribonukleová kyselina RNA - funkce: syntéza bílkovin Obecné vlastnosti živých organismů (I.) Ad. 1. Chemické složení živých organismů - ORGANICKÉ LÁTKY FUNKČNÍ TŘÍDĚNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK: l a) ENZYMY = BIOKATALYZÁTORY l b) VITAMÍNY l c) HORMONY l d) BIOLOGICKÁ BARVIVA l e, TŘÍSLOVINY = TANINY l f) SILICE A PRYSKYŘICE l g) GLYKOSIDY l h) ALKALOIDY l i) ORGANICKÉ KYSELINY l j) TERPENY l k) KLOVATINY l l) LATEXY BUŇKA l DOSTUDOVAT Z LITERATURY: - obecná stavba buňky rostlin, živočichů a hub - funkce organel, rozdíly - prokaryotická a eukaryotická buňka a třídění organismů Tématické okruhy-klíčová slova l TÉMATICKÝ OKRUH 1.Biologické vědy-předmět a metody zkoumání l Život -charakteristika živých soustav, základní podmínky a projevy života l Chemické složení živé a neživé přírody (třídění prvků -- l makrobiogenní, mikrobiogenní , stopové a sloučenin -- anorganické látky, organické látky v živých organismech) l TÉMATICKÝ OKRUH 5.Organismus -rozmanitost života l Prokarryota-prvojaderní: říše nebuněční=podbuněční- hlavně viry - stavba, význam l říše prvobuněční -hlavně bakterie a sinice -"- l Eukariota - jaderní : říše rostliny, houby, živočichové -"- l (POZNÁMKA: charakteristika na úrovni přehledu literatura č.11) l l /Stavba buňky a základní rozdíly ve stavbě buněk organismů uvedených říší, přenos látek přes membránu - difuze a aktivní transport, turgor a osmóza. l Základní buněčné organely eukariot a jejich funkce(buněčná stěna, cytoplazma, jádro,vakuoly-lyzozomy, mitochondrie, endoplasmatické retikulum, plastidy), mitóza a meióza- vysvětlit význam