Katedra biologie PedF MU-Terénní středisko Kejbaly, Vinohrady 100, 639 00 Brno, Ing. Helena Jedličková 547 21 37 08, e-mail: jedlickova@ped.muni.cz 1 IVZ - Přednáška - konzultace č. 1 (biologie č.1) Obsah: - Úvod: biologická část IVZ (povinné a volitelné předměty, podmínky studia, literatura) - Vznik a vývoj života - Soustava biologických věd ÚVOD: Legenda k psanému textu: - text, kterému je nutno rozumět - text informační, vysvětlující - text základní, povinné znalosti - text vysvětlující základní text IVZ-přednášky= 4 semestry: 1., 2., 3. semestr zakončen testem, 4.semestr zakončen zkouškou. IVZ - část biologická -- podmínky absolvování Na přednášky IVZ navazují povinná a volitelná cvičení. Informace, obsah, podmínky studia a literatura viz. IS PedF MU) Povinné předměty navazující na přednášky IVZ: 1. semestr - Terénní cvičení z pěstitelství a aplikované ekologie - zápočet 3. semestr - Základy biologie -- kolokvium 4. semestr -- Praktikum z biologie, geologie a pěstitelství -- kolokvium 5.semestr -- Aplikovaná biologie -zápočet Cvičení z volitelných předmětů Učení o přírodě (1.-10. semestr) mají studentům umožnit: - snadnější proniknutí do problematiky, pokud nemají dostatečné středoškolské znalosti z některé části učení o přírodě, požadované v povinných předmětech (znalosti z mineralogie, geologie, botaniky, zoologie, taxonomie, fyziologie, genetiky, ekologie, aplikované biologie) - zajímavou formou prohlubovat a rozšiřovat znalosti, praktické činnosti a dovednosti, požadované v povinných předmětech = alternativní formy a metody vzdělávání o přírodě - profilaci studentů =specializace na učení o přírodě a environventální výchovu ( = povinné absolvování předepsaných volitelných předmětů- viz. IS) _______________________________________________________________ ____________ Literatura : Pracovní postupy, klíčová slova-viz. tématické okruhy-lze vyhledat v následujících publikacích: (pozn. doporučený studijní materiál je podtržen, ostatní publikace jsou alternativní) PP a Abi : 1, Vodáková a kol.: Pěstitelské práce, SPN, Praha 1991 2, Vodáková a kol.: Pěstitelské práce pro studující 1.st.ZŠ, SPN, Praha 1977,1989 3, Vodáková a kol.: Pěstitelské práce pro stududující spec. ped., SPN, Praha 198 4, Strumhaus, O., Zemanová, A,: Pěstitelské práce pro studium učitelství pro 1.st. ZŠ, PedF MU Brno 1990 5, Kincl, .,Kubicová, .: Základy rostlinné výroby pro učitele, PedF Ostrava 1990 6,Koupil,S. : Cvičení ze základů zemědělské výroby,Gaudeamus PdF,Hradec Králové 1993 7, učebnice pro pěstitelské práce nebo praktické činnosti-pěstitelství na ZŠ 8, atlasy, katalogy a ostatní doporučená literatura viz. přednášky+jednotlivá témata Zbi a Abi :9, Stockley,C. : Ilustrovaný přehled biologie, Blesk, Ostrava 1994 Doplňující literatura 10, Beckett.B., Gallagherová,R.M.: Přehled učiva biologie, Svojtka , Oxford-Praha, l998 11, Čížková,J., Bradáčová,L. : Přehled živé přírody, Alter, Praha 1993 Vhodná literatura: 12. Jelínek,J., Zicháček,V. : Biologie pro gymnázia, Olomouc, Olomouc 1999 13. Hamčová,H., Vlková,I. : Biologie v kostceI, II, Fragment, Praha 1997 14. jakékoliv středoškolské učebnice k vyhledání klíčových slov N E B O Podrobné: 15,Rosypal,S. : Přehled biologie, Scientia, Praha 1994 16,Romanovský,A. a kol. : Obecná biologie, SPN, Praha 1984 Vhodná literatura Učebnice přírodopisu a biologie pro II. st. ZŠ a SŠ např.: 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. -------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------ Cíl: pochopení základních principů existence života (podmínky, projevy, biologické zákonitosti) tak, aby je absolventi nejen chápali, ale byli schopni na příkladech vysvětlit tyto principy žákům na 1. st. VZNIK A VÝVOJ ŽIVOTA Představy člověka o tom, co je život (odkud se vzal, jak vznikla příroda a rozmanité tvary organismů, proč jsou takové a jak se mění), jsou poznamenány úrovní společenského vědomí určité doby. TEORIE: 1, SAMOPLOZENÍ -- naivní abiogeneze (od starověku -- 19. stol., vyvrátil L. Pasteur) - V přírodě vše podléhá principu účelnosti (Aristoteles) - Živé organismy vznikají nejen množením organismů předchozí generace, ale také z anorganických látek. (př. komáři se líhnou z tlejícího bahna) 2, IDEALISTICKÉ -- NÁBOŽENSKÉ - Příčinou života je myšlenka -- idea, na jejímž základě se tvoří hmota -- materie 3, PARSPERMICKÁ - Kosmozoa -- zárodky života v kosmickém prostoru -- v přijatelných podmínkách se "zabydlují a zdokonalují"- vyvráceno fyziky 4, MATERIALISTICKÉ - teorie EVOLUČNÍ: - vyvíjí se hmota - její organizací vzniká myšlenka: a, Oparinova teorie vzniku života -- vědecká abiogeneze: Období astrální (vznik sluneční soustavy a Země) Období geologické Období vzniku koacervátů a později eobiontů b, CH. Darwin:Teorie o vzniku druhů přírodním výběrem = darwinismus základ současné teorie evoluce c, Ernst Haeckel -- Biogenetický zákon: Ontogeneze je zkráceným opakováním fylogeneze d, Neodarwinismus: obohacený o poznatky genetiky - Konvergence-různé organismy žijí ve stejném prostředí- adaptace (př. hmyz i ptáci žijí ve vzduchu a loví) - Divergence-rozšíření druhu do různých areálů-adaptace(př. sýkorky) - Hypotéza z aspektů molekulární biologie: Teorie vzniku RNA a DNA Když vznikala Země, neexistoval na ni žádný život. Země byla ozařována ultrafialovými paprsky, neustále nastávaly výbuchy sopek a mohutné bouře. Životu nepříznivé ovzduší bylo složeno z vodíku, metanu, amoniaku a vodních par. Co způsobilo, že se ve světovém praoceánu přibližně před 4 miliardami let objevily první počátky úkazu, kterému říkáme život? Asi právě uvedené procesy se staly zdrojem energie potřebné k vývoji života. První jednoduché buňky vznikly asi před 3 a půl miliardami let, patrně jako výsledek spontánního seskupování molekul. Charakteristickou vlastností živých organismů je jejich složení z organických molekul obsahujících uhlík a schopnost dále se rozmnožovat. Vznik a vývoj života je, byl a bude jeden z dlouhodobých problémů BIOLOGIE HISTORICKÉ ETAPY VÝVOJE ŽIVÉ PŘÍRODY -- tab.1-ofotit si! EVOLUCE ROSTLIN -- ZÁKLADNÍ VÝVOJOVÉ STUPNĚ: - tab.2-ofotit si! EVOLUCE ŽIVOČICHŮ-- ZÁKLADNÍ VÝVOJOVÉ STUPNĚ:-tab.3 ofotit si! EVOLUCE ČLOVĚKA -- ZÁKLADNÍ VÝVOJOVÉ STUPNĚ: 1, Afrika- hominidní předek Australopithecus - žil asi před 3,5-3,8 milióny let 2, Afrika- Homo habilis-člověk zručný- žil asi před 1,9 - 2,1 milióny let 3, Homo erectus -- člověk vzpřímený- žil asi před 0,3 - 1,6 miliónů let 4, Homo sapiens --Neandrtálský člověk- žil asi před 30 -- 100 tisíci let 5, Homo sapiens, sapiens- člověk moudrý- žil asi před 30 -- 100 tisíci let a žije? TŘÍDĚNÍ A PŘEDMĚT ZKOUMÁNÍ BIOLOGICKÝCH VĚD BIOLOGIE je soubor věd o živých soustavách - organismech. Zkoumá tvar, vnitřní uspořádání a jejich funkce, které zajišťují život. Studuje i vztahy mezi organismy a jejich prostředím. Třídění biologických věd a předmět zkoumání-dostudovat samostatně!tab.3 ofotit si! KLÍČOVÁ SLOVA: Teorie vzniku a vývoje života (přehled, vysvětlení na příkladech), teorie evoluční , vývojové etapy přírody-vývoj rostlin, živočichů, člověka, biologické vědy-třídění, předmět zkoumání, Charakteristika a limity života. Tab. č.2: EVOLUCE ROSTLIN -- ZÁKLADNÍ VÝVOJOVÉ STUPNĚ: 1, Vývoj žilnatiny 2, Vývoj kořenů 3, Vývoj listů 4, Vývoj semen v šiškách 5, Vývoj semen na plodolistech 6, Vývoj květů Tab. č.3: EVOLUCE ŽIVOČICHŮ-- ZÁKLADNÍ VÝVOJOVÉ STUPNĚ 1, Trávicí dutina 2, Vývoj tělní dutiny 3, složitá vnitřní stavba 4, článkované tělo 5,ztráta vnějšího obalu 6, vývoj končetin Přednáška --konzultace č. 2 (biologie č.2) Obsah: - Život a podmínky života(doplnit viz. cvičení:PAEK) - Třídění organismů (doplnit viz. cvičení: PAEK) ŽIVOT A PODMÍNKY ŽIVOTA Prostředí je jednotou abiotických a biotických faktorů, které umožňují organismům život a které přímo či nepřímo na živé soustavy působí. Každý organismus je na své životní prostředí vázán především nezbytnou podmínkou své existence -- metabolismem. Na změněné podmínky života se organismy adaptují. V různorodém prostředí se vyvíjejí různé formy organismů. Prostředí pro organismus (pro život) se vytváří působením ekologických podmínek! PODMÍNKY ŽIVOTA -- faktory: Neživotné (neživá příroda)= ABIOTICKÉ (světlo teplo, voda, vzduch, živiny) Životné (živá příroda) = BIOTICKÉ (organismy a vztahy mezi nimi) Společně vytvářejí MAKROKLIMA (velké území např. makroklima mírného klim.pásu), A MIKROKLIMA(např. mikroklima posluchárny) PŘÍRODA --BIOSFÉRA je množina všech ekosystémů na Zemi. Je tvořena Biocenózou /živou přírodou/ a neživým prostředím /neživou přírodou/, které se vzájemně ovlivňují a tvoří jednotný celek = PŘÍRODA. Každý organismus žije v takovém prostředí, které mu umožňuje jeho základní životní funkce = životní prostředí. Změny v přírodě nazýváme přírodní jevy. V neživé přírodě probíhají chemické a fyzikální pochody. V živé přírodě probíhá přírodní děj = ŽIVOT. Je mnohem složitější, ale jeho podstatou jsou také fyzikální a chemické pochody.(zabývá se BIOCHEMIE a BIOFYZIKA) ŽIVOT: A, Každý ORGANISMUS je vždy prostorově ohraničená soustava o níž říkáme že ŽIJE, má-li všechny charakteristické projevy života: (chemické složení, buněčnou stavbu, metabolismus, růst a vývin, rozmnožování- dědičnost i proměnlivost, dráždivost, autoregulaci, pohyb, vývoj) B, Avšak ŽIVOT jako přírodní děj po smrti organismu nezaniká, pokračuje dále životem potomků. Soubor živých soustav v biosféře je označován termínem BIOTA. Ekosystémy v přírodě dělíme na přirozené a umělé. -Přirozené = přírodní: Př: dubohabrový les, rašeliniště, jezero, pařez stromu.... - fungují i bez zásahu člověka. -Umělé = vytvořené člověkem: Př: pole, ovocný sad, akvárium..... -- je nutné je udržovat pomocí dodatkové energie-hnojiva, postřiky..... TŘÍDĚNÍ ORGANISMŮ: (viz. cvičení PAEK - přehled!) - EKOLOGICKÉ --př. producent, konzument, destruent - BIOLOGICKÉ -- základní taxonometrická jednotka je biologický druh - UŽIVATELSKÉ- různé, dle podmínek života, užití, specializace(viz. cvičení PAEK) PODMÍNKY ŽIVOTA a třídění organismů (doplnit viz. cv. PAEK!) FAKTORY ABIOTICKÉ: -KLIMATICKÉ ( energetické=teplo, světlo, atmosférické=chemické a fyzikální=voda-srážky, vlhkost a proudění vzduchu, živiny) = klimatologie, meteorologie -TOPOGRAFICKÉ (vegetační zóny-místo k žití ) = geografie -PEDOLOGICKÉ (živiny, místo k žití =půda) = pedologie - FAKTORY BIOTICKÉ: organismy a vztahy mezi nimi= systém biologických věd Soubor podmínek, vytvářejících prostředí se nazývá BIOTOP = STANOVIŠTĚ ABIOTICKÉ FAKTORY KLIMATICKÉ -ENERGETICKÉ: Veškeré organismy na Zemi jsou pod vlivem slunečního záření a tepelného záření, které vytváří na daném stanovišti charakteristické klimatické poměry. Intenzita a délka ozáření je závislá na zeměpisné šířce, ročním období a denní době. SVĚTLO: a, podle intenzity ozáření: rostliny světlomilné - slunobytné (heliofyty) př. Sukulentní rostliny neutrální - světlomilné,ale nesnáší dlouhodobě přímé slunce stínomilné -- stínobytné (sciofyty)-snáší zastínění v různé míře b, podle délky ozáření:počet hodin slunečního ozáření rostliny dlouhého dne - kvetou je- li den delší než 12 hod.(jarní,letní) krátkého dne - -"- kratší -"- (podzimní, zimní) neutrální --nejsou závislé, často kvetou několikrát v roce- sedmikráska U pokojových rostlin nároky na světlo odpovídají původním životním podmínkám nebo jsou šlechtěním cultvarů (cv.= odrůda) změněny TEPLO: rostliny v mírném klimatickém pásu mrazuvzdorné (stálozelené- probíhá fotosyntéza, přítomnost fotosyntetizujících barviv-hlavně chlorofylu) 0ˇC rostliny chladnomilné -- chladnobytné ( psychrofyty) min.0-5 ˇC, neutrální -- jsou poškozovány při t min.5-10-začínají růst, opt.15ˇC teplomilné --teplobytné (termofyty)-min.10-15-začínají růst, opt.20ˇC Teplota vedle prodlužující se délky dne především rozhoduje o jarním nástupu vegetace a generativním rozmnožování u pokojových rostlin (rostliny subtrop. a trop. klim pásu platí toto uživatelské třídění také, hranice minima je však posunuta cca o 5ˇC u všech skupin, mrazuvzdorné nejsou umístění pokojových rostlin - vzdálenost od okna - závisí na ročním období a světové straně: J: 0-3 m (více jak 3m = hluboký stín). Rostliny je možno přisvětlovat uměle! -ATMOSFÉRICKÉ: Čistota vzduchu: organismy náročné (indikátory- př.lišejníky) a nenáročné Vlhkost vzduchu : organismy náročné (př. epifyty) a nenáročné Proudění vzduchu: (vítr, průvan) organismy náročné (př. rostliny pralesa) a nenáročné (př. rostliny sukulentní) VODA: vodní, (hydrofyty),bahenní-vlhkomilné (hygrofyty),neutrální-r.středně vlhkých stanovišť (mezofyly),suchomilné --suchobytné (xerofyty) zalévání závisí na genetické adaptaci, ročním období, teplotě, vlhkosti vzduchu a půdy Kyslík je v nadzemním prostoru vždycky v dostatečném množství. V půdním vzduchu však může snížené množství být limitujícím faktorem pro růst kořenů a rozvoj půdní mikroflóry. Koloběh kyslíku: Kyslík je základním produktem fotosyntézy a jeho koloběh je v ekosystémech ovlivňován také dýcháním a rozkladem odumřelých organismů-spotřebovává se. Z atmosféry proniká i do vody a půdy. Významným činitelem v tomto koloběhu je i člověk, který snižuje obsah kyslíku ve vzduchu spalováním látek a mýcením lesů, v půdě a ve vodním prostředí také odpadními látkami. ABIOTICKÉ FAKTORY PEDOFICKÉ PEDOFICKÉ-PŮDNÍ -- zabývá se jimi pedologie (vysvětlen vývoj devastace půd --důvody, význam humusu- zadržování vody-půdní roztoky) Půda: -definice + nákres Povrchová vrstva zemské kůry, která vzniká zvětráváním hornin a nerostů (mateční horniny) a současně tlením organismů (vzniká humus) -složení: -neústrojné l.=anorganické =kamení, štěrk-nežádoucí písčité, prašné a jílovité částice-skelet půdy = 50% -ústrojné l.= humus, půdní edafon = 2-5% -póry -- voda, vzduch = 45-48% -půdotvorní činitelé -- sluneční záření, voda-déšť, tekoucí, vítr, organismy - vlastnosti půd a třídění půd: 1, struktura : půdy-strukturní - hrudkovitá podle hrudek- půdních agregátů (2-20 mm): -nestrukturní: hroudovitá, prašná, -význam pro vzlínání a vsakování vody-kapilarita = podle obsahu = půdní druhy: písčitá, hlinitopísčitá, písčitohlinitá, hlinitá, jílovitohlinitá, jílovitá, jíl --charakteristika: složení, zpracovatelnost, vodní režim, úrodnost 2, pórovitost 3,sorbční schopnost-schopnost půd. Částic vázat na svém povrchu vodu. Zvyšuje ji obsah humusu. 4,vlhkost půd-vsakování+ vzlínání 5,Chemické složení -- pH, obsah živinstupnice, využití v praxi): 1-4(silně kyselé roztoky, rašelina=pH3) 4 - 4,5 = extrémně kyselé půdy 4,6 - 5,5 = silně kyselé -lesní 5,6 - 6,5 = slabě kyselé -ovocné sady, louky 6,6 -- 7,2 = neutrální - zahrady, pole 7,3 -- 7,7 = alkalické nad 7,7 silně alkalické 6,Půdní profil-průřez půdou -půdní horizonty: GENETICKÉ PŮDNÍ TYPY:charakteristiky: ČERNOZEM --vznik: nížiny, hluboká ornice, mnoho humusu,úrodná, zelinářská a kukuřičná oblast HNĚDOZEM- roviny -- řepařská výrobní oblast HNĚDÁ PŮDA --pahorkatiny-bramborářská PODZOLY-hory-lesy, pastviny GLEJOVÁ P.-vysoká spodní voda NIVNÍ P.podél řek RENDZINY-VÁPENATKY MATEČNÍ HORNINA, PODORNIČNÍ VRSTVA, ORNICE- charakteristika,nákres 7,Uživatelské třídění půd podle zpracovatelnosti:(charakteristika na cvičení!!) lehké středně těžké těžké 8,Úrodnost půd-schopnost půdy produkovat živou hmotu -přirozená je dána genetickým půdním typem, minerálním složením a vodním režimem lze ji těžko měnit -umělá = lze ji správnými agrotechnickými zásahy zvyšovat: správné zpracování půdy, zavlažování, hnojení, osevní postupy KLÍČOVÁ SLOVA: Abiotické faktory - vliv na život a vývoj organismů Základy meteorologie a klimatologie - geografické a klimatické faktory: /Meteorologické prvky a jejich značení, meteorologie, klimatologie, fenologie, výrobní typy. Geografické a klimatické faktory - vliv na počasí , klima, roční období, život organismů-adaptace. Třídění rostlin podle nároků na světlo, teplo, vodu, vlhkost, proudění a čistotu vzduchu -aplikace na podmínky pro pěstování pokojových rostlin v mírném klimatickém pásmu v jednotlivých ročních obdobích. Kalendář meteorologický, fenologický, pěstitelský a kalendář přírody na ZŠ./ Půda- pedofické faktory, výživa rostlin-hnojení /Vznik a složení půdy, půdotvorní činitelé, fyzikální a chemické vlastnosti půd, třídění půd, půdní profil a horizonty, půdní druhy a typy, úrodnost půdy, zpracování (technologie,stroje a nářadí) a ochrana půd. Třídění rostlin podle nároků na půdu- aplikace na přípravu půdy pro pokojové rostliny