Obecné vlastnosti živých soustav – maturitní otázka (2)

Otázka: Obecné vlastnosti živých soustav

Předmět: Biologie

Přidal(a): katashi817

OBECNÉ VLASTNOSTI ŽIVÝCH SOUSTAV

jsou vlastnosti společné všem organismům a jako celek je odlišují od neživé přírody

CHEMICKÉ SLOŽENÍ

živá hmota je složena z prvků, jejichž slučováním vznikají složité chemické látky, které jsou základními stavebními jednotkami pro buněčné organely, buňky a mnohobuněčné organismy

LÁTKOVÉ SLOŽENÍ

ORGANICKÉ LÁTKY

jejich přítomnost je charakteristická pro živou přírodu

BÍLKOVINY = PROTEINY

biomakromolekulární látky složené z velkého počtu aminokyselinových zbytků (z AMK)
vytvářejí látkový základ života všech organismů
funkce: stavební (keratin, kolagen, elastin – pojiva, svaly)
funkční = katalytická (enzymy – katalyzují určité reakce, např. ptyalin, pepsin)
obranná (protilátky – imunoglobulin)
regulační (hormony – testosteron, inzulin)
zásobní (v semenech luštěnin) ( savců nejdřív cukr a pak tuky)
transportní (hemoglobin, transferin)
tvoří 30% z celkového množství organických látek a 60-80% ze sušiny
*sušina=

CUKRY = SACHARIDY

organické látky složené z atomů C, H, O
význam: rychlý zdroj E – uvolňuje se jejich oxidací – glukóza, škrob (rostlinný), glykogen (uložen v játrech a svalech, živočichové a houby), stavební látka těl organismů – celulóza, chitin
10% z celkového množství organických látek
jejich molekuly jsou složeny ze základních monosacharidových jednotek
podle počtu monosacharidovývh jednotek:
MONOSACHARIDY – jsou tvořené pouze jednou jednotkou – glukóza = hroznový cukr, fruktóza = ovocný cukr, ribosa nebo dioxiribosa
OLIGOSACHARIDY – 2-10 monosacharidových jednotek – disacharidy: maltóza (sladový cukr), laktóza (mléčný cukr), sacharóza (řepný, třtinový cukr)
POLYSACHARIDY – více jak 10 jednotek – inulín – nahrazuje škrob u hvězdicovitých, chitin, celulóza

POLYSACHARIDY

CELULÓZA

nejrozšířenější biopolymer
nerozpustná ve vodě
funkce: stavební – hlavní složka BS rostlin, v rostlinách nejčastěji v kombinaci s jinými látkami – LIGNIN – souhrnně se pak nazývá HEMICELULÓZA
ze dřeva se získává surová celulóza = buničina – slouží jako surovina pro papírenství
impregnace, inkrustace
stravitelnost – pro člověka a většinu živočichů nestravitelná – výjimku tvoří bachořci

CHITIN

je složen z monosacharidových jednotek obsahující dusík
je hlavní složkou kutikuly členovců – tvoří exoskelet (pevnou vnější kostru)
je součástí BS hub a některých řas

ŠKROB

zásobní látka rostlin
složený z dvou různých polysacharidů: amylózya amylopektinu, tvořených několika tisíci až desetitisíci molekul glukózy
funkce: zásobní – ukládá se do zásobních orgánů rostlin (v amyloplastech) ve formě škrobových zrn (hlízy, semena – brambory, banány, obilniny)
důkaz škrobu se dělá pomocí lugolova roztoku

GLYKOGEN

zásobní látka živočichů a hub
uložen ve formě granulí v CTM – v buňkách jater, svalů živočichů, houbách a kvasinkách

TUKY = LIPIDY

estery glycerolu a vyšších mastných kyselin
funkce:
- stavební – podílí se na stavbě biomembrán (= fosfolipidická = cytoplazmatická membrána)
- zásobní
- tepelná izolace
- mechanická opora
- rozpouštědlo (pro vitamíny)
- zdroj energie – asi dvojnásobně energeticky bohatší než sacharidy (oxidace 1g cukru = 17kJ, 1g tuku = 36kJ)
2% z celkového množství organických látek

Další látky:

NUKLEOVÉ KYSELINY

makromolekulární látky složené z nukleotidů, DNA a RNA
význam: nositelé genetecké informace, umožňují syntézu bílkovin

ALKALOIDY

dusíkaté látky, produkty MTB rostlin, toxické, pro rostlinu ochrana
produkují je čeledi mákovité, některé hvězdicovité,… – morfin, nikotin, kokain, kofein, tein

GLYKOSIDY

sacharidové povahy, produkty výhradně rostin, funkce pro rostliny ochranná, pro ostatní jed – konvalatoxin, digitoxin

BARVIVA

význam: ekologický – ochrana, vábení hmyzu – karotenoidy, antokyany, xantofyly, flavony, fukosanty

VITAMÍNY

jsou to koenzymy enzymů – důležité pro metabolismus, vytvářejí je především rostliny

SILICE A PRYSKYŘICE

izoprenoidní povahy, těkavé, vonné – silice mátová, heřmánková

TŘÍSLOVINY

fenolické povahy, nahořklá chuť, ve dřevě, kůře stromů

ANORGANICKÉ LÁTKY

VODA

v organismech jí je asi 70% z celkového množství látek
význam: rozpouštědlo, reaktant, produkt metabolismu, termoregulace

SOLI

disociované na ionty: Na+,K+, Ca2+, Fe2+ – uhličitany, ovlivňují osmózu, elektrické a transportní procesy na membránách, součást makromolekulárních látek (přenašeče, barviva, enzymy)
v nerozpustné formě – ochranné a oporné struktury – schránky, kostry

PLYNY

CO₂, O₂, N₂

PRVKOVÉ SLOŽENÍ

prvky, z nichž jsou složeny látky tvořící organismy = prvky BIOGENNÍ
rozdělujeme je na 3 skupiny podle % zastoupení:
MAKROBIOGENNÍ – 0,1-50% sušiny, stavební funkce – C, H, O, N, P, S Ca, Fe, K, Mg, Na, Cl
MIKROBIOGENNÍ – 0,001-0,01% sušiny – Zn, Mn, Cu, Mo, I,..
ULTRABIOGENNÍ = STOPOVÉ – méně než 0,001% sušiny – F, B, Br, Se, As, Al, Au,…
SUŠINA – zbytek těla organismu po odstranění vody – obsahuje organické a anorganické látky
POPELOVINA – zbytek těla organismu po spálení = odstranění organických látek ¦ obsahuje pouze anorganické látky

UHLÍK = CARBONEUM – C

ve všech organických sloučeninách, kde tvoří uhlíkové řetězce
zdroj: CaCO₃ (horniny), mořská voda H₂CO₃, atmosféra – CO₂, ve všech organismech
fotosyntézou ho vstřebávají rostliny -> do živočichů
zpět do atmosféry se dostává dýcháním, spalováním a rozkladem děl

VODÍK = HYDROGENIUM – H
KYSLÍK – OXYGENIUM – O

téměř ve všech organických sloučeninách tvořících živé organismy
zdrojem vodíku pro organismy je voda, zdrojem kyslíku voda a atmosféra

DUSÍK = NITROGENIUM – N

v bílkovinách, AMK, NK

SÍRA = SULPHUR – S

je obsažena v některých aminokyselinách (cysteinu a methioninu) + anorganické soli

FOSFOR = PHOSPHORUS – P

součást kyseliny fosforečné (H₃PO₄ – součástí fosfolipidů) a jejích minerálních solí, (u člověka hodně na tvorbu kostí)

HOŘČÍK = MAGNESIUM – Mg

aktivátor enzymů, s Ca součást koster zvířat

ŽELEZO = FERRUM – Fe

nacházíme jako součást krevních barviv (hemoglobinu, hemorytrinu, chlorokruorinu a některých buněčných barviv, tzv. cytochromů)

MĚĎ = CUPRUM – Cu

součást krevního barviva hemocyaninu bezobratlých (např. mlžů a korýšů)
u obratlovců působí jako katalytický prvek při syntéze hemoglobinu

MAKROMOLEKULY

jsou to molekulové systémy složené z velkého počtu atomů vázaných chemickými vazbami do dlouhých řetězců
markomolekuly zastoupené v živých soustavách se nazývají BIOPOLYMERY
mezi biopolymery patří:
polysacharidy (škrob, celulosa, glykogen, chitin), jejichž stavebními jednotkami jsou monosacharidy
bílkoviny (proteiny) – jejich stavebními jednotkami jsou aminokyseliny
nukleové kyseliny – jejich stavebními jednotkami jsou nukleotidy
polyterpeny (přírodní kaučuk) – jejich stavebními jednotkami je isopren (2-methylbuta-1,3-dien)
anorganické látky

– HIERARCHICKÉ USPOŘÁDÁNÍ

každý organismus je stupňovitě uspořádán (má určitou hierarchii) – od nejmenších jednotek (prvků), po jednotky největší (orgánové soustavy, organismy)
atomy prvků – jsou uspořádány do molekul, malé molekuly do makromolekul – do makromolekulárních celků – buněčné organely, buňka je soustava organel, soubory buněk = tkáně, soustava tkání tvoří orgán a soustava orgánů tvoří mnohobuněčný organismus
stupňovité uspořádání – od úrovně atomů (např. C, H, N…), přes molekuly (např. aminokyseliny), makromolekuly (např. bílkoviny), nadmolekulární celky (např. fibrily, membrány), z nich organely (např. mitochondrie), buňky, soubory buněk = tkáně a pletiva, soustava tkání = orgány, soustava orgánů = organismus

– BUNĚČNÁ STAVBA

základní stavební a funkční jednotkou každého organismu je buňka (viry nebuněčné)

Nebuněčné formy života – neschopné samostatného života, vázané na buňky, tvoří přechod mezi živou a neživou přírodou (viry – nemohou se samy bez hostitele množit, viroidy, priony – pouze bílkovina, dokáže rozložit mozek na bílkoviny – u ovcí? u člověka pak nemoc kuru,nebo Jacobsonovu nemoc)

Jednobuněčné organismy – jedna buňka je soběstačná, vykonává všechny životní funkce (prvoci, řasy, …)

Kolonie jednobuněčných organismů – soubor sdružených buněk, různého stáří, zachovávají si svou samostatnost (bakterie, řasy, …) – mohou žít samy

Cenobium – soubor buněk jedné generace, jsou pravidelně uspořádané, spojené slizem a plazmodesmy, částečně diferencované (váleč koulivý) – nemohou žít samy

Mnohobuněčné organismy – buňky tvoří pletiva či tkáně, orgány, orgánové soustavy (rostliny, živočichové)

– METABOLISMUS

přeměna látek a energií v organismu a jejich výměna mezi organismem a prostředím
zprostředkovávají ho enzymy
celkově metabolismus rozdělujeme na:
anabolismus = syntetické = biosyntetické = endergonické děje – z jednoduchých a energeticky chudých látek vznikají látky složité a energeticky bohaté, k anabolickým reakcím je potřeba dodat energii – fotosyntéza, proteosyntéza, syntéza DNA
katabolismus = rozkladné = disimilační = exergonické děje – ze složitých a energeticky bohatých látek vznikají látky jednoduché a energeticky chudé, energie se uvolňuje – dýchání, kvašení, glykolýza, Krebsův cyklus

– ROZMNOŽOVÁNÍ

schopnost živých soustav vytvářet dceřiné organismy

NEPOHLAVNÍ = ASEXUÁLNÍ ROZMNOŽOVÁNÍ

z části těla jednoho rodičovského organismu vzniká nový jedinec – klon – jeho genetická informace je totožná s rodičovskou
dělení (jednobuněční)
pučení (gemiparie) – vnitřní (živočišné houby – gemuly) a vnější (nezmar, kvasinky)
rozpad – SCHIZOGONIE – nejdříve se rozdělí jádra, pak buňka (prvoci)
FYZIPARIE = rozpad těla mnohobuněčného živočicha na části (strobilace medúzy, tasemnice, hvězdice)
FRAGMENTACE = od rodičovského organismu se oddělují postupně části – (mnohoštětinatci), tvorba spor
(výtrusů) – izo-, anizo-, zoo-, aplanospory

*zimnička – málarie

VEGETATIVNÍ ROZMNOŽOVÁNÍ

potomek vzniká z těla rodiče – hlízy, cibule, šlahouny

POHLAVNÍ = SEXUÁLNÍ ROZMNOŽOVÁNÍ (♂ + ♀ buňky)

na vzniku nového jedince se podílejí dva rodičovské organismy – dochází ke splynutí = oplození (fertilizaci) jejich haploidních rozmnožovacích částic = pohlavních buněk = gamet ¦ vznikne diploidní zygota
- hologamie = samotný organismus se mění v pohlavní buňky a splyne s dalším jedincem – u jednobuněčných
- oogamie = splývání pohlavních buněk u mnohobuněčných organismů
- merogamie = vznik pohlavních buněk rozpadem mateřské buňky
gamety se rozlišují na:
izogamety – stejnocenné, jejich splývání se nazývá izogamie
anizogamety – liší se svou pohyblivostí a velikostí, jejich splývání se nazývá anizogamie
samičí gamety = makrogamety = vaječné buňky (oosféra) nebo vajíčko
samčí gamety = mikrogamety = spermatozoidy, spermatické buňky nebo spermie
jejich splývání se nazývá oogamie
gamety se tvoří v pohlavních orgánech gametangiích (u rostlin) nebo gonádách (u živočichů)
proces tvorby gamet = gametogeneze
vývoj vajíčka = oogeneze
vývoj spermií = spermatogeneze
výchozím buněčným materiálem pro vznik samčích a samičích buněk jsou prapohlavní buňky = primordiální monocyty
spermatogeneze – z prapohlavních buněk vzniká spermatogonie ¦ mitoticky se dělí a mění se ve spermatocyty I. řádu ¦ ty prodělávají první zrací dělení a vznikají spermatocyty II. řádu ¦ probíhá druhé zrací dělení a vznikají spermatidy a z nich potom spermie – z jednoho spermatocytu I. řádu vznikají 4 spermie
oogeneze – z prapohlavních buněk vznikají oogonie ¦ oocyty I. řádu, které prodělávají první zrací dělení – z každého oocytu
řádu vznikne oocyt II. řádu a jedna malá buňka pólová ¦ druhé zrací dělení – z každeho oocytu II. řádu vznikne ootida (zralé vajíčko) a druhá pólová buňka, ale současně se dělila i první pólová buňka ¦ vznikne jedna ootida a tři pólové buňky – pólové buňky se vstřebávají a vznikne zralé vajíčko = ovum
hermafrodit = obojetník – oba typy gamet produkuje jeden jedinec
gonochorista = oddělené pohlaví – samčí a samičí gamety produkují různí jedinci
pohlavní dimorfismus = dvojtvárnost – vyskytuje se u gonochoristů – jedinci se od sebe liší sekundárními pohlavními znaky (kohout a slepice,…)
partenogeneze – vývoj neoplozeného vajíčka
heterogonie – střídání vývoje oplozeného vajíčka a partenogenetického
kopulace = opylení nebo páření – přenesení pohlavních buněk k sobě – většinou se uskutečňuje mezi dvěma jedinci, k samosprášení nebo samooplodnění dochází zřídka (parazité, některé rostliny)
oplození může být vnitřní nebo vnější
metageneze = rodozměna – střídání pohlavního a nepohlavního způsobu rozmnožování

DĚDIČNOST

podmínka pro zachování druhu pomocí předávání genetické informace z rodičů na potomstvo

RŮST A VÝVIN

růst – zvětšování buněk rozvojem nitrobuněčných struktur a jejich rozmnožování
vývin (ontogeneze) – specializace a diferenciace buněk pro výkon různých funkcí organizmu

DRÁŽDIVOST

schopnost přijímat podněty a reagovat na ně, reakce organismů na vnější i vnitřní podněty
podněty mohou být: světlo, potrava, teplota, nebezpečí,…
dráždivost umožňuje přizpůsobení k měnícím se podmínkám – jedním z fyziologických základů adaptability (přizpůsobení se)

AUTOREGULACE

schopnost vlastního řízení pomocí systému zpětných vazeb

POHYB

reakce organismů na podráždění
pasivní pohyb nevyžaduje energii – uplatňuje se při přemisťování organismů proudem vzduchu, vody, působením gravitace,…
aktivní pohyb = lokomoce vyžaduje energii uvolňovanou při metabolických dějích, rychlost pohybu u jednotlivých organismů se liší (rostliny mají téměř nepozorovatelné pohyby) – pohyb z místa na místo, ohyb (ohyb částí těla)

VÝVOJ

drobné a pomalé změny v genetickém základu organismů vlivem změn prostředí – dochází ke změně znaků druhu, až může vzniknout druh zcela nový
při nepřizpůsobení může dojít k vyhynutí druhu (dinosauři)
vývoj druhů v historii se označuje jako fylogeneze

TAXONOMIE

taxis = řecky uspořádání
nomos = řecky zákon
taxonomie = třídění, klasifikace organismů
taxon = jednotka třídění

Taxonomické základní kategorie

do nich musí být zařezen každý organismus

příklad taxonomického zařazení rostliny (pšenice) a živočicha (skot)

říše	Regnum	rostliny – Plantae	říše	Regnum	živočichové – Animalia
podříše	subregnum	zelené rostliny	kmen	phylum	strunatci
oddělení	divisio	krytosemenné	podkmen	subphylum	obratlovci
třída	Classis	jednoděložné	třída	Classis	savci
řád	Ordo	lipnicotvaré	řád	Orda	sudokopytníci
čeleď	Familia	lipnicovité	čeleď	Famiia	turovití
rod	Genus	pšenice	rod	Genus	tur
druh	Species	pšenice obecná	druh	Species	tur domácí

nižší taxony než druh: rasa = plemeno (zoologie), variety = odrůda, kultivar (botanika)

Taxonomické kategorie doplňkové

nad- (nadříše, nadřád, nadčeleď)
pod- (podříše, podřád, podčeleď)

Taxonomické kategorie dodatečné

skupina

Carl von Linné (1707-1778)

švédský přírodovědec, lékař, botanik, systematik
dílo:
- 1735 – Systema naturae (Soustava přírody)
- 1737 – Genera plantarum (Rostlinné rody)
- 1753 – Species Plantarum (Rostlinné druhy)
- 1751 – Philosophia botanica (Botanická filozofie)
založil dvojjmenné názvosloví (binomickou nomenklaturu) ¦ borovice lesní
české názvosloví – píše se malým písmenem – př. sasanka hajní
latinské názvosloví = vědecké – píše se velkým písmenem a za druh se píše první písmeno jména
druh, který poprvé popsal latinsky Anemone nemorosa (sasanka hajní)

3 druhy taxonů

TAXON MONOFYLETICKÝ – zahrnuje společného předka tohoto taxonu a všechny jeho potomky – ptáci
TAXON PARAFYLETICKÝ – zahrnuje společného předka, ale né všechny jeho potomky, (předek i jiného taxonu) – plazi (ptáky z nich vyčlenil člověk) = je monofyletický taxon, který nezahrnuje všechny potomky společného předka
TAXON POLYFYLETICKÝ – nezahrnují svého spolčeného předka, skupina na základě podobnosti – homotermní živočichové – ptáci, savci – mnohé podobnosti takového taxonu vznikly jako důsledek tvarové (funkční) konvergence

KLADENOGENEZE – B

proces vzájemného odvětvování (štěpení) vývojových linií, kdy jeden druh mateřský
se rozpadne na dva druhy dceřiné, které se dále vyvíjejí samostatně – štěpení
fylogenetického stromu
soubor sociačních (vývojových) událostí, které vedou k nevratnému rozštěpení vývojové linie
kladogenezí dochází k odštěpení dceřinných druhů od druhu mateřského
k vyjádření kladogeneze se používá stromový diagram =kladogram
kladogeneze= odštepování vývojových linií

ANAGENEZE – A

změny ve znacích na úrovni 1 vývojové linie, jeden druh jako celek geneticky mění ve druh jiný (hromadění změn v rámci neštěpících se linií)