Biologija - dijak.gess.sidijak.gess.si/alen.first/Zapiski 1.letnik/Biologija.pdf · 1.st – znanstvenik Plinej je uporabil stekleno kroglo, napolnjeno z vodo kot

Gimnazija in ekonomska srednja šola Trbovlje

Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1

BiologijaKakšen mora biti dober poskus?

mora biti skrbno načrtovan – METODO DELA (načrt) natančno izveden spremljamo vse ostale dejavnike, ki bi lahko vplivali na poskus poskus mora biti večkrat ponovljen so okolju prijazni kontroliran (pomeni da pri enem poskusu menjamo samo 1 dejavnik)

Pravi znanstveniki so tisti, ki neprestano iščejo nove dokaze, potrditve jih ne zapeljejo neke ideologije, ampak vedno iščejo samo znanstveno razlago- racionalno-materialistično

Delo z mikroskopom

Mikroskop je sistem leč, ki nam povečajo zorni kot, pod katerim gledamo nek predmet. Tvorita ga žarka, ki prihajata od predmeta.

Zgodovina mikroskopa

1.st – znanstvenik Plinej je uporabil stekleno kroglo, napolnjeno z vodo kot povečalo.16.st – nemški znanstvenik Jenssen izdela prvi mikroskop17. st – Antonie vam Leeuwenhoek izdela drobne leče povečava do 270x (začetnik mikrobiologije, prvi je videl bakterijske celice ��-koki,()-bacili)17. st – Robert Hooke izdela mikroskop, s katerim je prvič gledal biološki material. Pravimo da je prvi videl �celice�. Gledal je celice plute in videl oplutenele celične stene19. st – izdelajo svetlobni mikroskop (vir za gledanje slike je svetloba)20. st – se pojavi elektronski mikroskop (vir za gledanje slike so elektroni)500.000-krat do 1.000.000

Kaj je elektronski mikroskop? Kako deluje?

Elektronski mikroskop je mikroskop, ki za opazovanje površine uporablja elektronski žarek. Curek tipa raziskovalno površino po vzporednih črtah. Pogosto uporabljamo tudi kratico SEM, ki izhaja iz angleškega poimenovanja (Scaning Electron Microscope)


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2

Pri delovanju vrstičnega elektronskega mikroskopa se po raziskovalni površini pomika elektronski curek. Najmanjši premer tega curka je 1nm. Ko elektronski snop trči na površino vzorca nastanejo odbiti in sekundarni elektroni ter elektromagnetni valovi v ultravijoličnem in rentgenskem delu spektra.

SESTAVNI DELI MIKROSKOPA

Mehanski:- noga- stativ (stojalo)- tubus – nosilec okularja- mizica – na njej neži objektnik s preparatom- revolver – nosilec objektivov- vijaki: makrometerski (samo za iskanje slike pri mali povečavi)

mikrometerski (za izostrenje slike pri mali povečavi in za iskanje slike pri veliki povečavi) vijak za kondenzor

Optični:- okular- leča pri očesu, deluje po principu lupe. Sliko ki jo da objektiv

še poveča- objektiv – predmet preslika v goriščno razdaljo okularja. Slika je

povečana, obrnjena in preslikana- kondenzor – lečni sistem, ki omogoča močno osvetljenost vidnega

polja- zaslonka – z njo kontroliramo količino svetlobe- svetlobni filter – z njim spreminjamo svetlobni spekter- lučka – vir svetlobe

Povečavo mikroskopa izračunamo tako, da pomnožimo povečavo okularja * objektiva.

100100x40400x

(slika 1)Najboljša povečava je tista, pri kateri dobimo najbolj jasno sliko. Merilo za jasne slike pa je ločljivost mikroskopa

Naše oko ima ločljivost d= 0,1mm. oo 8Svetlobni mikroskop pa 0,2 mikro-metraElektronski mikroskop0,2 nano-metraLočljivost je razdalja med dvema točkama


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3

CELICAVeda ki proučuje celice se imenuje citologija. Prvi je videl celice Robert Hooke.

1. Kaj vem o celici? Je osnovna gradbena (strukturna) in dejavna (funkcionalna) enota organizma. Sama za sebe organizem (enoceličarji) ali pa gradi organizem.

2. Kakšne celice poznam?a) živalske

- nimajo celične stene- nimajo vaukole- nimajo kloroplastov- imajo centriole, ki imajo pomembno vlogo pri delitvi celice

b) rastlinske- imajo c. steno- imajo kloroplastefotosinteza (02 +organska snov)- imajo vakuolo, vsebuje celični sok, daje trdnost – oporo

c) avtotrofne (sama izdela organsko snov)- rastlinsked) heterotrofne (hrano jemlje iz okolja) – živalske, glive

e) evkarionske – celice živali, rastlin, gliv (imajo jedrno snov, obdano z jedrnim ovojem)

f) prokarionske – bakterije (jedrna snov je prosta v citoplazmi)3. Lastnosti žive celice:

- sprejemanje- izločanje- dednost- spremenljivost- čutnost- odzivanje na dražljaje- prilagajanje- odmiranje- individualnost


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

4

Celična teorija

Znanje o celici ni prišlo naenkrat, ampak se je postopoma nalagala

1. Celice se povezujejo v tkivaa) Leta 1824 je francoski znanstvenik Dutrochet opazil, da se celice

povezujejo v tkiva.b) Tkivo je skupek celic, ki ima svojo obliko, strukturo in funkcijo in se po

tem loči od drugih tkiv.2. Celična teorija

Šele 170 let po odkritju celice so znanstveniki prišli do spoznanja, da so vsi živi organizmi zgrajeni iz celic in da je celica osnovna enota živih organizmov. Celično teorijo sta objavila dva nemška znanstvenika, ki sta bila sodobnika Charlesa Darwina (1809-1882). Leta 1838 je dokaze, da celična teorija velja za rastline, objavil Matthias Schleiden (1804-1881), leto dni kasneje pa je Theodor Schwann (1810-1882) utemeljil celično teorijo za živali.

3. Celice se delijoLeta 1855 R. Virchow odkrije, da se celice razmnožujejo z delitvijo, kar pomeni, da vse celice nastanejo z delitvijo že obstoječih. S tem je tudi zanikal teorije o spontanem nastanku življenja.

4. Ob koncu 19. stoletja je Walter Flemming videl, da pri delitvi sodelujejo nitaste strukture in je to delitev poimenoval mitoza (slika 2)

5. Iz vseh spoznanj so znanstveniki postavili celično teorijo, ki se še danes dopolnjuje. Osnovni trditvi pa sta:a) celica je osnovna gradbena (strukturna) in dejavna (funkcionalna) enota

vsakega organizmab) delitev celice skrbi za dedno povezavo med celicami

Zgradba evkarionske celice

-imajo jo živali, rastline in glive(slika 3)Celične strukture so lahko:

a) membranske (kloroplast)b) zrnati (ribosomi) c) nitasti (bički, migetalke, centriol(imajo samo živalske celice))

Zgradba celične membrane

je zgrajena po principu tekočega mozaika1. debela je okrog 7nm

C:UsersAlenDesktopGimnazijaBiologijaslika 2.jpg



Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

5

2. po osnovi je zgrajena iz dveh plasti fosfolipidov+beljakovinVsak fosfolipid ima glavico in dva maščobna repka(slika 4)

Membranska celična strukture

1. Membrana varuje celico, ji daje obliko, prepušča določene snovi -ena bolj, druge slabše, zato je izbirno prepustna (selektivno permeabilna). Membrana je sposobna ustvarjat endocitotske mehurčke (slika 5)

2. Zgradba jedra (NUCLEUS):a) Ima dvojno celično membrano = jedrni ovoj (4 plasti fosfolopidov)b) Jedrna snov = kromatin nastanejo kromosomi – dva popolnoma enaka

kromosoma imenujemo KROMATIDI. V njih je molekula DNK. Na DNK so vezane beljakovine HISTONI (jedrne beljakovine)

c) Jedrce (NUCLEOLUS) – je mesto v jedru, kjer se DNK pripiše v RNK. Na jedrcu nastajajo ribosomi.

3. Funkcija jedra:a) Nosilec dednih informacijb) Nosilec novih dednih informacij-mutacijac) Nosilec in regulator celičnega dogajanja

4. Mitohondrij je celična struktura v kateri poteka celično dihanje. Tam se sprošča življenjska energija v obliki molekul ATP.(slika 6)

5. Plastidi – imajo jih samo rastlinske celice:a) Kloroplasti – vsebuje klorofil

- poteka fotosinteza (sladkor+kisik) - (slika 7)

b) aminoplasti – shranjujejo škrobc) levkoplasti – shranjujejo druge snovi

6. Ribosomi so drobne, zrnate strukture v katerih poteka sinteza beljakovin. (U/45)

7. Endoplazmatski retikulum (ER) je sistem kanalčkov, po katerih se pretakajo snovi po celici. Če so na ER vezani ribosomi nagubani ER, če pa je sistem brez gladki ER (sinteza lipidov).

8. Golgijev aparat (GA) je celična struktura, ki izgleda kot plitvo naloženi krožniki. Od GA se odcepijo mehurčki (vezikli) ki imajo pomembno vlogo pri popravilu celične membrane. V GA nastajajo tudi večji mehurčki, ki shranjujejo celične encime in jih imenujemo lizosomi.

9. Vakuola – rastlinske celice. Njena membrana se imenuje tonoplast, vakuola vsebuje celični sok. Vakuola daje celici oporo, trdnost.(slika 8)Celična stena je iz celuloze.







Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

6

Nitaste celične strukture

1. Nitaste celične strukture so:a) bički (dolgi, maloštevilni), migetalke (kratke, mnogoštevilni)

- služijo premikanju-premikajo se s pomočjo nitastih beljakovin (U/27)b) bazalno telesce - 9x3 mikrotubulac) centriol (samo živalske celice – nastane delitveno vreteno)

9x3 mikrotubulad) tanjše nitaste strukture (mikrofilamenti, intermediarni filamenti) - tvorijo

citoskelet in dajejo celici trdnost, oporo

Zgradba prokarionske celice:

Kapsula:- zaščita

Celična stena:- iz mureina # (mrežasta struktura-ogljikohidrat)

Celična membranaUvihki

- vsebujejo fotosintetska barvila-avtotrofnaMezosomi – služi bakteriji za celično dihanjeDNK – služi za dednostRibosomi – sinteza beljakovinRezervne snovi: lahko je glikogen, škrobBičekPil – za prenašanje dedne snovi


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

7

Snovi v celiciV organizmih in v zemeljski skorji se pojavljajo isti kemijski elementi, razlika je v njihovem deležu. Govorimo torej v BIOGENIH ELEMENTIH.

MAKROELEMENTI MIKROELEMENTIS,C,H,N,O,P,S I,Cl,Cu,Mo(-libden)Ca,Mg,K+,Na+

Elementi se največkrat pojavljajo v obliki ionov ali spojin

SPOJINE

ANORGANSKE ORGANSKE-H2O beljakovine (aminokisline) – največji delež-CaCO3 OH-Ca3(PO4)2 lipidi (maščobe)

nukleinske kisline

Voda v celici

H2O v celicibolj aktivna tkiva imajo več H2O (možgani, mišice, žleze)manj aktivna tkiva pa imajo manj H2O(kosti, koža)H2O je polarna molekula in ima DIPOL.Vsaka vodna molekula lahko tvori 4 vodikove vezi z drugimi molekulami vode. (slika 9)1. Lastnosti vode so:

- je polarna molekula- ima veliko specifično toploto (pomembna vloga pri segrevanju

organizmov)- ima veliko izparilno toploto (pomembno pri ohlajanju rastlin s

transpiracijo in pri znojenju)- molekule vode imajo neko določeno gibljivost, ki je v tekočem stanju

večja, ko pa se voda začne ohlajat pa se ta gibljivost zmanjša- gostota vode je največja pri 4�C (anomalija vode)začne zmrzovati

pri vrhu in spodaj lahko ostaja življenje



Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

8

2. Voda je v organizmih lahko:- prosta voda (metabolna) je tista, ki v reakcijo neprestano vstopa in

iztopa. Ta voda je tudi vir O2 (fotosinteza), vir H2. Je topilo za biokemijske reakcije

- vezana voda je voda, ki je vezana na druge molekule oz. ione. Pravimo, da tvori hidratacijski (vodni) ovoj. (U/32)

Hitreje se giblje K. Natrijev ion je manjši kot kalijev, zato je vpliv pozitivnega jedra večji, kar pomeni, da bolj privlači vodne molekule, kot kalijev ion, ki je večji in je vpliv pozitivnega jedra manjši.Ker ima Na večji hidratacijski ovoj, počasneje potuje skozi celično membrano in se na celični membrani ustvarja električni naboj. Membrana je znotraj negativno nabita, zunaj pa pozitivno.Vezana voda je zelo pomembna pri fizikalnih lastnostih vode, kajti tako voda potuje počasneje in je pomembna pri prezimovanju rastlin in živali, ker tako voda tudi kasneje zmrzne.

Prehod snovi skozi celično membrano

1. Snovi skozi membrano lahko potujejo:- skozi lipidni dvosloj (nepolarne molekule)- skozi beljakovinske kanale (polarne molekule – aminokisline, glukoza,

ioni Na, K)- s pomočjo beljakovinskega prenašalca (pospešena difuzija)

2. Načini prehoda:a) pasivni

- brez porabe E- sledijo fizikalnim zakonitostim

�� (smer koncentracijskega gradienta) b) aktivni

- s porabo E (ATP)- ne sledijo fizikalnim zakonitostim

��3. Oblike prehoda:

a) difuzija (list)Od tega, kdaj se bodo snovi enakomerno razporedile je odvisno od:- koncentracije (števila molekul)- števila trkov med seboj- od toplote

b) osmozaJe oblika difuzije (prehod) ko skozi membrano potuje le topilo


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

9

Voda potuje skozi membrano zato, ker obstaja neka razlika v koncentraciji raztopine. Večja je razlika, večji je pritisk s katerim voda prehaja. Pravimo, da ima čista voda največji vodni potencial, voda v kateri so raztopljene snovi pa ima vodni potencial manjši. Posledica prehajanja vode je OZMOZSKI PRITISKOzmozski pritisk v rastlinskih celicah imenujemo TURUOR-posledica je da rastline stojijo pokonci.(slika 11)Za vse celice je pomembno v kakšnem okolju se nahajajo. Če se nahajajo v hipertoničnem okolju, lahko vodo intenzivno zgubljajo-ta proces imenujemo PLAZMOLIZA. V hipotoničnem okolju se organizmi lahko razpočijo

Organske snovi v celici

Ogljikovi hidrati

C (H2O) – včasih(CH2O)n C:H:O = 1:2:1C6H12O6 – Glukoza

SLIKE – UČBENIK !

1. Ogljikovi hidrati so polihidroksi aldehidi in polihidroksi ketoni.Na ogljikovih atomih se izmenjujejo OH skupine in vodiki, funkcionalna skupina pa je aldehidna – glukoza (slika 10) ali ketonska – fruktoza (-C=O). Delimo jih po številu ogljikovih atomov oz. po številu enot, ki se vežejo v molekulo.

2. Monosaharidi imajo v molekuli vezano 3,4,5,6 ali 7 ogljikovih atomov

trioza tetroza pentoza-riboza (petkotnik)RNK, ATP, NADP (prenašalec H)-deoksiriboza (brez enega kisika)

Heksoza:- ima 6 ogljikovih atomov- GLUKOZA ali GROZDNI SLADKOR ali KRVNI SLADKOR

C6H1206- FRUKTOZA (C6H1206)- GALAKTOZA

3. Disaharidi – so sestavljeni iz dveh monosaharidnih enotNajbolj znani so: C – O – C (eterska ali glikozidna vez)




Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

10

Maltoza (Glukoza + Glukoza) – sladni sladkor Laktoza (Glukoza + Galaktoza) – mlečni sladkor Saharoza (Glukoza + Fruktoza) – pesni ali trsni sladkor – nastane pri

fotosintezi – glavni transportni sladkor pri rastlinah4. Polisaharidi so sestavljeni ogljikovi hidrati. Imajo vezanih več tisoč enot

monosaharidov Škrob (Glukozne molekule) – učbenik slika. Nahaja se v plodovih,

semena, aminoplastih celice (rezerva energije) – molekule so v drevo Celuloza (Glukozne molekule) – učbenik slika – vezane so v ravni verigi,

med verigami so vodikove vezi. Rastlinskim celicam daje trdnost. Najbolj razširjen polisaharid na Zemlji

Glikogen – rezerva E v živalskih celicah. Po zgradbi je molekula glikogena zelo podobna škrobu, še večje je število glukoznih molekul

encim hormon: insulinškrobglukozaglikogen

amiloza jetra

Hitin-molekula hitina ima vezan tudi dušik. Je opora v členonožcih, žuželkih.

Murein gradi celične stene bakterij.

Ogljikovi hidrati so rezerva energije (založne snovi), dajejo oporo, trdnost in sestavni deli življenjsko pomembnih molekul (ATP, RNK, DNK)

Beljakovine(proteini ali polipeptidi)

1. Beljakovine so polimeri aminokislin.Vsaka aminokislina ima vezano eno amino skupino.AlaninPoznam okrog 20 amino kislin. In na tisoče različnih beljakovin. Ker je pomembno katere se vežejo, v kakšnem zaporedju, kolikokrat nastopi ena.12 aminokislin organizem izdela sam, 8 pa jih moramo pridobiti s hrano.

do 50 so peptidinad 50 pa beljakovineVrstni red aminokislin v beljakovini določa DNK molekula. Vsaka aminokislina je določena z zaporedjem treh nukleotidov, ki jih imenujemo GENSKI KOD.Pomen beljakovin:

-strukturne beljakovine (aktin, miozin v mišicah), kolagen, elastin-založne beljakovine – jajčni rumenjak (albumini)


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

11

-transportne beljakovine – hemoglobin (veže in prenaša kisik),mioglobin-encimi (beljakovinske molekule, ki vodijo kemijske reakcije)-zaščitne beljakovine (zaščita pred boleznimi)fibrinogen (se nahaja v krvni plazmi)-hormon – adrenalin, insulin-strupi

Beljakovine imajo (slike učbenik)-primarno strukturo – to je vrstni red aminokislin, ki ga določa molekula

DNK z genskim kodom….-sekundarno strukturo – je zavitost molekule (oblika spirale)-terciarno strukturo – orientacija v prostoru-kvartarna strukturafunkcionalna struktura: hemoglobin-v eritrocitih

(veže O2 in ga prenaša) nebeljakovinski del-hem, beljakovinske verige

Na delovanje beljakovin zelo vpliva temperatura, PH. Višja temperatura (do 40�C, do 60�C) lahko začasno porušijo strukturo beljakovin-denaturacija.Še višje temperature pa za stalno porušijo strukturo beljakovin-koagulacija(pečen beljak).

Nukleinske kisline

1. Nukleinske kisline so našli leta 1868 v jedru ribjih spermijev in v jedru levkocitov. Nahajajo se še v kloroplastu, mitohondriju, ribosomih, pri prokariontih pa prosto v citoplazmi.

2. Nukleinske kisline so polimeri nukleotidov. En nukleotid pa je sestavljen iz treh delov. (slika 13)

3. DNK je vedno dvojna veriga, ker se vedno povezujeta adenin in timin z dvojno vodikovo vezjo in vedno gvanin in citozin s trojno vodikovo vezjo. Nukleotidi so v molekuli DNK torej vezani prečno in vzdolžno.Vzdolžno se povezujejo prek sladkorja in ostankov fosforjeve kisline.

4. Model DNK sta lega 1953 naredila Watson, Crick. DNK je glavna nosilka dednosti v celicah. Največ DNK je v celici shranjeno v jedru v kromosomih. K njeni stabilnosti v kromosomih prispevajo še beljakovine HISTONI. Vsak organizem ima točno določeno število kromosomov, ki je največkrat dvojno oz. diploidno=2n=46 (polovico po materi, polovico po očetu). Ko nastajajo spolne celice pa se število kromosomov zmanjša za polovico in dobimo enojno oz. kaploidno=1n=23 število kromosomov. Preden se celica deli se mora molekula DNK podvojiti. To se zgodi v interfazi pred mitozo. (slika 14)



Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

12

DNK ima 2 pomembni lastnosti:- sama sebe podvojipodvajanje (avtoreplikacija)- prepisovanje (transkripcija)RNK (obveščevalno, informacijska,

messenger)- prevajanje (translacija)sinteza beljakovin

Podvajanje DNK

1. Podvajanje DNK se zgodi vedno preden se celica deli-v interfazi2. Celica za delitev potrebuje:

- DNK- nove nukleotide- encime (endonukleaza-prekine nit DNK, DNK polimeraza-nosi nove

nukleotide, ligaza-lepi posamezne dele DNK)- ATP (slika 15)

SEMIKONZERVATIVNO podvajanje pomeni, da ima vsaka nova molekula polovico stare. Napake, ki nastajajo pri podvajanju DNK.

Sinteza beljakovin

1. Za sintezo celica potrebuje ribosome, ATP, encime, aminokisline, RNK.2. Nosilec zapisa za eno beljakovino se imenuje GEN. Geni so razporejeni

vzdolž kromosoma.Gen se mora najprej prepisati na obveščevalno RNK, ki zapusti jedro in potuje v citoplazmo na ribosom. Poleg obveščevalne RNK potrebuje celica še transportno RNK (tRNK), ki nosi ustrezne aminokisline. Potrebna je še ribosomska RNK (rRNK), ki pospešuje sintezo beljakovin

Genski kod je zaporedje treh nukleotidov, ki določa eno aminokislino.Zaporedje na molekuli DNK imenujemo KODOGEN.Zaporedje na molekuli RNK imenujemo KODON.Zaporedje treh nukleotidov na prenašalni RNK pa se imenuje ANTIKODON.Genski kod je pri vseh živih bitjih enak. Pravimo, da je univerzalen, kar pomeni, da imajo vsa živa bitja skupen izvor. Degeneriran – pomeni, da lahko različna zaporedja določajo isto aminokislino. (slika 16)

Poznamo tudi STOP kodone, ki ne določajo nobene aminokisline. Stojijo na koncu zapisa za neko beljakovino oz. na koncu gena.



Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

13

Potek sinteze

1. Prepis gena iz molekule DNK in nastane oRNK.2. oRNK potuje iz jedra v citoplazmo na ribosom.3. Na ribosomu se kodon prebere z antikodonom tRNK.4. tRNK nosi v repku že točno določeno aminokislino.5. Aminokislina se pripne na ribosom. Med aminokislinama nastane peptidna

vez.6. Ko pride na vrsto stop kodon se sinteza konča, ker ta ne kodira nobene

aminokisline. Nastali peptid se zvije v sekundarno, terciarno, kvartarno strukturo.

Mutacije

1. Mutacije so sprememba dednega materiala, ki nastane pri podvajanju molekule DNK. Če se te mutacije zgodijo pri nastanku spolnih celic, se dedujejo iz generacije v generacijo. Če nastanejo te mutacije pri delitvi telesnih celic, lahko to pripelje do določenih bolezni – se ne dedujejo. To so somatske mutacije.

2. Mutacije so lahko spontane, lahko jih pa pospešujemo (so inducirane) – UV žarki, IR žarki, težke kovine (Hg, Pb, Ra), nekatere kemične spojine (peroksidi)

3. Ali bo mutacija uspešna ali neuspešna je odvisno od okolja v katerem organizem živi.

Lipidi �maščobe�

1. Lipidi so estri glicerola in višjih maščobnih kislin. So netopni v vodi in se topijo v nepolarnih topilih (bencin). Lahko so rastlinskega ali živalskega izvora. (slika-zvezek). Izstopi voda. Poteče estrenje. U/47

2. Delimo jih na enostavne (maščobe,voski) in na sestavljene (fosfolipidi, glikolipidi, steroidi-hormoni, vitamini).

3. Maščobe – zaloga energijea) trde – masti

- večinoma živalskega izvora- nasičene- samo enojne

b) tekoče – olja- rastlinskega izvora- nenasičene- dvojne in trojne vezi


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

14

4. Voski – zaščita pred izhlapevanjem in vdorom vode. Voskasto perje imajo živali - ptice.

5. Sestavljene:a) fosfolipidi, glikolipidi – gradijo celične membraneb) steroidi (hormoni), vitamini (D,E,K,A)

Vitamini(učbenik)

Topni v maščobah Topni v vodiVitamin A (povzroča motnjo vida-kurja slepota)

Vitamin C (krvavenje zob, vnetje dlesni, izguba apetita, padanje odpornosti)

Vitamin D (rahitis, krči, mehke kosti)

Vitamin B (vnetje živcev, kože, oči)

Vitamin E (popemben za delovanje srca, eritrocitov)Vitamin K (za strjevanje krvi)

Vitamin B je izredno pomemben, ker je sestavni del mnogih življenjsko pomembnih molekul (encimov, citokromov) in če ga primanjkuje se pojavijo motnje v delovanju živčevja (beriberi).Vitamin A je v korenju, pomarančah.

Delitev celice

1. Delitev celice poteka takrat:- ko organizem raste- ko se organizem obnavlja (regeneracija)- ko se organizem razmnožuje

2. Poznamo več delitev celic:a) cepitev (amitoza) – cepljivke (bakterije)-poteka izredno hitro in posledica

tega je, da se bakterije izredno hitro množijo (U/102)'b) mitoza-delitev, ki nastopi takrat ko se organizem obnavlja, raste in kadar

se nespolno razmnožuje. Mitozi vedno sledi interfaza. Ena mitoza in ena interfaza se imenuje en celični cikel.(slika 17)- profaza – dedni material se zgoščuje (spiralizira), kromosomi

postanejo vedno bolj vidni. Vidimo, da so iz dveh kromatid (vsaka je 1 molekula DNK). Izgine jedrni ovoj, jedrce in nastane delitveno vreteno. Pri živalski celici nastane delitveno vreteno iz centriola, pri rastlinski pa nastane iz ostankov jedrnega ovoja. Proti koncu profaze se začnejo kromosomi pomikati proti sredini celice. Pravimo, da potujejo v ekvatorialno ravnino (U/103)

slika 17.jpg


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

15

- metafaza – tu so kromosomi najlepše vidni in da se jih prešteti- anafaza – niti delitvenega vretena se začnejo krčiti in vlečejo kromatidi

istega kromosoma narazen. Pravimo, da kromosomi potujejo proti poloma.

- telofaza – deli se še citoplazma. Pojavi se zopet jedrni ovoj, jedrce in dedni material se desperilizira. Pri rastlinski celici se citoplazma predeli s celično ploščo, ki raste od znotraj navzven. Pri živalski celici pa se citoplazma zažema od zunaj navznoter. Nastane delitvena brazda. (slika 18) Razlika med delitvijo živalske in rastlinske celice je tudi v nastanku delitvenega vretena, ki nastane pri živalski celici iz centriola. Pri rastlinski celici pa nastane delitveno vreteno iz ostankov jedrnega ovoja. Rezultat mitoze sta dve enaki diploidni celici.

Nariši mitozo! U/103

Mejoza

1. Mejoza je delitev, ki nastopi takrat, ko se organizem enkrat v svojem življenju razmnožuje spolno. Pri živalih poteče mejoza takrat, ko nastajajo spolne celice. Pri večini rastlin (mahovi, praprotnice, semenovke) pa z mejozo nastanejo spore ali trosi, ki služijo nespolnemu razmnoževanju. Mejoza se sestoji iz dveh zaporednih delitev:a) mejoza I. (redukcijska delitev, R!)

- v profazi I se združita para homolognih kromosomov. Med pari homolognih kromosomov pride do prekrižavanja ali crossing-over . Homologni kromosomi med seboj izmenjajo gene. Proti koncu izgine jedrni ovoj, jedrce in kromosomi potujejo v ekvatorialno ravnino.

- v anafazi I se para homolognih kromosomov ločita- v telofazi I dobimo dve celici z enojnim številom kromosomov

(haploidnim številom kromosomov)- po prvi mejotski delitvi sledi kratka interfaza v kateri pa ne pride do

podvajanja molekule DNK- nato ji sledi mejoza II

b) mejoza II. (navadna mitoza)- je enaka navadni mitotski delitvi

Končni rezultat obeh delitev so štiri celice z enojnim številom kromosomov.

slika 18.jpg


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

16

Organizem kot energetski sistem

E=m c2

1. Organizmi iz okolja sprejemajo snovi in energijo. Pravimo, da snovi v okolju neprestano krožijo, energija pa se skozi ekosistem samo pretaka. Vstopa kot svetlobna energija, se spreminja v kemično energijo, ki je nakopičena v organskih molekulah in izstopa kot toplotna in življenjska energija.

2. Energija je nakopičena v vezeh med atomi. Imenujemo jo potencialna ali prosta energija. Lahko se spremeni v kinetično energijo, ki se uporabi za opravljanje dela. Pravimo, da celice opravljajo biotsko delo, kadar vršijo različne celične procese.

3. Biotsko deloa) mehansko (krčenje mišic, premikanje vlaken)b) električno (ločevanje nabitih delcev)c) kemično (vse sinteze in razgradnje v celici)

Ko celica opravlja delo se pojavljajo tudi energetske izgube, ki se kažejo v obliki toplote. Vsa toplota ni izgubljena energija, saj zaradi večje toplote reakcije potekajo hitreje.

Kako organizmi pridejo do energije?

1. Avtotrofni organizmi izdelajo energijo sami. (rastline in nekatere bakterije)-najprej vršijo sinteze-iz majhne molekule z malo proste energije naredijo velike molekule.

2. Heterotrofni organizmi najprej razgradnjo in šele potem sinteze-živali, glive, bakterije.

3. V organizmih neprestano potekajo procesi izgradnje ali asimilacije (anabolizem), ter razgradnje ali disimilacije (katabolizem).

4. Kadar organizem sprejme več snovi, kot jih potrebuje, kopiči zaloge-govorimo o energijskem presežku, če pa organizem več porabi kot pa sprejme, pa govorimo o energijskem primanjkljaju-stradanju.

5. Minimalna količina energije, ki je potrebna za vzdrževanje življenjskih funkcij, se imenuje bazalna energija. Razlikuje se po spolu, starosti, aktivnosti, letnem času-

ATP – univerzalni del energije

1. ATP ADP AMP (slika 20)2. ATP se sprošča pri celičnem dihanju (38 ATP), pri vrenju (2 ATP), pri

primarnih reakcijah fotosinteze.

slika 20.jpg


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

17

3. ATP se porablja – za biotsko delo, sekundarne reakcije fotosinteze, za aktivni transport, pri podvajanju DNK, prepisovanju DNK, sintezi beljakovin

Encimi

1. Za začetek kemijskih reakcij je potrebna začetna energija ali aktivacijska energija. Ta energija se lahko zmanjša če pri reakciji sodelujejo katalizatorji, ki jih v živem svetu imenujemo encimi (fermenti).

2. Reakcije z encimi so veliko hitrejše, ker stečejo po krajši poti. (slika 21)3. Encimi so beljakovinske molekule, ki imajo pogosto vezan še

nebeljakovinski del – KOENCIM (vitamini, Fe, Mg). (belj.del+nebelj.del)4. Encimi se pri reakcijah ne izrabijo oz. ne uničijo.5. Vsak encim ima svoj substrat. (eden ne more delati vsega)6. Vsak encim ima aktivno mesto s katerim se prilega na substrat. (pravimo, da

se ujemata kot ključ in ključavnica). (slika 12)7. (slika 23)8. Na delovanje encimov vplivajo:

a) temperatura – homeotermni organizmi (stalna telesna T) 36�C – 40�Csnežne alge -5�C – 0�Cbakterije v termalnih vrelcih 60 – 70�C

b) PHc) velikost aktivne površined) koncentracija substrata in encimae) antibiotiki

Procesi v celici

1. Prvi organizmi so bili heterotrofni, hrano so jemali iz okolja. Organske molekule so nastale v prvotnih razmerah iz plinov prvotne atmosfere (metan – CH3, amoniak NH3, vodik, voda) pod vplivom različnih energij (UV, bliski strel, toplotna E), ki so vezi med posameznimi atomi cepile. Nastale so nove povezave, ki so značilne za organske molekule.

2. Organske molekule so se nato kopičile v vodi in tako vodo imenujemo prajuha. Dokaz, da so organske molekule res lahko tako nastajale je Millerjev poskus. Tak nastanek organskih snovi je bil možen samo v takratnih razmerah, ko ni bilo še prostega O2 in ni bilo še organizmov, ki bi te organske snovi razgradil. Pravimo, da so organske snovi nastale abiogeno-brez organizmov.

3. Znanstveniki tudi domnevajo, da življenja ni nihče ustvaril, da ni prišlo iz vesolja, ampak, da je življenje nastalo takrat, ko sta se združili dve pomembni molekuli:

- DNK, ki je osnova za dednost (lahko sama sebe podvoji)- encim, ki pospešuje reakcijo podvajanja

slika 21.jpg

slika 22.jpg

slika 23.jpg


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

18

To je materialistični razvoj življenja.

Vrenje

1. Prvi organizmi so bili verjetno heterotrofni. Hrano za življenje so jemali iz okolja in jo razgradili s pomočjo vrenja. Vrenje je proces, ki poteka v razmerah brez O2. Molekule, ki so jih prvotni organizmi jemali iz okolja so bile enostavni sladkorji, aminokisline, maščobne kisline.

2. Glukoza se lahko razgradi po različnih metabolnih poteh.3. Poznamo več vrst vrenj. Katero vrenje bo poteklo je odvisno od tega, kateri

organizmi ga vršijo oz. kateri encimi so prisotni. Poznamo:a) alkoholno vrenje

glukoza (glive kvasovke) etanol + CO2 + 2ATPb) mlečnokislinsko vrenje

glukoza (mlečnokisl. bakterije, jogurt, kisanje zelja, mleka-skuta) mlečna kislina, H2O, 2ATP

c) ocetnokislinsko vrenje – poteka v prisotnosti kisikaalkohol(ocetnokisl. bakterije) ocetna kislina + H2O

Reakcije pri alkoholnem vrenju

Učbenik /78 – slika1. V proces alkoholnega vrenja vstopa glukoza. Ta se najprej aktivira z dvema

molekulama ATP-ja. Dobimo molekulo, ki je energetsko obogatena in razpade na dve glukozni polovici. Vsaki glukozni polovici se zdaj pridruži še anorganski fosfat in vodik. V naslednjih reakcijah se odceplja fosfat, ki se porablja za sintezo ATP-ja. Dobimo piruvično kislino, ki je vmesna spojina pri vseh vrenjih in tudi celičnem dihanju. Iz piruvične kisline pri alkoholnem vrenju nastane CO2 in etanol.C6H12O6 2 C2H5OH + 2CO2 + 2ATP

najprej vrenje, kasneje fotosinteza (O2, O3 – ozon, življenje gre na kopno), na koncu pa celično dihanje (potrebuje O2).

Celično dihanje

-je zadnji izmed velikih procesov, ki se pojavijo v evoluciji. Ko je začelo organskih snovi v prajuhi zmanjkovati se je najprej pojavila fotosinteza, ki da organske snovi in O2 – omogočil je celično dihanje, ki se je pojavilo pred približno 600 milj. let, ko je bilo v zraku 1% današnjega kisika.

Vrenje in celično dihanje sta torej oba procesa razgradnje.


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

19

Celično dihanje ima 3 dele:a) Prvi del te razgradnje je pri obeh procesih enak in poteka v citoplazmi

celice. Imenuje se glikoliza. Poteka v razmerah brez kisika. Je razgradnja glukoze do piruvične kisline. Sprostita se 2 molekuli ATP. (slika 24)

b) Krebsov cikel (pot ogljika, cikel citronske kisline). Razgradnja piruvične kisline do ogljikovega dioksida in sproščanje vodika. Poteka v matriksu mitohondrija.Piruvična kislina, ki nastane pri glikolizi vstopi v mitohondrij. Iz nje se najprej odcepi CO2, nastane molekula z 2C atomi. To je ostanek ocetne kisline, ki ga sprejme prenašalna molekula CoA (koencim A).Acetil CoA sedaj vstopi v Krebsov cikel. Tam se združi z molekulo 4C in nastane citronska kislina. V nizu reakcij, ki sledijo pride do številnihpretvorb, pri kateri se sprošča CO2 in H2. H2 sprejme prenašalna molekula NAD.

c) Tretji del se imenuje dihalna veriga ali pot vodika. Poteka na notranji membrani mitohondrija (kriste) na citohromih. Tja pride vodik s pomočjo NAD. Vodik razpade na protone vodika in elektrone. Elektroni se prenašajo po prenašalcih in pri tem se sprošča energija, ki se porabi za sintezo ATP-ja. Najprej se sicer energija porabi za pretok protonov v medmembranski prostor in potem se sprošča, ko se ustvarja tok elektronov v nasprotni smeri.

Dihanje je torej proces razgradnje vseh organskih snovi iz katerih se sprošča energija za življenjske procese (biotsko delo). Če se organizem neha prehranjevati, če nam zmanjka kisika organizem lahko zelo hitro pogine.Poleg energije, ki se sprošča so pomembne tudi vmesne spojine, ki nastajajo ker so sestavni deli drugih življenjsko pomembnih molekul.formula celičnega dihanja: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38ATP

Fotosinteza

1. Fotosinteza je proces izgradnje ali asimilacije. Organizmi, ki vršijo fotosintezo so zelene rastline in modrozelene cepljivke ali bakterije – nastaja O2 in organska snov.

2. Poznamo dve obliki fotosinteze. V obeh primerih nastaja organska snov, vendar pri fotosintezi zelenih rastlin kot stranski produkt nastaja O2, pri fotosintezi žveplovih bakterij pa kot stranski produkt nastaja S.a) 6CO2 + 6H2O (svetloba, klorofil) C6H12O6 + 6O2b) CO2 + H2S (svetloba, bakterioklorofil) (CH2O) + 2S + H2O

3. Poleg fotosinteze poznamo še en avtotrofni proces, ki ga imenujemo kemosinteza. Vršijo ga nekatere bakterije (nitratne, vodikove, metanove), ki za izdelovanje organskih snovi uporabljajo kemično energijo.

slika 24.jpg


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

20

4. AVTOTROFNI organizmi – sami izdelujejo organsko snov (CH2O)na) KEMOSINTEZA – kemična energijab) FOTOSINTEZA – svetloba

- O2- S

5. Dejavniki, ki so potrebni za potek fotosinteze:a) svetloba – je elektromagnetno valovanje različnih valovnih dolžin

- za fotosintezo je potreben vidni spekter sončne svetloba, ki zajema od 380-760nm. – modro-vijolična, modra, rumena, zelena, oranžna, rdečaza rastline je najpomembnejša modro-vijolična in rdeča svetlobazelena svetloba je za rastline �mrtva svetloba�

- UV- IR

b) pigment (slika 7)+včasih je notri še škrob- zeleni: klorofil A, klorofil B – podobna zgradba kot hemoglobin

(pirolovi obroči), notri je Mg.(1) v granumu potekajo primarne reakcije(2) v stromi potekajo sekundarne reakcije

- oranžni: karatenoidi- rumeni: ksantofili- rdeči: eritrin- modri: fikocianin

Za fotosintezo sta najpomembnejša pigmenta klorofil A in B, ostali pigmenti pa imajo nalogo da absorbirajo svetlobo tistih valovnih dolžin, ki je klorofila ne moreta.

c) CO2 – v zraku 0,03 0,04 %- najbolj ugodna je okrog 0,1 % CO2. - rastlina dobi CO2 iz zraka skozi listne reže.- rastlini primanjkuje CO2 takrat, kadar je vroče varčuje z vodo in ima

listne reže zaprte. Praviloma so listne reže čez dan odprte, ponoči pa zaprte. Nekatere rastline so se na pomanjkanje CO2 prilagodile tako, da imajo listne reže odprte ponoči, sprejemajo CO2, ga shranjujejo v sadne kisline in ga podnevi jemljejo iz teh kislin in nato vršijo fotosintezo. Tej prilagoditvi rečemo kisli metabolizem sočnic.

- drugo prilagoditev na pomanjkanje CO2 pa so razvile rastline, ki jih imenujejo C4 rastline. Prilagodile so se na pomanjkanje CO2 tako, da sprejme molekulo CO2 piruvična kislina in nastane molekula C4, ki posreduje CO2 v sekundarne reakcije ali Kalvinov cikel.

d) H2O- na pomanjkanje vode so se rastline prilagodile tako, da preprečujejo

njeno izhlapevanje (debele kutikule)6. Potek fotosinteze. Fotosinteza obsega:

slika 7.jpg


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

21

a) PRIMARNE (svetlobne) reakcije- za te je nujno potrebna svetloba in klorofil- v granumu- obsega:

(1) ciklične procese => nastaja ATP(2) necikličen proces => poleg ATP nastaja še NADPH2, O2, H2O

v necikličen proces vstopa tudi molekula vode, ki pod vplivom svetlobe razpade na protone vodika, elektrone vodika, in potem preko OH- še na kisik in vodo.

b) SEKUNDARNE reakcije (calvinov cikel)- v stromi- gre za encimski proces, ki je odvisen od produktov svetlobne faze in

predvsem od temperature- v sekundarne reakcije vstopa CO2, sprejme ga molekula s 5C atomi

(ribuloza bifosfat), v nizu reakcij, ki sledijo nastanejo najprej sladkorji s 3C atomi, nato pa fruktoza in iz nje glukoza

- za eno molekulo CO2 se porabijo 3 molekule ATP in dve molekuli NADPH2

- za nastanek molekule glukoze pa se porabi 18 ATP in 12 NADPH2- rastlina del glukoze pretvori v škrob in ga shrani v škrobnih zrnih, del

pa porabi za svoje življenjske procese oz. celično dihanje.

Povezava svetlobnih in temotnih reakcij (slika na listu-55)7. Pomen fotosinteze:

a) nastanek organskih snovi ali PRIMARNA PRODUKCIJA- od teh organskih snovi so odvisne same rastline in tudi vsi heterotrofni

organizmi- največja je v morju- nastanek fosilnih goriv (nafta, premog)- nastanek O2 celično dihanje- nastanek O3 nastanek ozonske plasti, ki zadržuje UV žarke

življenje gre iz morja na kopnoplast uničujejo freonib) dejavniki, ki vplivajo na fotosintezo

- svetloba- klorofil- ogljikov dioksid in voda- temperatura


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

22

Uvod v genetiko

1. Genetika je veda, ki proučuje zakone dedovanja in spreminjanja organizmov.a) genomb) kromosomc) GEN, genski kodd) DNKe) dedovanje, evolucijaf) mutacijeg) GENOTIPh) FENOTIP

2. Dedovanje je prenašanje dedne snovi iz generacije v generacijo, iz celice v celico. Zdi se kot da se prenaša nek načrt. Kakšne bodo končne lastnosti, ki jih bo imel nek organizem, pa je odvisno tudi od okolja.

3. Podedovani načrt imenujemo tudi GENOTIP. Tisto, kar se pa izrazi pri nekem organizmu-kar je rezultat dedovanja in okolja pa je FENOTIP.

4. Genom je vsa dedna masa neke celice.5. Gen je zapis za posamezno lastnost. Geni pa so razvrščeni vzdolž

kromosoma. Gen se lahko pojavlja v eni različici, pogosto v dveh ali v večih različicah. Različice enega in istega gena imenujemo ALELI. Primer, ko se gen pojavlja v večih različicah (multipli aleli) so krvne skupine: AB0 sistem.

6. Kromosom je molekula DNK.

Dedovanje po avtosomnih kromosomih

1. Vsak organizem ima dvojno št. kromosomov (diploidno, 2n)2n človeka = 462n ženske= 44 avtosomov + xx (spolna kromosoma)2n moškega = 44 + xy

2. Zakone dedovanja je postavil Mendel (1865)- vzel je rastlino z gladko semensko lupino in jo križal z nagubano

semensko lupino – GENERACIJA STARŠEV (parentalna) P AA x aa- dobil je generacijo potomcev, ki jo imenujemo filialna generacija-

gladka semenska lupina Aa Aa Aa Aa- f2 generacija – dobil je � gladkih in � nagubanih AA Aa Aa aa

-razmerje fenotipov-razmerje genotipov 1/4:1/2:1/4

Mendel je pri svojih križanjih ugotovil, da je vsaka lastnost zapisana 2x. Za vsako lastnost je enak prispevek matere in očeta. Če sta dejavnika za eno lastnost enaka, govorimo o homozigotnem paru alelov. Če sta ta dva alela različna, govorimo o heterozigotnem paru. Mendel je tudi odkril, da so lahko geni enakovredni ali pa en prevlada nad drugim. Kadar genetik ne ve, kakšen je


Alen Firšt 1.b-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

23

genotip testiranca, naredi testno križanje. Pri tem križanju križamo testiranca z recesivnim homozigotom za to lastnost. Če po križanju dobimo vsaj 1 osebek, ki ima izraženo recesivno lastnost, je bil testiranec heterozigoten. Če po križanju ne dobimo nobenega z izraženo recesivno lastnostjo, je bil testiranec dominanten.

Documents

Biologija - dijak.gess.sidijak.gess.si/alen.first/Zapiski 1.letnik/Biologija.pdf · 1.st – znanstvenik Plinej je uporabil stekleno kroglo, napolnjeno z vodo kot