BUNĚČNÝ CYKLUS A REPRODUKCE BUŇKY

• růst a rozmnožování - základní vlastnosti organismů

Růst - buňka přijímá látky z prostředí, využívá je jako zdroj energie a jako stavební látky, narůstá do určité velikosti (geneticky dané) → dělení na 2 buňky dceřiné (poloviční než mateřská) → růst do velikosti mateřské

• cyklický děj - BUNĚČNÝ CYKLUS

• syntetická fáze - zdvojení počtu molekul DNA

Chromozom - objevuje se v době buněčného dělení, vláknitý útvar, v interfázi jsou neviditelné v optickém mikroskopu, před syntetickou fází je chromozom tvořen 1 molekulou DNA, která může být dlouhá až 5 cm ⇒ zdvojení (2 stejné molekuly)⇒ příprava - molekula DNA se obtáčí kolem histonů (bílkoviny) →zkrácení délky→ začnou se vytvářet kličky → spirálovitě se stáčí → chromozom, který lze vidět optickým mikroskopem

Počet chromozomů v buňce: 1 a více

Normální tělní buňka - 2 chromozomy- vždy v párech - stejně velké podobné genetické vlastnosti, záleží, který z páru je silnější, množství kombinací (barva očí,..) = homologní/ homologické chromozomy

• počet chromozomů nezávisí na dokonalosti, ale na druhové specifičnosti (příbuzné druhy zhruba stejný počet)

• různé chromozomy =heterologické - v každé buňce 2 sady chromozomů

VLASTNÍ DĚLENÍ BUŇKY

1. Karyokyneze - dělení jádra

2. Cytokyneze - dělení cytoplazmy

• ke konci karyokineze dochází k cytokinezi

Typy Karyokineze:

AMITÓZA - přímé dělení - nestejnoměrné rozdělení genetické informace ( např. rakovinné bujení) ⇒ degenerace

MITÓZA - nepřímé dělení

1. Profáze - objevují se chromozomy, rozklad jaderných obalů, centriola se zdvojí, každá z páru jde k jednomu pólu buňky

2. Metafáze - mezi centriolami se vytvoří vlákna ⇒ dělicí vřeténko, chromozomy se seřadí v rovníkové rovině, raménka se začnou rozdělovat, zůstávají spojeny v oblasti centromery, centromerou se připojují k vláknům dělicího vřeténka → rozpojení chromozomů v oblasti centromery

3. Anafáze - vlákénka dělicího vřeténka se začínají zkracovat ⇒ přitahují jednotlivé poloviny chromozomů k pólům

4. Telofáze - rekonstrukce jader, chromozomy se despiralizují - přestávají být vidět v optickém mikroskopu

Cytokyneze - uprostřed anafáze se začíná vytvářet přepážka, u živočichů z povrchu dovnitř, u rostlinných zevnitř k povrchu

MEIÓZA - redukční dělení - redukce chromozomů na jednu sadu, u pohlavních buněk

2 za sebou jdoucí mitózy = zrací dělení

1. Proměna profáze - chromozomy se objevují, rozpouští se jaderná membrána, objevuje se dělicí vřeténko

2. Metafáze- homologické chromozomy se k sobě přiloží (opticky se zmenší počet chromozomů), ale zůstává stejný počet molekul DNA

3. Anafáze - dochází k rozchodu homologických chromozomů k pólům, celé dvojpárky - redukce počtu chromozomů

4. Telofáze - rekonstují se jaderné obaly, ale buňky hned přechází do druhého zracího dělení - chybí syntetická fáze ( nedochází k zdvojení počtu DNA molekul) - mitóza probíhá stejně

⇒ redukce počtu DNA

ŽIVÁ A NEŽIVÁ PŘÍRODA

OBECNÉ VLASTNOSTI ORGANISMÚ:

• Zvláštní chemické složení těla - procentuální zastoupení prvků se liší od neživých organismů

• Složitá mikro a makrostruktura, přizpůsobení ke speciálním funkcím organismů

• Metabolismus - látkový - přijímají živiny, zpracovávají je, vydávají zplodiny,

- energetický - organismus musí získávat, zpracovávat a využívat energii

• Růst - nevratné zvětšování objemu těla, často spojené se změnami tvaru

• Vývoj - spojen s postupnými kvalitativními změnami organismu, které vedou ke změnám růstu

• Dráždivost - schopnost reagovat na podněty okolí

• Rozmnožování a dědičnost - schopnost organismů produkovat potomstvo, které má shodné znaky s rodiči

Stupně uspořádanosti živých soustav

Podbuněčné organismy - viry

Jednobuněčné organismy - bakterie, sinice, houby, živočichové

Buněčné kolonie - některé rostliny a živočichové

Mnohobuněčné organismy - všechny zbývající

Obligátní společenstva - sociální hmyz

CHEMICKÉ SLOŽENÍ

• živá těla vytváří asi 2/3 známých prvků

1. Prvky makrobiogenní - 99,9% prvků v těle

1. základní - C, H, O, A

2. ostatní - S, P, Mg, Ca, K, Na, Cl

2. Prvky mikrobiogenní - kovy- součásti enzymů

Fe, Cu, Zn, Mo, Co,.. = stopové prvky, nedostatek způsobuje problémy

SLOUČENINY

1. Anorganické - VODA - vytváří stálé vnitřní prostředí

- účastní se biochemických reakcí

- rozpouštědlo (org. i anorg. látek)⇒ snadný transport, vstřebávání

- disociace iontů ve vodě

- usnadňuje udržování stálého pH

- většina organismů - 60% vody v těle, při přečkávání

nepříznivých podmínek → zpomalení biochemických procesů

→ snížení množství vody (semena)

- čím primitivnější organismy - tím více vody v těle

Ca CO₃, CaPO3

2. Organické - spojené s výživou- cukry, tuky, bílkoviny

Cukry a) jednoduché - triosy (součásti cyklů, dále se nerozkládají)

Hexozy - glukóza , fruktoza, galaktíza

Pentózy - cyklické - ribosa deoxyribosa

• b) složené - disacharidy - laktóza, maltóza, sacharóza

c) polysacharidy - zdroj energie, oporné hmoty, rostlinný škrob, glykogen -

živočišný škrob, celulóza - buněčné stěny, chitin- kutikula členovců

Tuky (lipidy) - kapaliny nebo pevné látky, nerozpustné ve vodě, zásoba energie,

tepelná izolace, ochrana proti vlhkosti

1. neutrální - estery mastných kyselin (stearová, palmitová + glycerol)

2. vosky - kutikula, včelí vosk, lanolin (ovce)

3. fosfolipidy - tvorba biomembrán

4. steroidy - testosteron, hormony, vitamin D

Bílkoviny - základem jsou aminokyseliny, s peptidovou vazbou - peptidové řetězce,

živé organismy vytváří 20 aminokyselin

1. jednoduché - protaminy - vláknité bílkoviny

histony - klubíčka , bílé krvinky, chromozomy

albuminy - sérové bílkoviny,krevní plazma, vaječné obaly, mléko

globuliny - sérové v krvi , mléko, aktin, myosin, fibrinogen

skleroptoteiny - zpevňují, kolagen, elastin, spongin - houby

2. složené - fosfoproteiny - kasein - mléko, ovobitelin - vajíčka

lipoproteiny - součást membránových struktur

chromoproteiny - barevné pigmenty, hemoglobin, hemocyanin

nukleové kyseliny - základní jednotka = nukleotid = báze + pentosa

báze pyrimidinové (U, T, C) a purinové (G, A) ribosa, deoxyribosa

RNA - řetězcová molekula obsahuje U, C, G, A, + ribosu

3 typy - mediátorová (mRNA), transferová (tRNA) a ribosomální (rRNA), určuje

pořadí aminokyselin v bílkovinách

DNA - deoxyribomukleová, 2 šroubovitě spojené řetězce jsou spojeny

vodíkovými můstky - vždy komplementární báze se spojují (C-G, T-A), je

nositelem dědičnosti, nachází se v jádře, mitochondríích a plastidech

enzymy - biokatalyzátory - usnadňují chemické reakce tím že snižují aktivační

energii, enzym se skládá z výkonné části - koenzymu (např kov), a nosiče -

apoenzymu, začíná fungovat až se tyto dvě části spojí

jeden enzym je schopen katalyzovat pouze jeden konkrétní typ chemické reakce =

substrátová specifičnost

Vitaminy - látkyrůzného chemického složení , nejsou jednotná chemická skupina, mohou být složkou enzymů nebo přímo enzymy, živočichové většinou nedovedou vyrobit - získávají je s rostlinnou stravou (vznikají většinou v rostlinnách)

Hormony - regulátory životních funkcí, i u rostlin

VODNÍ REŽIM A MINERÁLNÍ VÝŽIVA

VODNÍ REŽIM

Voda - základní stavební látka, rozpouštědlo - přenašeč živin, důležitá při fotosyntéze, zabraňuje přehřátí

3 fáze: PŘÍJEM

VÝDEJ - vydává velké množství vody - více živin

VEDENÍ

PŘÍJEM - prostřednictvím kořenového systému (spaciální kořenové vlásky)

Buněčné stěny + mezibuněčné prostory - koncentrace se vyrovnávají na základě difúze

Faktory : dostatek vody

Množství kořenových vlásků

Teplota půdy

Dostatek kyslíku (lepší kořenový systém)

Koncentrace půdního roztoku - čím větší - tím rychlejší nasávání

VEDENÍ - vytváří se vodivá pletiva - cévy - voda proniká, měl by vzniknout souvislý sloupec

Kořenový vztlak - jeden z faktorů vedení, rozdíl koncentrací souvisí s osmotickým tlakem u rostlin

Transpirační proud - na základě fyzikálních vlastností

Koheze vody - na základě soudržnosti vody

Adheze - přilnavost, molekuly vody mají tendenci se přichytit na stěny

Kapilarita - čím menší průřez - tím výš voda vystoupí

Transpirace - vypařování

Maximální výška do které je bez dodání energie voda schopná vystoupit - 115 m

VÝDEJ -vypařováním

ve formě kapaliny

Vypařování - část vody schopna proniknout přes pokožku - kutikulární transpirace (kutikula je slabá), stomatární transpirace - pomocí průduchů, rostlinou regulovatelná

Faktory: teplota vzduchu (sluneční záření)

Proudění vzduchu

Gutace - probíhá díky hydatodám - nelze uzavírat, dochází ke ztátám minerálních látek, přesto výhodné (kukuřice vyloučí za 1 období - 200l, bříza - za den až 400l)

MINERÁLNÍ VÝŽIA ROSTLIN

= příjem, vedení a využití minerálních živin nazbytných pro život rostliny

• příjem živin kořeny vyžaduje přísun energie (ATP)

Makrobiogenní prvky (C, O, H, N, S, K, P, Mg, Ca, Fe) - stavební funkce - 10 - 0,1% v sušině

^{C - základní stavební prvek všech živých organismů, získává se z atmosférického oxidu uhličitého, část z půdy HCO3(-)}

O - v podobě molekul O2 z ovzduší, významný v procesu dýchání, organické sloučeniny těla rostliny získávají kyslík štěpením vody

H - ve vodě , přijímán rostlinami z vody, stavební prvek, význam v energetickém metabolismu rostliny

^{N - rostliny nejsou schopny přijímat v podobě atmosférické N2 ( pouze některé bakterie a sinice), hlízkové bakterie - v symbióze s bobovitými rostlinami, nejúčinnější vazači dusíku, i bakterie v půdě pomocí kořenů NO3 (-), NH4(+)}

Nedostatek - omezuje růst rostliny (listů) - bledě zelené listy (snížená syntéza chlorofylu), zkracuje se vegetační růst, časnější dozrávání semen

P - přijímán z půdy jako H₂PO₄, HPO₄^(2-) účastní se významných dějů metabolismu, součást nukleových kyselin, ATP, vitaminů,..

Nedostatek - listy bledě zelené, malé, zpomalení růstu rostliny, snížení tvorby plodů

S - přijímána jako SO₄ (²-), zabudována do některých aminokyselina bílkovin, SO₂ ve

vyšších koncentracích velmi škodlivý

K - rozpustné draselné soli, obsažen v buněčných šťávách vakuol, zvyšuje odolnost proti malým teplotám a suchu, význam při otevírání a zavírání průduchů

Nedostatek - snižuje intenzitu fotosyntézy

Mg - Mg ⁽²⁺⁾ , součást molekuly chlorofylu, aktivuje činnost enzymů (přeměny ATP), nezbytný při fotosyntéze, dýchání, syntéze nukleových kyselin, bílkovin,..

Ca - přijímán jako Ca(2+), význam pro činnost buněčných membrán, neutralizuje toxické organické kyseliny, ovlivňuje aktivitu mnohých enzymů, dělení buněk,.., hromadí se ve starých pletivech

Nedostatek - trpí dělivá pletiva, zpomaluje se růst kořenů a celých rostlin

Fe - katalytické funkce, účastní se oxidoredukčních reakce u dýchání a fotosyntézy, obsaženo v chloroplastech

Nedostatek - snížení intenzity dýchání a fotosyntézy, žloutnutí a opad listů

Mikrobiogenní prvky (Cu, Zn, Mn, Mo, B, Cl) - fce katalytická, obsah v sušině nižší než 0,001%

B - jeden z nejdůležitějších mikrobiogenních prvků

Nedostatek - narušuje se matabolismus cukrů, tvorba květů a plodů, dochází k odumírání vzrostného vrcholu

Zn - přijímán jako Zn (2+), aktivuje enzymy, ovlivňuje syntézu bílkovin

Nedostatek brání využití fosforu rostlinou → narušení tvorby semen

Cu - Cu(²+), hromadí se v semenech a rostoucích částech rostlin, součást enzymů (taky Mo, Fe), účastní se procesu fixace vzdušného dusíku

Nedostatek - zpomalení růstu

HNOJIVA - používají se pro zlepšení výživy kulturních plodin a zvýšení výnosů

• statková (organická) - hnůj, močůvka, kompost, kejda

nezastupitelný význam pro zlepšení vlastností půdy, humus

• průmyslová - dusíkatá - ledky KNO₃, (NH₄)₂SO₄

- fosforečná - superfosfát

- draselná - KCl, K₂SO₄

- vápenatá - mletý vápenec, pálené vápno

- kombinovaná -NPK

0

,,

---