Významné osobnosti biologických věd - Soudom · 2015-08-19 · Jolana Fialová SOU Domažlice...

Jolana Fialová SOU Domažlice Prokopa Velikého 640 Stránka 23

✥ vědní obor zabývající se organismy a vším, co s nimi souvisí, od chemických dějů v

organismech probíhajících na úrovni atomů a molekul, až po celé ekosystémy,

společenstva mnoha populací různých organismů a jejich vzájemné vztahy i

vztahy k jejich životnímu prostředí.

✥ věda, zkoumající organismy od úrovně subcelulární, tedy od úrovně jednotlivých

buněčných organel se vším, co s nimi souvisí, přes úrovně buněk, tkání, orgánů a

jedinců až po úroveň populací, společenstev, ekosystémů a biomů.

1. Systematické (taxonomické) vědy zabývá se poznáním, pojmenováním a tříděním organismů podle shodných znaků

a) mikrobiologie

studie o mikroorganismech - virologie (nauka o virech)

- bakteriologie ( -,,- o bakteriích)

b) botanika

studie o rostlinách

c) zoologie

studie o živočiších

d) antropologie

studie lidského organismu

2. Morfologické zkoumají stavbu a tvary organismů

a) anatomie

studie o vnitřní stavbě organismu

b) histologie

studuje buněčné soubory, pletiva rostlin a tkáně

živočichů

3. Fyziologické zkoumají fci.jednotlivých orgánů a organismů

4. Vědy o vývoji zabývají se výsledky výzkumu morfologických a fyziologických věd

a) ontogeneze

studie vývinu jedince

b) embryologie

studie zárodečného vývoje

c) fylogeneze

studie vývoje druhu

d) paleontologie

studie o vyhynulých organismech


Významné osobnosti biologických věd:

Hippokrates

„otec medicíny“., představitelem tzv. kójské školy.

sbírky lékařských textů Corpus hippocraticum, v nichž odmítl pověry a primitivní

léčitelskou magii a položil základy medicíny jako vědeckého oboru. (anatomie,

chirurgie, fyziologie, dietetiku….)

Hippokratova přísaha – souboru etických pravidel jednání lékaře.

Aristoteles

příroda (výklad psychologie, základy zoologie, astronomie, embryologie,

geografie, geologie, fyzice, anatomie, fyziologie)

Galénos

nejznámějších starověkých lékařů, fyziků

vykonával odvážné a náročné operace, včetně operací oka a mozku

popsal 4 světové živly = 4 tělní šťávy (krev, sliz, žlutá a černá žluč)

používal masáže jako prostředku uvolnění svalstva

jeden z prvních lékařů prováděl veřejné pitvy zvířat, např. hus, prasat

Avicenna ( Abu Alí Ibn Síná al-Husajn Ibn Abdalláh)

byl středověký perský učenec, filozof, politik, básník, přírodovědec a lékař

autor Kánonu, který je rozdělen na pět knih=

kniha obsahuje přehled teoretického a praktického

lékařství.

kniha obsahuje soupis léčiv.

kniha obsahuje popisy jednotlivých nemocí

kniha nemoci a stavy povšechné

kniha příprava a užívání léků

Antony van Leeuwenhoek

sestrojení mikroskopu (300 x zvětšení)

zkoumal mikroorganismy

věnoval se potravním řetězcům v přírodě a vývoji populace.

Carl Linné

zakladatel botanické a zoologické systematické nomenklatury (pojmenování

a zařazování)

William Harvey

v roce 1616 objevil funkci krevního oběhu v těle člověka a v roce 1628 tento objev

publikoval

Ján Jesenský (Jessenius)

byl lékař, politik a filozof

v Praze roku 1600 provedl na těle odsouzeného oběšence první veřejnou pitvu

Jan Jánský

spoluobjev krevních skupin (1907)


Johan Gregor Mendel (Jan Řehoř)

zakladatel genetiky (Mendlovy zákony dědičnosti)

J.D.Watson a F.H.C.Crick

objevili v r.1962 dvouvláknovou strukturu DNA ( genetický kód )

Jean – Baptiste Lamarck

byl francouzský přírodovědec

autor první ucelené evoluční teorie

(lamarckismu= znaky získané během života organismu jsou dědičné a přenášejí se

bezprostředně na další generaci)

poprvé použil termíny bezobratlí a biologie

Charles Robert Darwin

teorie evoluce organismů přírodním výběrem, geologie, paleontologie

Jan Evangelista Purkyně

první pojmenoval buněčnou hmotu = protoplazmu

popsal uspořádání chlupů, skladbu pokožky, potních žláz, buňky v kostech, na sliznici

žaludeční, játrech , slinivce břišní……………

Další významná díla:

1833- Brown, mikroskopická pozorování orchideí, popis buněčného jádra

1838 – Schleiden a Schvan, buněčná teorie = buňka s jádrem je univerzální stavební

kámen rost. a živ. tkání

1857 – Kölliker, popsal mitochondrie ve svalových buňkách

1879 – Flemming, popsal chování chromozomů v živočišných buňkách během mitózy

1881 – Cajal, barvící techniky, které odkryly struktury nerv.buněk a organizaci

nerv.tkáně

1898 – Golgi, popsal golgiho aparát při barvení buněk dusičnanem stříbrným

1902 – Boveri, určil dědičnost chování chromosomů při pohlavním rozmnožování

1952 – Palade + Porter + Sjöstrand, vyvinuli elektronový mikroskop

1957 – Robertson, popsal dvojnou vrstvu buněčné membrány

Současná biologie

✥ nové objevy – podněty pro další výzkum

✥ genetické informace se uplatňují v zemědělství (nové kultury rostlin, plemen

živočichů…..)

✥ lékařství (onemocnění jejich podstata, prevence, transplantace…….)

✥ rozvoj civilizace (znečištěné prostředí, ochrana zdraví a životního prostředí)

.


Struktura a organizace živých systémů

buňka, tkáň, orgán, organismus

Buňka (cellula)

název pochází od anglického přírodovědce Roberta Hooka (cell = cela = malá

místnost)

základní stavební a funkční jednotkou živých organismů (netýká se nebuněčných virů,

vidů a virusoidů)

některé organismy jsou pouze jednobuněčné (např. bakterie), jiné organismy tak jako

třeba člověk jsou mnohobuněčné a jejich těla se skládají z obrovského počtu velmi

specializovaných buněk.

strukturu buňky rozlišujeme: mikroskopickou - to, co vidíme světelným

mikroskopemsubmikroskopickou - to, co pozorujeme elektronovým

mikroskopem

dělíme je na

PROKARYOTICKÉ - s jednoduchým jádrem (př. bakterie)

EUKARYOTICKÉ - nesložitým jádrem (rostlinné a živočišné)

Anatomická stavba buňky

1. Základní cytoplazma – bezbarvá, polotekutá látka, tvoří základní hmotu buňky

- složení: voda 70 – 80 %

: bílkoviny 10 – 20 %

: tuky, cukry, RNA

- význam: jsou zde uloženy všechny organely

: pro výměnu látek z buňky do buňky a z buňky do

prostředí

2. Povrchové struktury - cytoplazmatická membrána

- buněčná stěna

3. Jádro (nukleus, karyon) - nejdůležitější základ dědičnosti

- diploidní 2n tělní buňky = 43 chromozomů

- haploidní n pohlavní buňky = 23 chromozomů

4. Buněčné organely - vakuola, mitochondrie, plastidy, endoplazmatické retikulum,

Golgiho aparát…….

5. Buněčné inkluze - jsou různé látky volně rozptýleny v cytoplazmě bez membránového

ohraničení.

- je to pro buňku víceméně nepotřebná věc (odpad, jež nejde vyloučit)

- např. = Kapénky lipidů

Shluky sacharidů

Různé pigmenty

Silice (u některých rostlin)


Buněčné dělení

reprodukce (rozmnožování) je obecná vlastnost všech živých soustav

buňky se množí dělením: z jedné buňky mateřské vznikají dvě buňky dceřiné

dělení samotné buňky předchází tzv. karyokineze, kdy dojde k rozdělení jádra

Formy reprodukce buňky:

• amitóza - dělení přímé • meióza - dělení redukční • mitóza - dělení nepřímé

Amitóza prosté zaškrcení jádra na dvě poloviny, nezávisí na přesném rozdělení chromozomů

vyskytuje se pouze ve zvláštních případech = např. nádorové bujení, množení jaterních

buněk

Meióza dochází k redukci počtu chromozómů na polovinu, probíhá při vzniku pohlavních

buněk

skládá se v podstatě ze 2 modifikovaných mitóz, probíhá ve dvou fázích

po telofáze následuje tzv.cytokineze (vlastní dělení buňky)

1.profáze 1. metafáze 1.anafáze 1.telofáze 1.interfáze 2.metafáze 2.anafáze

2. telofáze 2. interfáze


Mitóza většina dělení, nemění se počet chromozómů (počet chr.mateřské buňky = počet

chr.dceřinné buňky)

toto dělení provádí přibližně jednou denně

fáze: profáze

: metafáze

: anafáze

: telofáze

: interfáze (doba mezi dvěma mitózami)

sama může sloužit jak k budování mnohobuněčného organismu, tak k tzv.

nepohlavnímu rozmnožování u jednobuněčných a primitivnějších

mnohobuněčných organismů)

produktem takovéhoto rozmnožování jsou geneticky identické buňky či organismy –

klony

výhodou je praktičnost a efektivnost takovéhoto množení, nevýhodou je uniformita

potomstva.

.


Struktura prokaryotické buňky:

neobsahuje chloroplasty a mitochondrie.

1) Buněčná stěna = tuhý obal buňky, uděluje tvar, mechanicky chrání. Je složena z

peptidoglykanu (dusíkatý polysacharid typický pro baktérie).

2) Plazmatická membrána = odděluje vnitřní prostředí od vnějšího, je polopropustná =

semipermeabilní, podílí se na replikaci chromozómu

3) Cytoplazma = viskózní, koncentrovaný roztok obsahující převážně bílkoviny, uvnitř

buňky

4) Jádro = nukleoid - jedna dvouvláknová kruhová molekula DNA (asi 1000x delší než

buňka, bez jaderné membrány.

5) Ribozomy = drobná tělíska v cytoplazmě ze dvou podjednotek, skládají se z RNA a

bílkovin

6) Fimbrie = krátké vlákno na povrchu bakterie uplatňující se při jejím pohybu a kontaktu

mezi buňkami

7) Inkluze = látky různě rozptýleny, odpad jež nelze vyloučit

8) Vakuola = zásobárna vody a jiných látek (vodu, enzymy, barviva, bílkoviny ….)

9) Bičík = slouží k pohybu

10) Plazmid = dosahují přibližně 1-5% množství DNA

Rozmnožování:

- dělením

- z jedné mateřské buňky vzniknou dvě dceřiné (nesou stejnou gen. informaci jako

buňka mateřská.)


Eukaryotická buňka

Typy buněk

- rostlinná- živočišná- buňka hub

1.plazmodezmy - kanálky jimiž si buňky vyměňují látky

2. buněčná stěna - má stálý tvar

- biomembrána

3. chloroplasty - obsahují zelené barvivo chlorofyl

- chlorofyl seřazen v zrnkách - tylakoidy

- cytoplazma chloroplastu se nazývá stroma

4. vakuola - zásobní- zásobárna vody

- jsou v ní rozpuštěny chemické látky rozpustitelné ve vodě

- mladé buňky mají malou vakuolu

- starší buňky mají velkou, která vytlačuje všechny ostatní organely k buněčné

stěně

5. tonoplast - biomembrána na povrchu vakuoly


Živočišná buňka

Stavba:

a) buněčný obal (cytoplazmatická membrána + buněčná stěna)

b) buněčná tekutina (cytoplazma)

c) buněčné organely: jádro (řídící centrum)

: jadérko

: vakuola (zásobní, potravní)

: endoplazmatické retikulum (syntéza látek)

: Golgiho aparát (doprava a úprava látek)

: lyzosom (účastní se nitrobuněčného trávení)

: ribozom (syntéza bílkovin)

: centriola (význam při dělení buněk)

: bičík (pohyb)

: řasinky = fibrie (pohyb, přichycení buňky)

: cytoskelet (buněčná kostra = výztuž)

: plastidy (chemické reakce, barviva)

červené krvinky člověka jsou bezjaderné.

velikost jádra se určuje podle typu buňky

jádro je většinou uloženo v centru buňky

Organizace živých organismů - rozdělujeme:

Nebuněčné (podbuněčné) organismy = nemají buňku

Viry - nebuněčné organismy

(nukleová kyselina, DNK,RNK + bílkovinný obal = HIV….)

Fágy (bakteriofágy) – viry parazitující na bakteriích


Priony - bílkoviny způsobující závažná onemocnění:

- zvířat (BSE = houbovité chorobné změny mozku hovězího dobytka.)

- člověka (CJD =Creutzfeld-Jacobův syndrom znamená bolestivé umírání:

rozkládá se mozek, nastávají bolesti hlavy, ztráty koordinace, halucinace,

ochrnutí a následné koma a smrt)

Jednobuněčné organismy = tělo složené z jedné buňky, která vykonává všechny základní

funkce

Bakterie – koky (streptokoky, stafylokoky)

- bacily (mikrobakterie tuberkulózy)

- vibria (vibrio cholery)

- spirochety (treponema = syfilis, borelia = lymská borelióza)

Kvasinky – jednobuněčné houby (candida = v těle již od narození)

Prvoci – jednobuněčné živočichové (trepka, bobovka, vejcovka…)

Mnohobuněčné organismy = tělo složené z velkého počtu buněk, které mají rozlišné

funkce

= rozlišujeme několik úrovní: buňka, tkáň, orgán, orgánová

soustava, jedinec

Individua (jedinci) vyššího řádu = mnohobuněčné organismy, které žijí ve

společenství, ve kterých mají rozlišné funkce

(mravenci, včely, vosy, termiti….)

GENETIKA

nauka o dědičnosti a proměnlivosti živých

organismů

zakladatele genetiky je považován

Johann Gregor Mendel (1822 - 1884)

sleduje variabilitu, rozdílnost a přenos

druhových a dědičných znaků, mezi rodiči a

potomky i mezi potomky navzájem.

velký význam pro člověka má lékařská neboli

klinická genetika (zkoumá člověka, genetické choroby….)

genetické poradenství (plánování potomků a prevenci vrozených vývojových

vad)

výzkum rakovinného bujení, imunitního systému a imunitních reakcí a

v mikrobiologickém výzkumu.

význam genetiky ve forenzních metodách (genetické testy pomáhají při

usvědčování zločinců, při identifikaci tělesných ostatků nebo ztracených osob)

genetické testy otcovství.

podobory genetiky patří například: molekulární genetika, cytogenetika,

imunogenetika, onkogenetika, populační genetika, klasická (Mendelovská)

genetika, genetika rostlin (bakterií, virů…), evoluční genetika, a lékařská

(klinická) genetika.

William Bateson (1861 - 1926), který jako první použil termín genetika (1906),

heterozygot a homozygot

Wilhelm Johannsen (1857 - 1927) zase jako první zavádí pojmy gen, genotyp a genotyp


Thomas Hunt Morgan (1866 - 1945) nových poznatků o genech a genové vazbě, 1933

stal se prvním genetikem, který získal Nobelovu cenu.

James D. Watson a Francis H. Crick, kteří onoho památného roku 1953 předložili

strukturní model dvoušroubovice DNA

1962 – Nobelova cena

Slovníček některých pojmů:

Alela – konkrétní forma genu

Dědičnost – schopnost organismu uchovávat soubory genetických informací a předávat

je nezměněné svým potomkům

Dědičnost vázaná na pohlaví – geny se nacházejí na pohlavních chromozomech a

přenáší se společně s nimi

Dominantní – fenotypová nadřazenost funkce určité alely vůči párové alele (AB)

Gen – jednotka genetické informace o určitém znaku

Genetika populací – genetika zkoumající přenos genů v rámci populace

Genofond – soubor genů určité skupiny organismů (populace, skupiny populací…)

Genom – soubor všech genů jádra

Genotyp – soubor všech genů v organismu

F1, F2 generace - první, druhá generace potomků

Fenotyp – soubor všech znaků a vlastností daného organismu

Heterozygot – jedinec, který ve svém genotypu obsahuje dvojici funkčně rozdílných alel

(AaBb )

Homozygot – jedinec, který ve svém genotypu obsahuje dvojici funkčně shodných alel

(AABB)

Chromozóm – vláknitý nebo pentlicovitý útvar v jádře buněk (v jeho DNK je obsažena

genetická informace)

Karyotyp – soubor chromozómů buněčného jádra (23 párů chromozomů)

Mutace - změny genetické informace způsobené působením mutagenních faktorů.

Nukleová kyselina – organická látka významná z hlediska kódování genetické

informace

P generace - rodičovská generace

Pohlavní chromozom – heterochromozóm = gonozóm, určují pohlaví jedince (X, Y)

Populace – soubor jedinců stejného druhu, žijící na určitém území v určitém čase a

mohou se spolu křížit potomkům

Proměnlivost – změna znaků a vlastností potomků vlivem kombinace genetické

informace rodičů

Recesivní – fenotypová podřízenost funkce určité alely vůči párové alele (/ ab)

Savčí a ptačí typ pohlaví – určení pohlaví podle páru pohlavních chro.

Somatický chromozóm – ostatní chromozómy buněčného jádra kromě pohlavních

chromozómů (22 párů chro.)

Zygota – buňka vzniklá spojením samčí a samičí gamety (pohlavních buněk), vajíčko

oplozené spermií životního prostředí

Znak - konkrétní projev genu = morfologický - barva očí, typ postavy ...

= funkční - schopnost orgánů vykonávat jednotlivé funkce

= psychický - nadání, ...

= kvalitativní - určují "kvalitu" částí organizmu

(například barvu)

= kvantitativní - určují počet nebo velikost části organizmu

nebo i celého organizmu (například výška)


DNA kyselina deoxyribonukleová., její molekula je tvořena dvěma polynukleotidovými

řetězci

dusíkaté báze jsou zastoupeny deriváty purinu (Adenin, Guanin) a pyrimidinu

(Cytosin, Thymin)

schopnost zajišťující dědičnost

RNA kyselina ribonukleová

molekula je tvořena jen jedním

polynukleotidovým vláknem

sacharidovou složku tvoří 5C cukr

D- ribosa, N-báze tvoří Adenin,

Cytosin, Guanin a URACYL (místo

Thyminu, pyrimidinová báze).

vyskytují se 3 základní typy RNA:

mRNA: messenger RNA neboli

informační, přenáší informaci o pořadí

aminokyselin z

jádra k místu proteosyntézy.

tRNA: transferová RNA, přináší aminokyseliny proteosyntetický aparát buňky.

rRNA: ribozomální RNA, tvoří stavební složku ribozomálních podjednotek, vyskytuje

se v několika velikostně odlišných typů.


Dědičnost a její typy

1. zákon

při křížení dvou homozygotů (dominantního - AA a recesivního - aa) vzniká jednotná

generace potomků

heterozygotů se stejným genotypem (Aa) i fenotypem.

2. zákon

při křížení dvou heterozygotů

může být potomkovi předána

každá ze dvou alel (dominantní i recesivní) se stejnou pravděpodobností.

3. zákon

je zákonem o nezávislé – volné

kombinovatelnosti alel různých alelových

párů

Mezi dědičné choroby patří: enzymopatie - což jsou poruchy metabolických dějů, způsobující nedostatek enzymů, např.:

albinismus - nedostatek melaninu, jedinec má světlou kůži, bílé vlasy a červené oči;

genitální syndrom - zvýšená tvorba testosteronu u žen;

fenylketalonurie - chybí hormon v játrech, který má vliv na tvorbu tyrosinu;

galaktosemie - alergie na mléko;

vitamínové poruchy - např.:

nedostatek B6 - způsobí křeč až smrt;

nedostatek D - nemoc křivice;

poruchy specifických bílkovin - např.:

talasemie - nedostatek hemoglobinu

poruchy imunity - např.:

porucha B-lymfocytů;

porucha T-lymfocytů;

poruchy struktury bílkovin - poruchy stavby kostí, tkání a svalů, např.:

Marfanův syndrom - vypouklé čelo, dásně přes zuby;

Opitzův syndrom - tenké končetiny;

chromozomové aberace - změny v počtu nebo struktuře chromozomů, např.:

Downův syndrom - na 21. chromozomu vznikne třetí chromatida (trizomie), znaky: převislá

víčka, široká tvář, široký plochý nos, pootevřená ústa, plochý široký jazyk, který nelze

vypláznout, mentální porucha;

Patauův syndrom - porucha 13. chromozomu (3 chromatidy, tj. trizomie), znaky: nízké čelo,

anomálie v tváři, víceprstost, těžké srdeční poruchy, někdy bez vývodu vylučovací nebo

trávicí soustavy, hluchota;

Turnerův syndrom - jedinec bez druhotných pohlavních znaků, dětský vzhled;

- u žen, slabomyslnost, neplodnost

Edwardsův syndrom - trizomie 18. chromozomu, znaky: špatně vyvinuté vnitřní orgány,

slabomyslnost, protažená hlava;

Syndrom XXX (superžena) - znaky: slabomyslnost, neplodnost;

F2 AB Ab aB ab

AB AABB AABb AaBB AaBb

Ab AABb AAbb AaBb Aabb

aB AaBB AbBb aaBB aaBb

ab AaBb Aabb aaBb aabb


Syndrom XYY (supermuž) - znaky: agresivita, mentální retardace;

Klinefelterův syndrom (gonozom XXY nebo XXXY) - neplodnost, slabomyslnost;

Downův syndrom Turnerův syndrom

DiGeorgeův syndrom

Významné osobnosti biologických věd - Soudom · 2015-08-19 · Jolana Fialová SOU Domažlice...

Documents

Transcript of Významné osobnosti biologických věd - Soudom · 2015-08-19 · Jolana Fialová SOU Domažlice...