Růst a vývoj 2/2

Periodicita růstu

Růst rostlin nestejnoměrný, kolísá v závislosti na vnějších podmínkách
Denní (růst více v noci) a roční (vegetační období růstu)
Dormance – období vegetačního klidu (zima)

Celistvost rostlin

Růstové korelace
Vzájemná závislost růstu orgánů vzhledem k celé rostlině
Řízena fytohormony
Regenerace – obnova, nahrazení poškozených částí těla

Vývoj rostlin

Ontogeneze – vývoj jedince od vzniku do zániku
Embryonální období – zygóta až embryo
Vegetativní období – klíčení semene až tvorba vegetativních orgánů
Dospělost – pohlavní rozmnožování
Stárnutí – katabolické děje

Růst a vývoj 1/2

Růst a vývoj

Zvětšování rozměrů a hmotnosti organismu
Rostliny neomezený růst, živočichové omezený růst
Zárodečná fáze (embryonální) - pletiva dělivých buněk, nárůst cytoplazmy
Prodlužovací fáze (elongační) – narůstá objem buněk, plošný růst, vznikají centrální vakuoly
Rozlišovací fáze (diferenciační) – specializace na jednotlivé funkce, zvětšení objemu
Faktory – světlo, teplota, voda, minerální živiny, rostlinné hormony (fytohormony), herbicidy

Fytohormony

Auxiny - dělivá pletiva vzrostných vrcholů, prodlužovací růst
Gibereliny - růst rostlinných orgánů, tvorba bezsemenných plodů
Cytokininy - buněčné dělení, zpomaluje stárnutí, dělení semen
Kyselina abscisová - zpomaluje růst, odpočinek rostlin, zvyšuje odolnost
Etylen - zpomaluje růst kořenů a stonků, posklizňové dozrávání

Délka života

Délka života

Efeméry – jen několik týdnů
Jednoleté (anuely) – 1 rok (ozimy přezimují)
Dvouleté (bieny) – 1. rok růst vegetativních orgánů, 2. rok kvetou
Víceleté – dlouhé vegetační období, pak plodí a umírají
Vytrvalé – kvetou každý rok, několik vegetačních období, přes zimu oddenkové hlízy

Dráždivost

Zajišťuje ji nervová soustava

Typy nervových soustav

Difuzní
Uzlinová (gangliová) - provazcovitá, žebříčkovitá
Trubicovitá - centrální nervová soustava (mozek, mícha)

Pohyb

Lokomoce - pohyb z místa na místo
Bičík, řasinky, panožky, ploutve, končetiny
Bipedie - schopnost chodit po dvou
Vyšší rostliny se obvykle nepohybují (v půdě)
Aktivní pohyb - otáčení za Sluncem, otvírání květů
Pasivní pohyb - přenos vodou, větrem

Fyzikální pohyb

Hygroskopický – bobtnání buněčné stěny
Mrštivý – koheze molekul vody

Tropismy

Gravitropismus (geotropismus) – ohyb vyvolaný zemskou gravitací
Fototropismus – pohyby vlivem jednosměrného osvětlení
Hydrotropismus – orientovaná reakce na různou vlhkost prostředí

Nastie

Termonastie – pohyby vyvolané změnou teploty
Fotonastie – pohyby vyvolané změnou intenzity světelného záření
Hydronastie – pohyby vyvolané změnou turgoru na svrchní straně listu
Spánkové pohyby – sladěny se střídáním dne a noci
Seismonastie – rychlé turgorové pohyby vlivem otřesů

Dědičnost

Schopnost tvořit potomky a předávat jim genetickou informaci
Vlohy (geny) - genetika
Proměnlivost - schopnost lišit se v méně podstatných znacích

Metabolismus-Katabolismus, dýchání, výživa, vztah ke kyslíku

Katabolismus

Rozklad ze složitějších látek na jednodušší
Uvolnění energie
Bílkoviny → aminokyseliny
Glygoken → glukóza

Dýchání

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
U všech živých buněk
Anaerobní fáze (glykolýza) – rozklad uhlíkatého řetězce glukózy
V cytoplazmě buněk za přítomnosti i nepřítomnosti kyslíku
Glukóza → 2 kyselina pyrohroznová (pyruvát) → kvašení (kyselina mléčná), 2 ATP
Aerobní fáze (oxidace) – Krebsův cyklus (dehydrogenace a dekarboxylace), 36 ATP

Výživa

Autotrofní - zelené rostliny, energie ze slunečního záření, fotorespirace (fotosyntéza i dýchání)
Heterotrofní - nezelené části rostlin, živočichové, houby (přijímají hotové organické látky)
Mixotrofní - propojení autotrofní a heterotrofní výživy, masožravé rostliny

Vztah ke kyslíku

Aerobní - dýchají, potřebují kyslík k životu
Anaerobní - kyslík je pro ně toxický
Fakultativně anaerobní - když mají kyslík, tak dýchají, jinak kvasí

Metabolismus-Anabolismus, fotosyntéza

Metabolismus

Přeměna látek a energií

Anabolismus

Tvorba (syntéza) z jednodušších látek na složitější
Spotřeba energie
Zelené části rostlin
Aminokyseliny → bílkoviny
Glukóza → glykogen

Fotosyntéza

6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
Zelené části rostlin
Faktory - světlo (viditelné 400-750 nm) a chlorofyl
Primární fáze - světelná, fotochemické děje, v tylakoidních membránách
Fotofosforylace – chlorofyl zachytí světelnou energii, přemění chemickou a zabuduje do ATP
Fotolýza vody – rozklad vody na 2 vodíky, kyslík a 2 elektrony (využití v sekundární fázi)
Sekundární fáze – nesvětelná, temnostní, ve stromatu
Redukce oxidu uhličitého vodíkem z fotolýzy vody
Biochemické děje
Faktory – stav rostliny, stáří, postavení listů, množství vody a CO2, teplo, minerální látky

Nepohlavní rozmnožování

Nepohlavní

Vznik nového jedince z části mateřského organismu
Stejní potomci - klony
Z jedné buňky mateřské dvě stejné buňky dceřiné se stejnou DNA

Pohlavní rozmnožování

Pohlavní

Splývání pohlavních buněk (gamety)
Pohlavní orgány - gonády
O! oplození (kopulace) - splývání gamet
Organismy od rodičů odlišní
Zygóta - zárodečná buňka
Hermafrodité (obojetníci) - oba dva typy pohlavních orgánů (šneci, žížaly, tasemnice)
Genochoristé (oddělené pohlaví) pokud jsou viditelně odlišní - pohlavní dvoutvárnost
Rostliny (oboupohlavné) - v jednom květu tyčinky a pestíky; (jednodomé) - na 1 rostlině na 2 oddělených místech; (dvoudomé) - 2 rostliny

Rozmnožování a Rodozměna

Rozmnožování

Schopnost tvořit potomky

Rodozměna 

Střídání pohlavního a nepohlavního rozmnožování
Pohlavní generace – gametofyt
Nepohlavní generace - spórofyt
Spóra → gametofyt → samčí gameta (samičí) → zygóta → spórofyt → spóra

Chemické složení organizmů

Chemické složení

Cukry (sacharidy), tuky (lipidy), bílkoviny (proteiny), nukleové kyseliny

Cukry

Jednoduché cukry (monosacharidy) - Glukóza, Fruktóza, Deoxyribóza, Ribóza
Disacharidy - Sacharóza, Maltóza, Laktóza
Oligosacharidy
Polysacharidy - Škrob, Glykogen, Celulóza, Chytin
Zdroj energie a stavební funkce

Tuky

Rostlinné a živočišné, kapalné (oleje) mazlavé (máslo, sádlo) a pevné (lůj, vosk)
Ochrana, termoregulace, stavební funkce (biomembrány), zásobárna energie

Bílkoviny

Tvoří 30%
Makromolekulární
Základní stavební jednotkou - aminokyseliny
Propojení pomocí peptidické vazby → polypeptidový řetězec
20 druhů aminokyselin (Leucin, Valin, Serin)
Živočišné (maso, mléko, vejce, tvaroh) a rostlinné (luštěniny)
Stavební, zásobní a obranná funkce
Tvorba - proteosyntéza (v cytoplazmě - Ribozomy)

Nukleové kyseliny

Makromolekulární
Základní stavební jednotka - nukleotid (báze + pentóza + kyselina fosforečná)
Báze - Adenin (A), Cytozin (C), Thymin (T), Gvanin (G), Uracil (U)
Cukry - ribóza a deoxyribóza

DNA - deoxyribonukleová kyselina

2 polynukleotidové řetězce
Objevili 1953 Watson, Crick a Wilkins
Složení - A,C,T,G + deoxyribóza
Tvorba - replikace
Báze spojeny vodíkovými můstky podle principu komplementarity
Nositel genetické informace

RNA - ribonukleová kyselina

Složení - A,C,G,U + ribóza
Přenos genetické informace
Stavební prvek

Druh

Druh

Soubor populací organismů, obývají určitý areál, páří se mezi sebou a dávají plodné potomky
Reprodukční izolace druhu
Charakteristické druhové vlastnosti
Delší doba života, nepřetržitost druhu
Vývoj (evoluce) je pomalý, ale mění se

Jedinec

Každá živá bytost
Tvoří živou přírodu
Je prostorově ohraničená
Má omezenou délku života
Během života se vyvíjí

Hierarchické uspořádání organismů

Podle složitosti organismů

Nebuněčné organismy

Viry - vnitrobuněční parazité
Stavební jednotka - virion (nukleové kyseliny a bílkoviny)
Nemají vlastní metabolismus
Neumí se samovolně rozmnožovat
Onemocnění - chřipka, rýma, spalničky, příušnice, HIV, ...

Jednobuněčné organismy

Rostliny (řasy), živočichové (prvoci), houby (kvasinky), bakterie, sinice
Buňka vykonává všechny životní funkce
Buněčné kolonie - propojování buněk, rozrůznění funkcí

Mnohobuněčné organismy

Miliony buněk
Většina živočichů, rostlin a hub
Buňka → tkáně → orgány → orgánové soustavy → organismus

Obligátní společenstva

Vyšší organismy, slučování jedinců, dělba práce (včely, termiti)

Základní metody vědeckého výzkumu

Můžeme využít tři následující metody výzkumu

Pozorování

Sledování organismů v přirozené situaci pomocí přístrojů (lupa, dalekohled,...)
Mikroskop - dělíme podle velikosti
Makroskopická velikost - viditelná okem
Mikroskopická velikost - viditelná světelným mikroskopem
Submikroskopická velikost - viditelná elektronkovým mikroskopem

Pokus

Sledování organismů v navozených podmínkách

Modelování

Sledování objektů na předem daných organismech

Dělení podle druhu zkoumaného organismu

Dělení podle druhu zkoumaného organismu

Mikrobiologie - nauka o mikroorganismech (bakteriologie, virologie)
Botanika - nauka o rostlinách (algologie [řasy], lichenologie [lišejníky], bryologie [mechy], dendrologie [dřeviny], pomologie [ovocné stromy])
Mykologie - nauka o houbách
Zoologie - nauka o živočiších (ichtyologie [ryby], entomologie [motýli], protozoologie [prvoci], kynologie [psi], herpetologie [plazi])
Antropologie - nauka o člověku
Hydrobiologie - nauka o vodních organismech
Pedologie - nauka o půdě

Dělení podle hlediska studia

Dělení podle hlediska studia

Morfologie - nauka o vnější stavbě
Anatomie - nauka o vnitřní stavbě (cytologie [buňka], histologie [pletiva], organologie [orgány])
Fyziologie - nauka o procesech, funkcích
Genetika - nauka o dědičnosti a proměnlivosti
Ekologie - nauka o vztahu organismu a prostředí a vztahu organismů navzájem
Etologie - nauka o chování organismu
Taxonomie - nauka o třídění organismů do systému
Vývojová biologie - nauka o individuálním vývoji jedince (ontogeneze)
Evoluční biologie - nauka o vývoji druhu (fylogeneze)
Paleontologie - nauka o zkamenělinách
Obecná biologie - nauka o obecných společných vlastnostech

Biologické vědy

Biologie - nauka o živé přírodě

Hraniční obory

Biochemie - zkoumá chemické vlastnosti živých organismů
Biofyzika - zkoumá fyzikální děje v organismech
Biogeografie - zkoumá rozšíření organismů na Zemi
Molekulární biologie - zkoumá život na úrovni molekul

Aplikované vědy

Medicína - péče o člověka
Veterinární lékařství - péče o zvířata
Agrobiologie - zemědělství
Genové inženýrství - manipulace s geny
Biotechnologie - průmysl