Vlastnosti biologické úrovně organizace prezentace hmoty. Prezentace: Kvalitativní znaky živé hmoty Úrovně organizace živých věcí. Darwinova evoluční teorie

Snímek 3

Snímek 4

ETAPA VÝVOJE BIOLOGIE

• období systematiky – naturalistická biologie;
• evoluční období – fyzikální a chemická biologie;
• Obdobím biologie mikrosvěta je evoluční biologie.

Snímek 5

Naturalistická biologie

Aristoteles:

Zvířecí říši rozdělil na dvě skupiny: ty s krví a ty bez krve.

Člověk je na vrcholu krevních zvířat (antropocentrismus).

K. Linné:

• vyvinula harmonickou hierarchii všech živočichů a rostlin (druh - rod - řád - třída),
• zavedl přesnou terminologii pro popis rostlin a zvířat.

Snímek 6

Fyzikálně-chemická biologie

Pochopení mechanismů jevů a procesů probíhajících na různých úrovních života a živých organismů.

Objevily se nové teorie:

• buněčná teorie,
• cytologie,
• genetika,
• biochemie,
• biofyzika.

Snímek 7

Evoluční biologie

• Otázka původu a podstaty života.
• J. B. Lamarck navrhl první evoluční teorii v roce 1809.
• J. Cuvier - teorie katastrof.
• Evoluční teorie Charlese Darwina z roku 1859
• Moderní (syntetická) evoluční teorie (představuje syntézu genetiky a darwinismu).

Snímek 8

Darwinova evoluční teorie

• variabilita
• dědičnost
• přírodní výběr

Snímek 9

Strukturální úrovně organizace života

• Buněčná úroveň
• Populační-druhová úroveň
• Biocenotická úroveň
• Biogeocenotická úroveň
• Úroveň biosféry

Snímek 10

Molekulárně genetická úroveň

• Úroveň fungování biopolymerů (proteiny, nukleové kyseliny, polysacharidy) atd., které jsou základem životních procesů organismů.
• Elementární strukturní jednotka - gen
• Nositelem dědičné informace je molekula DNA.

Snímek 11

Cíl: studium mechanismů přenosu genetické informace, dědičnosti a variability, studium evolučních procesů, vzniku a podstaty života.

Snímek 12

• Makromolekuly jsou obří polymerní molekuly postavené z mnoha monomerů.
• Polymery: polysacharidy, proteiny a nukleové kyseliny.
• Monomery pro ně jsou monosacharidy, aminokyseliny a nukleotidy.

Snímek 13

• Polysacharidy (škrob, glykogen, celulóza) jsou zdrojem energie a stavebního materiálu pro syntézu větších molekul.
• Proteiny a nukleové kyseliny jsou „informační“ molekuly.

Snímek 14

Veverky

• Makromolekuly, které jsou velmi dlouhými řetězci aminokyselin.
• Většina proteinů plní funkci katalyzátorů (enzymů).
• Proteiny hrají roli přenašečů.

Snímek 15

Nukleové kyseliny

• Komplexní organické sloučeniny, které jsou biopolymery obsahujícími fosfor (polynukleotidy).
• Typy: Kyselina deoxyribonukleová (DNA) a kyselina ribonukleová (RNA).
• Genetická informace organismu je uložena v molekulách DNA.
• Mají vlastnost molekulární disymetrie (asymetrie), neboli molekulární chirality – jsou opticky aktivní.

Snímek 16

• DNA se skládá ze dvou vláken stočených do dvoušroubovice.
• RNA obsahuje 4-6 tisíc jednotlivých nukleotidů, DNA - 10-25 tisíc.
• Gen je úsek molekuly DNA nebo RNA.

Snímek 17

Buněčná úroveň

• Na této úrovni dochází v důsledku rozdělení funkcí mezi konkrétní struktury k prostorovému vymezení a uspořádání životních procesů.
• Základní stavební a funkční jednotkou všech živých organismů je buňka.
• Historie života na naší planetě začala na této úrovni organizace.

Snímek 18

Buňka je přirozeným zrnem života, stejně jako je atom přirozeným zrnem neorganizované hmoty.Teilhard de Chardin

Snímek 19

• Buňka je elementární biologický systém schopný sebeobnovy, sebereprodukce a vývoje.
• Věda, která studuje živé buňky, se nazývá cytologie.
• Buňku poprvé popsal R. Hooke v roce 1665.

Snímek 20

• Všechny živé organismy se skládají z buněk a jejich metabolických produktů.
• Nové buňky vznikají dělením již existujících buněk.
• Všechny buňky mají podobné chemické složení a metabolismus.
• Činnost organismu jako celku se skládá z činnosti a vzájemného působení jednotlivých buněk.

Snímek 21

Ve 30. letech 19. století. Bylo objeveno a popsáno buněčné jádro.

Všechny buňky se skládají z:

• plazmatická membrána, která řídí přechod látek z životní prostředí do klece a zpět;
• cytoplazma s různorodou strukturou;
• buněčné jádro, které obsahuje genetickou informaci.

Snímek 22

Struktura živočišné buňky

Snímek 23

• Buňky mohou existovat jako nezávislé organismy nebo jako součást mnohobuněčných organismů.
• Živý organismus je tvořen miliardami různých buněk (až 1015).
• Buňky všech živých organismů mají podobné chemické složení.

Snímek 24

V závislosti na typu buňky jsou všechny organismy rozděleny do dvou skupin:

1) prokaryota - buňky postrádající jádro, jako jsou bakterie;

2) eukaryota – buňky obsahující jádra, jako jsou prvoci, houby, rostliny a živočichové.

Snímek 25

Ontogenetická (organická) úroveň

• Organismus je integrální jednobuněčný nebo mnohobuněčný živý systém schopný samostatné existence.
• Ontogeneze je proces individuálního vývoje organismu od narození do smrti, proces realizace dědičné informace.

Snímek 26

• Fyziologie je věda o fungování a vývoji mnohobuněčných živých organismů.
• Proces ontogeneze je popsán na základě biogenetického zákona formulovaného E. Haeckelem.

Snímek 27

Organismus je stabilní systém vnitřních orgánů a tkání existující ve vnějším prostředí.

Snímek 28

Populační-druhová úroveň

• Začíná studiem vztahu a interakce mezi soubory jedinců stejného druhu, kteří mají jeden genofond a zabírají jedno území.
• Základní jednotkou je populace.

Snímek 29

Úroveň populace přesahuje individuální organismus, a proto se nazývá supraorganismální úroveň organizace.

Snímek 30

• Populace je soubor jedinců stejného druhu, kteří zabírají určité území, reprodukují se po dlouhou dobu a mají společný genetický fond.
• Druh je soubor jedinců, kteří mají podobnou strukturu a fyziologické vlastnosti, mají společný původ a mohou se volně křížit a produkovat plodné potomstvo.

Biogeocenóza neboli ekologický systém (ekosystém) je soubor biotických a abiotických prvků vzájemně propojených výměnou hmoty, energie a informací, v rámci kterých může probíhat oběh látek v přírodě.

Snímek 35

Biogeocenóza je integrální samoregulační systém sestávající z:

• výrobci (výrobci), kteří přímo zpracovávají neživé hmoty (řasy, rostliny, mikroorganismy);
• spotřebitelé prvního řádu - hmota a energie jsou získávány využitím producentů (býložravců);
• spotřebitelé druhého řádu (predátoři atd.);
• mrchožrouti (saprofyti a saprofágové), živící se mrtvými zvířaty;
• rozkladači jsou skupina bakterií a hub, které rozkládají zbytky organické hmoty.

Snímek 36

Úroveň biosféry

• Nejvyšší úroveň organizace života, pokrývající všechny jevy života na naší planetě.
• Biosféra je živá hmota planety (souhrn všech živých organismů na planetě, včetně člověka) a jí přetvořené prostředí.

Snímek 37

• Biosféra je jediný ekologický systém.
• Studium fungování tohoto systému, jeho struktury a funkcí je nejdůležitějším úkolem biologie.
• Ekologie, biocenologie a biogeochemie studují tyto problémy.

Snímek 38

Každá úroveň organizace živé hmoty má své specifické rysy, proto v každém biologickém výzkumu vede určitá úroveň.

Zobrazit všechny snímky

Federální úřad pro zdravotnictví a sociální věci

Test z biologie

Kvalitativní znaky živé hmoty. Úrovně organizace živých věcí.

Chemické složení buňky (proteiny, jejich struktura a funkce)

Vyplněno studentem

1. ročník 195 skupina

korespondenční oddělení

Farmaceutická fakulta

Čeljabinsk 2009

Kvalitativní znaky živé hmoty. Úrovně organizace živých věcí

Každý živý systém, bez ohledu na to, jak složitě organizovaný může být, se skládá z biologických makromolekul: nukleových kyselin, proteinů, polysacharidů a dalších důležitých organická hmota. Z této úrovně začínají různé životně důležité procesy těla: metabolismus a přeměna energie, přenos dědičných informací atd.

Buňky mnohobuněčných organismů tvoří tkáně - systémy buněk podobné stavbou a funkcí as nimi spojené mezibuněčné látky. Tkáně jsou integrovány do větších funkčních celků nazývaných orgány. Vnitřní orgány jsou charakteristické pro zvířata; zde jsou součástí orgánových soustav (respiračních, nervových atd.). Například trávicí soustava: dutina ústní, hltan, jícen, žaludek, dvanáctník, tenké střevo, tlusté střevo, řitní otvor. Taková specializace na jedné straně zlepšuje fungování těla jako celku a na druhé straně vyžaduje zvýšený stupeň koordinace a integrace různých tkání a orgánů.

Buňka je stavební a funkční jednotka, stejně jako jednotka vývoje všech živých organismů žijících na Zemi. Na buněčné úrovni Přenos informací a přeměna látek a energie jsou spřaženy.

Elementární jednotkou úrovně organismu je jedinec, který je ve vývoji - od okamžiku vzniku do konce existence - považován za živý systém. Objevují se orgánové systémy, které jsou specializované k provádění různých funkcí.

Soubor organismů stejného druhu, sjednocených společným biotopem, ve kterém se vytváří populace - supraorganismy. V tomto systému se provádějí elementární evoluční transformace.

Biogeocenóza - soubor organismů odlišné typy a různé složitosti organizace s faktory životního prostředí. V procesu spojování historický vývoj Organismy různých systematických skupin tvoří dynamická, stabilní společenství.

Biosféra je souhrn všech biogeocenóz, systém, který pokrývá všechny jevy života na naší planetě. Na této úrovni dochází k oběhu látek a přeměně energie spojené s vitální činností všech živých organismů.

Tabulka 1. Úrovně organizace živé hmoty

Molekulární

Počáteční úroveň organizace živých věcí. Předmětem výzkumu jsou molekuly nukleových kyselin, proteinů, sacharidů, lipidů a dalších biologických molekul, tzn. molekuly nalezené v buňce. Jakýkoli živý systém, bez ohledu na to, jak složitý je organizován, se skládá z biologických makromolekul: nukleových kyselin, bílkovin, polysacharidů a dalších důležitých organických látek. Z této úrovně začínají různé životně důležité procesy těla: metabolismus a přeměna energie, přenos dědičných informací atd.

Buněčný

Studium buněk, které fungují jako nezávislé organismy (bakterie, prvoci a některé další organismy) a buněk, které tvoří mnohobuněčné organismy.

Tkanina

Buňky, které mají společný původ a plní podobné funkce, tvoří tkáně. Existuje několik druhů živočišných a rostlinných tkání s různými vlastnostmi.

Orgán

V organismech se počínaje koelenteráty tvoří orgány (orgánové soustavy), často z tkání různého typu.

Organismus

Tuto úroveň představují jednobuněčné a mnohobuněčné organismy.

Populace-druh

Organismy stejného druhu žijící společně v určitých oblastech tvoří populaci. Nyní je na Zemi asi 500 tisíc druhů rostlin a asi 1,5 milionu druhů zvířat.

Biogeocenotické

Je reprezentován souborem organismů různých druhů, které na sobě do té či oné míry závisejí.

Biosféra

Nejvyšší forma organizace živých věcí. Zahrnuje všechny biogeocenózy spojené s obecným metabolismem a přeměnou energie.

Každá z těchto úrovní je zcela specifická, má své zákonitosti, své vlastní výzkumné metody. Je dokonce možné vyčlenit vědy, které provádějí svůj výzkum na určité úrovni organizace živých věcí. Například na molekulární úrovni živé věci studují takové vědy, jako je molekulární biologie, bioorganická chemie, biologická termodynamika, molekulární genetika atd. Přestože jsou úrovně organizace živých věcí rozlišeny, jsou úzce propojeny a vzájemně plynou, což vypovídá o celistvosti živé přírody.

Buněčná membrána. Povrchový aparát buňky, jeho hlavní části, jejich účel

Živá buňka je základní částicí struktury živé hmoty. Je to nejjednodušší systém, který má celou škálu vlastností živých tvorů, včetně schopnosti přenášet genetickou informaci. Buněčnou teorii vytvořili němečtí vědci Theodor Schwann a Matthias Schleiden. Jeho hlavním postavením je tvrzení, že všechny rostlinné a živočišné organismy se skládají z buněk, které jsou strukturou podobné. Výzkumy v oblasti cytologie prokázaly, že všechny buňky provádějí metabolismus, jsou schopné samoregulace a mohou přenášet dědičnou informaci. Životní cyklus jakékoli buňky končí buď rozdělením a pokračováním života v obnovené formě, nebo smrtí. Zároveň se ukázalo, že buňky jsou velmi rozmanité, mohou existovat jako jednobuněčné organismy nebo jako součást mnohobuněčných. Životnost buněk nesmí přesáhnout několik dní nebo se může shodovat s délkou života organismu. Velikost buněk se velmi liší: od 0,001 do 10 cm Buňky tvoří tkáně, několik typů tkání - orgány, skupiny orgánů spojené s řešením některých běžných problémů se nazývají tělesné systémy. Buňky mají složitou strukturu. Od vnějšího prostředí je oddělena obalem, který tím, že je volný a volný, zajišťuje interakci buňky s vnějším světem, výměnu hmoty, energie a informací s ním. Buněčný metabolismus slouží jako základ pro další z jejich nejdůležitějších vlastností - udržení stability a stálosti podmínek vnitřního prostředí buňky. Tato vlastnost buněk, vlastní celému živému systému, se nazývá homeostáza. Homeostáza, tedy stálost složení buňky, je udržována metabolismem, tedy metabolismem. Metabolismus je složitý, vícestupňový proces, zahrnující dodávání surovin do buňky, produkci energie a bílkovin z nich a odstraňování vyprodukovaných užitečných produktů, energie a odpadu z buňky do prostředí.

Buněčná membrána je membrána buňky, která funguje následující funkce:

separace obsahu buněk a vnějšího prostředí;

regulace metabolismu mezi buňkou a prostředím;

místo nějakého bio chemické reakce(včetně fotosyntézy, oxidativní fosforylace);

asociace buněk do tkání.

Membrány se dělí na plazmatické (buněčné membrány) a vnější. Nejdůležitější vlastností plazmatické membrány je semipermeabilita, tedy schopnost propouštět pouze určité látky. Pomalu jím difunduje glukóza, aminokyseliny, mastné kyseliny a ionty a samotné membrány mohou proces difúze aktivně regulovat.

Podle moderních údajů jsou plazmatické membrány lipoproteinové struktury. Lipidy spontánně tvoří dvojvrstvu a membránové proteiny v ní „plavou“. Membrány obsahují několik tisíc různých proteinů: strukturální, transportéry, enzymy a další. Předpokládá se, že mezi molekulami bílkovin jsou póry, kterými mohou hydrofilní látky procházet (lipidová dvojvrstva brání jejich přímému pronikání do buňky). Některé molekuly na povrchu membrány mají na sobě navázané glykosylové skupiny, které se podílejí na procesu rozpoznávání buněk při tvorbě tkáně.

Různé typy membrán se liší svou tloušťkou (obvykle se pohybuje od 5 do 10 nm). Konzistence lipidové dvojvrstvy připomíná olivový olej. V závislosti na vnějších podmínkách (cholesterol je regulátor) se struktura dvojvrstvy může měnit tak, že se stává tekutější (závisí na tom aktivita membrány).

Důležitým problémem je transport látek přes plazmatické membrány. Je nezbytný pro dodávání živin do buňky, odstraňování toxického odpadu a vytváření gradientů pro udržení nervové a svalové aktivity. Pro transport látek přes membránu existují následující mechanismy:

difúze (plyny, molekuly rozpustné v tucích pronikají přímo plazmatickou membránou); s usnadněnou difúzí prochází ve vodě rozpustná látka membránou speciálním kanálem vytvořeným specifickou molekulou;

osmóza (difúze vody přes polopropustné membrány);

aktivní transport (přenos molekul z oblasti s nižší koncentrací do oblasti s vyšší koncentrací, například prostřednictvím speciálních transportních proteinů, vyžaduje energii ATP);

během endocytózy membrána tvoří invaginace, které se pak přeměňují na vezikuly nebo vakuoly. Existuje fagocytóza - absorpce pevných částic (například krevními leukocyty) - a pinocytóza - absorpce tekutin;

exocytóza je reverzní proces endocytózy; Z buněk jsou odstraněny nestrávené zbytky pevných částic a tekuté sekrety.

Nad plazmatickou membránou buňky mohou být umístěny nadmembránové struktury. Jejich struktura je charakteristikou mokré klasifikace. U zvířat je to glykokalyx (protein-sacharidový komplex), u rostlin, hub a bakterií je to buněčná stěna. Buněčná stěna rostlin zahrnuje celulózu, houby - chitin, bakterie - protein-polysacharidový komplex murein.

Základem buněčného povrchového aparátu (SAC) je vnější buněčná membrána neboli plazmalema. Kromě plazmatické membrány má PAA supramembránový komplex a u eukaryot je také submembránový komplex.

Hlavní biochemické složky plazmalemy (z řeckého plasma - tvorba a lemma - obal, kůra) jsou lipidy a proteiny. Jejich kvantitativní poměr je u většiny eukaryot 1:1 a u prokaryot převažují proteiny v plazmalemě. Malé množství sacharidů se nachází ve vnější buněčné membráně a lze nalézt sloučeniny podobné tuku (u savců - cholesterol, vitamíny rozpustné v tucích).

Supramembránový komplex aparátu buněčného povrchu je charakterizován různými strukturami. U prokaryot je supramembránový komplex ve většině případů reprezentován buněčnou stěnou různé tloušťky, jejímž základem je komplexní glykoprotein murein (u archaebakterií - pseudomurein). U řady eubakterií tvoří vnější část supramembránového komplexu další membrána s vysokým obsahem lipopolysacharidů. U eukaryot jsou univerzální složkou supramembránového komplexu sacharidy – složky glykolipidů a glykoproteinů plazmalemy. Díky tomu se mu původně říkalo glycocalyx (z řeckého glycos – sladký, uhlohydrát a lat. callum – tlustá slupka, skořápka). Kromě sacharidů obsahuje glykokalyx periferní proteiny nad bilipidovou vrstvou. Složitější varianty nadmembránového komplexu najdeme u rostlin (buněčná stěna z celulózy), hub a členovců (vnější obal z chitinu).

Submembránový (z latinského sub - under) komplex je charakteristický pouze pro eukaryotické buňky. Skládá se z různých proteinových vláknitých struktur: tenkých fibril (z lat. fibrilla - vlákno, vlákno), mikrofibril (z řeckého micros - malý), skeletálních (z řeckého skelet - vysušený) fibril a mikrotubulů. Jsou navzájem spojeny bílkovinami a tvoří pohybový aparát buňky. Submembránový komplex interaguje s proteiny plasmalemy, které jsou zase spojeny se supramembránovým komplexem. Výsledkem je, že PAK je strukturálně integrální systém. To mu umožňuje provádět důležité funkce pro buňku: izolační, transportní, katalytické, receptorově-signalizační a kontaktní.

Chemické složení buňky (proteiny, jejich struktura a funkce)

Chemické procesy probíhající v buňce jsou jednou z hlavních podmínek jejího života, vývoje a fungování.

PAGE_BREAK--

Všechny buňky rostlinných a živočišných organismů, stejně jako mikroorganismy, mají podobné chemické složení, což naznačuje jednotu organického světa.

Ze 109 prvků Mendělejevovy periodické tabulky byla významná většina nalezena v buňkách. Některé prvky jsou v buňkách obsaženy v relativně velkém množství, jiné v malém množství (tab. 2).

Tabulka 2. Obsah chemické prvky v kleci

Elementy

množství (v %)

Elementy

množství (v %)

Kyslík

Na prvním místě mezi látkami buňky je voda. Tvoří téměř 80 % buněčné hmoty. Voda je nejdůležitější složkou buňky, a to nejen co do množství. Hraje významnou a různorodou roli v životě buňky.

Voda určuje fyzikální vlastnosti buňky – její objem, elasticitu. Voda má velký význam při tvorbě struktury molekul organických látek, zejména struktury bílkovin, která je nezbytná pro plnění jejich funkcí. Význam vody jako rozpouštědla je velký: z vnějšího prostředí do buňky vstupuje mnoho látek ve vodném roztoku a ve vodném roztoku se z buňky odstraňují odpadní látky. Konečně je voda přímým účastníkem mnoha chemických reakcí (štěpení bílkovin, sacharidů, tuků atd.).

Biologická role vody je určena zvláštnostmi její molekulární struktury a polaritou jejích molekul.

Mezi anorganické látky buňky patří kromě vody také soli. Pro životně důležité procesy jsou nejdůležitější kationty obsažené v solích K+, Na+, Ca2+, Mg2+ a nejdůležitější anionty jsou HPO4-, H2PO4-, Cl-, HCO3-.

Koncentrace kationtů a aniontů v buňce a v jejím prostředí je zpravidla výrazně odlišná. Zatímco buňka žije, poměr iontů uvnitř a vně buňky je pevně udržován. Po smrti buňky se obsah iontů v buňce a v prostředí rychle vyrovná. Ionty obsažené v buňce mají velká důležitost pro normální fungování buňky a také pro udržení stálé reakce uvnitř buňky. Navzdory skutečnosti, že kyseliny a zásady se neustále tvoří v procesu života, normální reakce buňky je mírně zásaditá, téměř neutrální.

Anorganické látky jsou v buňce obsaženy nejen v rozpuštěném stavu, ale i v pevném stavu. Pevnost a tvrdost kostní tkáně zajišťuje zejména fosforečnan vápenatý a skořápky měkkýšů uhličitan vápenatý.

Organické látky tvoří asi 20 - 30 % buněčného složení.

Biopolymery zahrnují sacharidy a proteiny. Sacharidy obsahují atomy uhlíku, kyslíku a vodíku. Existují jednoduché a složité sacharidy. Jednoduché - monosacharidy. Komplex - polymery, jejichž monomery jsou monosacharidy (oligosacharidy a polysacharidy). S rostoucím počtem monomerních jednotek klesá rozpustnost polysacharidů a mizí sladká chuť.

Monosacharidy jsou pevné, bezbarvé krystalické látky, které jsou vysoce rozpustné ve vodě a velmi špatně (nebo vůbec) rozpustné v organických rozpouštědlech. Monosacharidy zahrnují triózy, tetrózy, pentózy a hexózy. Z oligosacharidů jsou nejčastější disacharidy (maltóza, laktóza, sacharóza). Polysacharidy se nejčastěji vyskytují v přírodě (celulóza, škrob, chitin, glykogen). Jejich monomery jsou molekuly glukózy. Částečně se rozpouštějí ve vodě, bobtnají za vzniku koloidních roztoků.

Lipidy jsou ve vodě nerozpustné tuky a tukům podobné látky sestávající z glycerolu a vysokomolekulárních mastných kyselin. Tuky jsou estery trojmocného alkoholu glycerolu a vyšších mastných kyselin. Živočišné tuky se nacházejí v mléce, mase a podkoží. V rostlinách - v semenech a plodech. Kromě tuků obsahují buňky i jejich deriváty – steroidy (cholesterol, hormony a v tucích rozpustné vitamíny A, D, K, E, F).

Lipidy jsou:

konstrukční prvky buněčné membrány a buněčné organely;

energetický materiál (1g tuku při oxidaci uvolní 39 kJ energie);

náhradní látky;

vykonávat ochrannou funkci (u mořských a polárních zvířat);

ovlivnit fungování nervového systému;

zdroj vody pro tělo (1 kg při oxidaci dává 1,1 kg vody).

Nukleové kyseliny. Název „nukleové kyseliny“ pochází z latinského slova „nucleus“, tj. jádro: Poprvé byly objeveny v buněčných jádrech. Biologický význam nukleových kyselin je velmi velký. Hrají ústřední roli při ukládání a přenosu dědičných vlastností buňky, proto se jim často říká dědičné látky. Nukleové kyseliny zajišťují v buňce syntézu bílkovin, přesně stejnou jako v mateřské buňce a přenos dědičné informace. Existují dva typy nukleových kyselin – kyselina deoxyribonukleová (DNA) a kyselina ribonukleová (RNA).

Molekula DNA se skládá ze dvou spirálovitě stočených vláken. DNA je polymer, jehož monomery jsou nukleotidy. Nukleotidy jsou sloučeniny skládající se z molekuly kyseliny fosforečné, sacharidu deoxyribózy a dusíkaté báze. DNA má čtyři typy dusíkatých bází: adenin (A), guanin (G), cytosin (C), thymin (T). Každý řetězec DNA je polynukleotid skládající se z několika desítek tisíc nukleotidů. Zdvojení DNA – reduplikace – zajišťuje přenos dědičné informace z mateřské buňky do dceřiných buněk.

RNA je polymer podobnou strukturou jako jeden řetězec DNA, ale menší velikosti. Monomery RNA jsou nukleotidy skládající se z kyseliny fosforečné, uhlohydrátové ribózy a dusíkaté báze. Místo thyminu obsahuje RNA uracil. Jsou známy tři typy RNA: messenger RNA (i-RNA) - přenáší informace o struktuře proteinu z molekuly DNA; transport (t-RNA) - transportuje aminokyseliny do místa syntézy bílkovin; ribozomální (r-RNA) – nachází se v ribozomech, podílí se na udržování struktury ribozomu.

Velmi důležitou roli v bioenergetice buňky hraje adenylnukleotid, na který jsou navázány dva zbytky kyseliny fosforečné. Tato látka se nazývá kyselina adenosintrifosforečná (ATP). ATP je univerzální biologický akumulátor energie: světelná energie slunce a energie obsažená ve zkonzumované potravě je uložena v molekulách ATP. ATP je nestabilní struktura, při přeměně ATP na ADP (adenosindifosfát) se uvolní 40 kJ energie. ATP je produkován v mitochondriích živočišných buněk a při fotosyntéze v rostlinných chloroplastech. Energie ATP slouží k provádění chemické (syntéza bílkovin, tuků, sacharidů, nukleových kyselin), mechanické (pohyb, svalová práce) práce, přeměny na elektrickou nebo světelnou (výboje elektrických rejnoků, úhořů, záře hmyzu) energii.

Proteiny jsou neperiodické polymery, jejichž monomery jsou aminokyseliny. Všechny proteiny obsahují atomy uhlíku, vodíku, kyslíku a dusíku. Mnoho proteinů také obsahuje atomy síry. Existují bílkoviny, které obsahují i ​​atomy kovů – železo, zinek, měď. Přítomnost kyselých a zásaditých skupin určuje vysokou reaktivitu aminokyselin. Z aminoskupiny jedné aminokyseliny a karboxylu druhé se uvolní molekula vody a uvolněné elektrony vytvoří peptidovou vazbu: CO-NN (objevil ji v roce 1888 profesor A.Ya. Danilevsky), proto proteiny se nazývají polypeptidy. Molekuly bílkovin jsou makromolekuly. Je známo mnoho aminokyselin. Ale pouze 20 aminokyselin je známo jako monomery jakýchkoli přírodních proteinů – živočišných, rostlinných, mikrobiálních, virových. Říkalo se jim „magie“. Skutečnost, že bílkoviny všech organismů jsou sestaveny ze stejných aminokyselin, je dalším důkazem jednoty živého světa na Zemi.

Ve struktuře proteinových molekul existují 4 úrovně organizace:

1. Primární struktura - polypeptidový řetězec aminokyselin spojených v určité sekvenci kovalentními peptidovými vazbami.

2. Sekundární struktura - polypeptidový řetězec ve tvaru šroubovice. Mezi peptidovými vazbami sousedních závitů a jinými atomy se vyskytují četné vodíkové vazby, které poskytují silnou strukturu.

3. Terciární struktura - konfigurace specifická pro každý protein - globule. Je držen nízkopevnostními hydrofobními vazbami nebo kohezními silami mezi nepolárními radikály, které se nacházejí v mnoha aminokyselinách. Existují také kovalentní S-S vazby, které se vyskytují mezi vzdálenými radikály aminokyseliny cysteinu obsahující síru.

4. Kvartérní struktura nastává, když se několik makromolekul spojí a vytvoří agregáty. Hemoglobin v lidské krvi je tedy agregátem čtyř makromolekul.

Narušení přirozené struktury proteinu se nazývá denaturace. Vyskytuje se pod vlivem vysoké teploty, chemikálií, zářivé energie a dalších faktorů.

Role bílkovin v životě buněk a organismů:

stavební (strukturální) - bílkoviny - stavební materiál těla (skořápky, membrány, organely, tkáně, orgány);

katalytická funkce – enzymy, které stovky milionůkrát urychlují reakce;

muskuloskeletální funkce - proteiny, které tvoří kosterní kosti a šlachy; pohyb bičíků, nálevníků, svalové kontrakce;

transportní funkce - krevní hemoglobin;

ochranné - krevní protilátky neutralizují cizorodé látky;

energetická funkce - při štěpení bílkovin se z 1 g uvolní 17,6 kJ energie;

regulační a hormonální - proteiny jsou součástí mnoha hormonů a podílejí se na regulaci životních procesů v těle;

receptor - proteiny provádějí proces selektivního rozpoznávání jednotlivých látek a jejich navázání na molekuly.

Metabolismus v buňce. Fotosyntéza. Chemosyntéza

Předpokladem existence každého organismu je neustálý tok živin a neustálé uvolňování konečných produktů chemických reakcí probíhajících v buňkách. Živiny jsou organismy využívány jako zdroj atomů chemických prvků (především atomů uhlíku), ze kterých se budují nebo obnovují všechny struktury. Kromě živin dostává tělo také vodu, kyslík a minerální soli.

Organické látky vstupující do buněk (nebo syntetizované během fotosyntézy) jsou rozloženy na stavební kameny - monomery a odeslány do všech buněk těla. Část molekul těchto látek se spotřebuje na syntézu specifických organických látek vlastních danému organismu. Buňky syntetizují bílkoviny, lipidy, sacharidy, nukleové kyseliny a další látky, které plní různé funkce (stavební, katalytické, regulační, ochranné atd.).

Další část nízkomolekulárních organických sloučenin, které se dostávají do buněk, směřuje k tvorbě ATP, jehož molekuly obsahují energii určenou přímo k výkonu práce. Energie je nezbytná pro syntézu všech specifických látek těla, udržení jeho vysoce uspořádané organizace, aktivní transport látek v buňkách, z jedné buňky do druhé, z jedné části těla do druhé, pro přenos nervových vzruchů, pohyb organismů, udržování stálé tělesné teploty (u ptáků a savců) a pro jiné účely.

Při přeměně látek v buňkách vznikají konečné produkty metabolismu, které mohou být pro tělo toxické a jsou z něj odstraňovány (například čpavek). Všechny živé organismy tedy neustále spotřebovávají určité látky z prostředí, přeměňují je a uvolňují do prostředí konečné produkty.

Pokračování
--PAGE_BREAK--

Soubor chemických reakcí probíhajících v těle se nazývá metabolismus nebo metabolismus. V závislosti na obecném směru procesů se rozlišuje katabolismus a anabolismus.

Katabolismus (disimilace) je soubor reakcí vedoucích ke vzniku jednoduchých sloučenin ze složitějších. Mezi katabolické reakce patří například reakce hydrolýzy polymerů na monomery a jejich rozklad na oxid uhličitý, voda, čpavek, tzn. reakce energetického metabolismu, při kterých dochází k oxidaci organických látek a syntéze ATP.

Anabolismus (asimilace) je soubor reakcí pro syntézu složitých organických látek z jednodušších. Patří sem například fixace dusíku a biosyntéza bílkovin, syntéza sacharidů z oxidu uhličitého a vody při fotosyntéze, syntéza polysacharidů, lipidů, nukleotidů, DNA, RNA a dalších látek.

Syntéza látek v buňkách živých organismů bývá označována jako metabolismus plastů a odbourávání látek a jejich oxidace doprovázená syntézou ATP jako energetický metabolismus. Oba typy metabolismu tvoří základ životní činnosti kterékoli buňky, potažmo každého organismu a jsou spolu úzce spjaty. Na jedné straně všechny výměnné reakce plastů vyžadují spotřebu energie. Na druhé straně k provádění reakcí energetického metabolismu je nutná neustálá syntéza enzymů, protože jejich životnost je krátká. Látky používané k dýchání navíc vznikají při metabolismu plastů (například při procesu fotosyntézy).

Fotosyntéza je proces tvorby organické hmoty z oxidu uhličitého a vody na světle za účasti fotosyntetických pigmentů (chlorofyl u rostlin, bakteriochlorofyl a bakteriorhodopsin u bakterií). Fotosyntéza je v moderní fyziologii rostlin častěji chápána jako fotoautotrofní funkce - soubor procesů absorpce, přeměny a využití energie světelných kvant při různých endergonických reakcích včetně přeměny oxidu uhličitého na organické látky.

Fotosyntéza je hlavním zdrojem biologické energie, fotosyntetičtí autotrofové ji využívají k syntéze organických látek z anorganických, heterotrofní existují na úkor energie uložené autotrofy ve formě chemických vazeb, které ji uvolňují v procesech dýchání a fermentace. Energie, kterou lidstvo získává spalováním fosilních paliv (uhlí, ropa, zemní plyn, rašelina), se také ukládá v procesu fotosyntézy.

Fotosyntéza je hlavním vstupem anorganického uhlíku do biologického cyklu. Veškerý volný kyslík v atmosféře je biogenního původu a je vedlejším produktem fotosyntézy. Vznik oxidační atmosféry (kyslíková katastrofa) zcela změnil stav zemského povrchu, umožnil zdání dýchání a později, po vytvoření ozonové vrstvy, umožnil životu dostat se na pevninu.

Chemosyntéza je metoda autotrofní výživy, při které jsou zdrojem energie pro syntézu organických látek z CO2 oxidační reakce anorganických sloučenin. Tento typ výroby energie využívají pouze bakterie. Fenomén chemosyntézy objevil v roce 1887 ruský vědec S.N. Vinogradského.

Je třeba poznamenat, že energie uvolněná při oxidačních reakcích anorganických sloučenin nemůže být přímo využita v asimilačních procesech. Nejprve se tato energie přemění na energii makroenergetických vazeb ATP a teprve poté se vynakládá na syntézu organických sloučenin.

Chemolithoautotrofní organismy:

Železné bakterie (Geobacter, Gallionella) oxidují dvojmocné železo na trojmocné železo.

Sirné bakterie (Desulfuromonas, Desulfobacter, Beggiatoa) oxidují sirovodík na molekulární síru nebo na soli kyseliny sírové.

Nitrifikační bakterie (Nitrobacteraceae, Nitrosomonas, Nitrosococcus) oxidují čpavek, vznikající při rozpadu organické hmoty, na dusíkaté resp. kyseliny dusičné, které při interakci s půdními minerály tvoří dusitany a dusičnany.

Thionové bakterie (Thiobacillus, Acidithiobacillus) jsou schopny oxidovat thiosírany, siřičitany, sulfidy a molekulární síru na kyselinu sírovou (často s výrazným poklesem pH roztoku), proces oxidace se liší od sirných bakterií (zejména v že thionové bakterie neukládají intracelulární síru). Někteří zástupci thionových bakterií jsou extrémní acidofilové (schopní přežít a množit se při poklesu pH roztoku na 2), schopní odolávat vysokým koncentracím těžkých kovů a oxidující kovové a železité železo (Acidithiobacillus ferrooxidans) a vyluhovat těžké kovy z rud. .

Vodíkové bakterie (Hydrogenophilus) jsou schopné oxidovat molekulární vodík a jsou středně termofilní (rostou při teplotě 50 °C)

Chemosyntetické organismy (například sirné bakterie) mohou žít v oceánech ve velkých hloubkách, v místech, kde sirovodík vystupuje z puklin v zemské kůře do vody. Světelná kvanta samozřejmě nemohou proniknout vodou do hloubky asi 3-4 kilometrů (v této hloubce se nachází většina oceánských trhlinových zón). Chemosyntetika jsou tedy jedinými organismy na Zemi, které nejsou závislé na energii slunečního záření.

Amoniak, který využívají nitrifikační bakterie, se naopak uvolňuje do půdy při hnilobě rostlinné nebo živočišné hmoty. V tomto případě životně důležitá aktivita chemosyntetik nepřímo závisí na slunečním záření, protože amoniak se tvoří během rozkladu organických sloučenin získaných ze sluneční energie.

Úloha chemosyntetik pro všechny živé bytosti je velmi velká, protože jsou nepostradatelným článkem v přirozeném koloběhu nejdůležitějších prvků: síry, dusíku, železa atd. Chemosyntetika jsou také důležitá jako přirození konzumenti tak toxických látek, jako je čpavek a sirovodík. Velký význam mají nitrifikační bakterie, které obohacují půdu o dusitany a dusičnany - především ve formě dusičnanů rostliny absorbují dusík. Některé chemosyntetika (zejména sirné bakterie) se používají pro čištění odpadních vod.

Podle moderních odhadů může biomasa „podzemní biosféry“, která se nachází zejména pod mořským dnem a zahrnuje chemosyntetické anaerobní archebakterie oxidující metan, převyšovat biomasu zbytku biosféry.

Redukční dělení buněk. Vlastnosti prvního a druhého dělení meiózy. Biologický význam. Rozdíl mezi meiózou a mitózou

Pochopení skutečnosti, že zárodečné buňky jsou haploidní, a proto musí být tvořeny pomocí speciálního mechanismu buněčného dělení, přišlo jako výsledek pozorování, která také téměř poprvé naznačila, že chromozomy obsahují genetickou informaci. V roce 1883 bylo zjištěno, že jádra vajíčka a spermie určitého druhu červa obsahují pouze dva chromozomy, zatímco oplodněné vajíčko má již čtyři. Chromozomální teorie dědičnosti by tak mohla vysvětlit dlouhodobý paradox, že role otce a matky při určování vlastností potomků se často zdají být stejné, a to i přes obrovský rozdíl ve velikosti vajíčka a spermie.

Dalším důležitým důsledkem tohoto objevu bylo, že pohlavní buňky musí být vytvořeny jako výsledek zvláštního typu jaderného dělení, při kterém je celá sada chromozomů rozdělena přesně na polovinu. Tento typ dělení se nazývá meióza (slov Řecký původ, což znamená "snížit". Název dalšího typu buněčného dělení - mitóza - pochází z řeckého slova znamenajícího „vlákno“; tento výběr názvu je založen na vláknitém vzhledu chromozomů při jejich kondenzaci během jaderného dělení – k tomuto procesu dochází jak při mitóze, tak při meióze ) Chování chromozomů během meiózy, kdy je snížen jejich počet, se ukázalo být složitější, než se dříve myslelo. Nejdůležitější rysy meiotického dělení byly proto stanoveny až počátkem 30. let v důsledku velkého množství důkladných studií, které kombinovaly cytologii a genetiku.

Při prvním meiotickém dělení zdědí každá dceřiná buňka dvě kopie jednoho ze dvou homologů, a proto obsahuje diploidní množství DNA.

K tvorbě jader haploidních gamet dochází v důsledku druhého dělení meiózy, při kterém se chromozomy seřadí na rovníku nového vřeténka a bez další replikace DNA se od sebe oddělí sesterské chromatidy, jako při normální mitóze, čímž se vytvoří buňky se sadou haploidní DNA.

Meióza se tedy skládá ze dvou buněčných dělení po jediné fázi duplikace chromozomů, takže každá buňka, která vstoupí do meiózy, má za následek čtyři haploidní buňky.

Někdy proces meiózy probíhá abnormálně a homology se od sebe nemohou oddělit – tento jev se nazývá chromozomální nondisjunkce. Některé z haploidních buněk vytvořených v tomto případě dostávají nedostatečný počet chromozomů, zatímco jiné získávají jejich kopie navíc. Z takových gamet se tvoří defektní embrya, z nichž většina odumře.

V profázi prvního dělení meiózy, při konjugaci (synapsi) a separaci chromozomů na nich dochází ke komplexním morfologickým změnám. V souladu s těmito změnami je profáze rozdělena do pěti po sobě jdoucích fází:

leptoten;

zygoten;

pachytena;

diploten;

diakineze.

Nejvýraznějším jevem je iniciace blízké aproximace chromozomů v zygotenu, kdy se mezi páry sesterských chromatid v každém bivalentu začíná tvořit specializovaná struktura nazývaná synaptonemální komplex. Za okamžik úplné konjugace chromozomů se považuje počátek pachytenu, který obvykle trvá několik dní, po oddělení chromozomů nastupuje diplotenní stadium, kdy se poprvé stanou viditelnými chiasmata.

Po skončení dlouhé profáze I dvě jaderná dělení bez separačního období syntézy DNA ukončí proces meiózy. Tato stadia obvykle nezaberou více než 10 % celkového času potřebného pro meiózu a mají stejné názvy jako odpovídající stadia mitózy. Zbytek prvního dělení meiózy se dělí na metafázi I, anafázi I a telofázi I. Na konci prvního dělení se chromozomová sada redukuje, přechází z tetraploidní na diploidní, stejně jako u mitózy, a tvoří se dvě buňky z jedné buňky. Rozhodující rozdíl je v tom, že při prvním dělení meiózy přijme každá buňka dvě sesterské chromatidy spojené na centromeře a při mitóze vstupují dvě oddělené chromatidy.

Dále po krátké interfázi II, ve které se chromozomy nezdvojují, rychle nastává druhé dělení - profáze II, anafáze II a telofáze II. Výsledkem je, že z každé diploidní buňky, která vstoupila do meiózy, se vytvoří čtyři haploidní jádra.

Meióza se skládá ze dvou po sobě jdoucích buněčných dělení, z nichž první trvá téměř stejně dlouho jako celá meióza a je mnohem složitější než druhé.

Po ukončení prvního meiotického dělení se ve dvou dceřiných buňkách opět vytvoří membrány a nastává krátká interfáze. V této době jsou chromozomy poněkud despiralizované, ale brzy opět kondenzují a začíná profáze II. Protože během tohoto období nedochází k syntéze DNA, zdá se, že u některých organismů chromozomy přecházejí přímo z jednoho dělení na další. Profáze II u všech organismů je krátká: jaderný obal je zničen při vytvoření nového vřeténka, po kterém v rychlém sledu následuje metafáze II, anafáze II a telofáze II. Stejně jako v mitóze se kinetochorová vlákna tvoří v sesterských chromatidách, vybíhajících z centromery v opačných směrech. Na metafázové desce jsou dvě sesterské chromatidy drženy pohromadě až do anafáze, kdy se oddělí v důsledku náhlého oddělení svých kinetochorů. Druhé dělení meiózy je tedy podobné normální mitóze, jediný významný rozdíl je v tom, že existuje jedna kopie každého chromozomu, nikoli dvě, jako u mitózy.

Meióza končí vytvořením jaderných obalů kolem čtyř haploidních jader vytvořených v telofázi II.

V obecný případ V důsledku meiózy se z jedné diploidní buňky vytvoří čtyři haploidní buňky. Během gametické meiózy se z výsledných haploidních buněk tvoří gamety. Tento typ meiózy je charakteristický pro zvířata. Gametická meióza úzce souvisí s gametogenezí a fertilizací. Během zygotické a sporové meiózy dávají výsledné haploidní buňky vznik sporům nebo zoosporám. Tyto typy meiózy jsou charakteristické pro nižší eukaryota, houby a rostliny. Meióza spor úzce souvisí se sporogenezí. Meióza je tedy cytologickým základem pohlavního a nepohlavního (sporového) rozmnožování.

Biologický význam meiózy spočívá v udržení konstantního počtu chromozomů v přítomnosti pohlavního procesu. Navíc v důsledku křížení dochází k rekombinaci - vzniku nových kombinací dědičných sklonů v chromozomech. Meióza poskytuje i kombinační variabilitu – vznik nových kombinací dědičných sklonů při dalším oplození.

Průběh meiózy je řízen genotypem organismu, pod kontrolou pohlavních hormonů (u zvířat), fytohormonů (u rostlin) a mnoha dalších faktorů (například teplota).

Jsou možné následující typy vlivů některých organismů na jiné:

pozitivní - jeden organismus prospívá na úkor druhého;

negativní - tělo je poškozeno kvůli něčemu jinému;

neutrální - druhý nijak neovlivňuje tělo.

Podle typu vlivu, který na sebe mají, jsou tedy možné následující možnosti vztahů mezi dvěma organismy:

Mutualismus - v přirozených podmínkách nemohou populace bez sebe existovat (příklad: symbióza houby a řasy v lišejníku).

Protokooperace - vztah je volitelný (příklad: vztah kraba a sasanky, sasanka kraba chrání a používá ho jako dopravní prostředek).

Komensalismus – jedna populace ze vztahu těží, zatímco druhá nepřináší prospěch ani újmu.

Soužití - jeden organismus používá druhý (nebo svůj domov) jako místo pobytu, aniž by tomu druhému způsobil újmu.

Freeloading – jeden organismus se živí zbytky potravy druhého.

Neutralita – obě populace se navzájem nijak neovlivňují.

Amensalismus, antibióza - jedna populace negativně ovlivňuje druhou, ale sama o sobě nezažívá negativní vliv.

Predace je jev, při kterém se jeden organismus živí orgány a tkáněmi druhého bez symbiotického vztahu.

Konkurence – obě populace se navzájem negativně ovlivňují.

Příroda zná četné příklady symbiotických vztahů, z nichž mají prospěch oba partneři. Například symbióza luštěnin a půdních bakterií Rhizobium je nesmírně důležitá pro koloběh dusíku v přírodě. Tyto bakterie – nazývané také bakterie fixující dusík – se usazují na kořenech rostlin a mají schopnost „fixovat“ dusík, to znamená rozkládat silné vazby mezi atomy atmosférického volného dusíku, což umožňuje zabudování dusíku do sloučeniny přístupné rostlině, jako je amoniak. V tomto případě je vzájemný prospěch zřejmý: kořeny jsou stanovištěm bakterií a bakterie dodávají rostlině potřebné živiny.

Existuje také mnoho příkladů symbiózy, která je prospěšná pro jeden druh a nepřináší žádný užitek ani škodu jinému druhu. Například lidské střevo obývá mnoho druhů bakterií, jejichž přítomnost je pro člověka neškodná. Podobně rostliny zvané bromélie (mezi které patří například ananas) žijí na větvích stromů, ale živiny získávají ze vzduchu. Tyto rostliny využívají strom jako oporu, aniž by ho připravovaly o živiny.

Ploštěnky. Morfologie, systematika, hlavní představitelé. Vývojové cykly. Cesty infekce. Prevence

Ploštěnky jsou skupinou organismů, které mají ve většině moderních klasifikací hodnost kmene, sdružující velké množství primitivních červovitých bezobratlých, kteří nemají tělní dutinu. Ve své moderní podobě je skupina jednoznačně parafyletická, současný stav výzkumu však neumožňuje vyvinout uspokojivý striktně fylogenetický systém, a proto zoologové tento název tradičně nadále používají.

Nejznámějšími zástupci ploštěnek jsou planaria (Turbellaria: Tricladida), motolice jaterní a motolice kočičí (trematody), tasemnice hovězí, tasemnice vepřová, tasemnice široká, echinokoky (tasemnice).

V současné době je diskutována otázka systematického postavení tzv. střevních turbellarians (Acoela), protože v roce 2003 bylo navrženo jejich rozlišení do samostatného kmene.

Tělo je oboustranně symetrické, s jasně vymezenou hlavou a ocasními konci, směrem dorzoventrálně poněkud zploštělé, u velkých zástupců je silně zploštělé. Tělesní dutina není vyvinuta (kromě některých fází životního cyklu tasemnic a motolic). Plyny se vyměňují po celém povrchu těla; chybí dýchací orgány a krevní cévy.

Vnější strana těla je pokryta jednovrstvým epitelem. U řasinkových červů neboli turbellarians se epitel skládá z buněk nesoucích řasinky. Molotice, monogeneans, cestody a tasemnice po většinu svého života postrádají řasinkový epitel (ačkoli řasnaté buňky lze nalézt v larválních formách); jejich integument je reprezentován tzv. tegumentem, který u některých skupin nese mikroklky nebo chitinózní háčky. Ploštěnky, které mají obal, jsou klasifikovány jako Neodermata.

Pod epitelem se nachází svalový vak, který se skládá z několika vrstev svalových buněk, které nejsou diferencovány na jednotlivé svaly (určitá diferenciace je pozorována pouze v oblasti hltanu a pohlavních orgánů). Buňky vnější svalové vrstvy jsou orientovány příčně, zatímco buňky vnitřní vrstvy jsou orientovány podél předozadní osy těla. Vnější vrstva se nazývá kruhová svalová vrstva a vnitřní vrstva se nazývá podélná svalová vrstva.

U všech skupin, kromě tasemnic a tasemnic, je hltan vedoucí do střeva nebo, jako u tzv. střevních turbellarianů, do trávicího parenchymu. Střevo je slepě uzavřeno a s okolím komunikuje pouze ústním otvorem. U několika velkých turbellarians bylo zaznamenáno, že mají anální póry (někdy i několik), ale to je spíše výjimka než pravidlo. U malých forem je střevo rovné, u velkých (planaria, motolice) může být vysoce rozvětvené. Hltan se nachází na břišní ploše, často uprostřed nebo blíže zadnímu konci těla, u některých skupin je posunut dopředu. Cestodovité a tasemnice nemají střeva.

Nervový systém je tzv. ortogonálního typu. Většina má šest podélných kmenů (po dvou na hřbetní a ventrální straně těla a dva po stranách), spojených příčnými komisurami. Spolu s ortogonem se v periferních vrstvách parenchymu nachází více či méně hustý nervový plexus. Někteří z nejarchaičtějších zástupců řasinkových červů mají pouze nervový plexus.

U řady forem se vyvinula jednoduchá ocelli citlivá na světlo, neschopná objektového vidění, stejně jako orgány rovnováhy (stagocysty), hmatové buňky (sensilla) a chemické smyslové orgány.

Osmoregulace se provádí pomocí protonefridií - rozvětvených kanálů spojujících se do jednoho nebo dvou vylučovacích kanálů. K uvolňování toxických metabolických produktů dochází buď tekutinou vylučovanou přes protonefridii, nebo akumulací ve specializovaných parenchymatických buňkách (atrocytech), které hrají roli „zásobních pupenů“.

Naprostá většina zástupců jsou hermafroditi, kromě motolic krevních (schistosomas) – ti jsou dvoudomí. Vajíčka motolice jsou světle žluté až tmavě hnědé barvy a mají čepici na jednom z pólů. Během vyšetření jsou vajíčka nalezena v obsahu dvanáctníku, stolici, moči a sputu.

Prvním mezihostitelem motolic jsou různí měkkýši, druhým hostitelem jsou ryby a obojživelníci. Definitivními hostiteli jsou různí obratlovci.

Životní cyklus (na příkladu polyústa) je extrémně jednoduchý: z vajíčka se vynoří larva a opustí rybu, která se po krátké době opět přichytí k rybě a změní se v dospělého červa. Fluke mají složitější vývojový cyklus, mění 2-3 hostitele.

Genotyp. Genom. Fenotyp. Faktory určující vývoj fenotypu. Dominance a recesivita. Interakce genů při určování znaků: dominance, intermediární projev, kodominance

Genotyp je soubor genů daného organismu, který na rozdíl od pojmů genom a genofond charakterizuje jedince, nikoli druh (dalším rozdílem mezi genotypem a genomem je zahrnutí do pojmu „genom“ ne -kódující sekvence, které nejsou zahrnuty v konceptu „genotypu“). Spolu s faktory prostředí určuje fenotyp organismu.

Typicky se o genotypu mluví v kontextu konkrétního genu, u polyploidních jedinců označuje kombinaci alel daného genu. Většina genů se objevuje ve fenotypu organismu, ale fenotyp a genotyp se liší v následujících ohledech:

1. Podle zdroje informací (genotyp se určuje studiem DNA jedince, fenotyp se zaznamenává pozorováním vzhledu organismu).

2. Genotyp nemusí vždy odpovídat stejnému fenotypu. Některé geny se objevují ve fenotypu pouze za určitých podmínek. Na druhou stranu některé fenotypy, jako je barva srsti zvířat, jsou výsledkem interakce několika genů.

Genom – souhrn všech genů organismu; jeho kompletní chromozomovou sadu.

Je známo, že DNA, která je nositelem genetické informace u většiny organismů a tvoří tedy základ genomu, zahrnuje nejen geny v moderním slova smyslu. Většina DNA eukaryotických buněk je reprezentována nekódujícími („nadbytečnými“) nukleotidovými sekvencemi, které neobsahují informace o proteinech a RNA.

V důsledku toho je genom organismu chápán jako celková DNA haploidní sady chromozomů a každého z extrachromozomálních genetických elementů obsažených v jednotlivé buňce zárodečné linie mnohobuněčného organismu. Velikosti genomů organismů různých druhů se od sebe výrazně liší a mezi úrovní evoluční složitosti biologického druhu a velikostí jeho genomu často neexistuje žádná korelace.

Fenotyp je soubor vlastností vlastní jedinci v určité fázi vývoje. Fenotyp vzniká na základě genotypu, zprostředkovaného řadou faktorů prostředí. U diploidních organismů se ve fenotypu objevují dominantní geny.

Fenotyp je soubor vnějších a vnitřních vlastností organismu získaných v důsledku ontogeneze ( individuální rozvoj)

Navzdory své zdánlivě striktní definici má pojem fenotyp určité nejasnosti. Za prvé, většina molekul a struktur kódovaných genetickým materiálem není viditelná na vnějším vzhledu organismu, ačkoli jsou součástí fenotypu. Například lidské krevní skupiny. Rozšířená definice fenotypu by proto měla zahrnovat vlastnosti, které lze zjistit technickými, lékařskými nebo diagnostickými postupy. Další, radikálnější rozšíření by mohlo zahrnovat naučené chování nebo dokonce vliv organismu na prostředí a další organismy.

Fenotyp lze definovat jako „přenášení“ genetické informace na faktory prostředí. Pro první přiblížení lze hovořit o dvou charakteristikách fenotypu: a) počet směrů odstranění charakterizuje počet faktorů prostředí, na které je fenotyp citlivý - rozměr fenotypu; b) „vzdálenost“ odstranění charakterizuje stupeň citlivosti fenotypu na daný faktor prostředí. Společně tyto vlastnosti určují bohatost a vývoj fenotypu. Čím více je fenotyp multidimenzionální a čím je citlivější, tím je fenotyp dále od genotypu, tím je bohatší. Pokud porovnáme virus, bakterii, ascaris, žábu a člověka, pak se bohatost fenotypu v této řadě zvyšuje.

Některé charakteristiky fenotypu jsou přímo určeny genotypem, jako je barva očí. Jiné jsou vysoce závislé na interakci organismu s jeho prostředím – například jednovaječná dvojčata se mohou lišit ve výšce, váze a dalších základních fyzických vlastnostech, přestože nesou stejné geny.

Fenotypová variance (určená genotypovou variací) je základním předpokladem přirozeného výběru a evoluce. Organismus jako celek opouští (nebo nezanechává) potomstvo, takže přirozený výběr ovlivňuje genetickou strukturu populace nepřímo prostřednictvím příspěvků fenotypů. Bez různých fenotypů neexistuje evoluce. Recesivní alely se přitom ne vždy projeví ve vlastnostech fenotypu, ale jsou zachovány a mohou být přenášeny na potomstvo.

Faktory, na kterých závisí fenotypová diverzita, genetický program (genotyp), podmínky prostředí a frekvence náhodných změn (mutací), jsou shrnuty v následujícím vztahu:

genotyp + vnější prostředí + náhodné změny → fenotyp.

Schopnost genotypu tvořit v ontogenezi různé fenotypy v závislosti na podmínkách prostředí se nazývá reakční norma. Charakterizuje podíl participace prostředí na realizaci charakteristiky. Čím širší je reakční norma, tím větší je vliv prostředí a tím menší vliv genotypu v ontogenezi. Typicky, čím rozmanitější jsou stanovištní podmínky druhu, tím širší je jeho reakční norma.

Pokračování
--PAGE_BREAK--

Dominance (dominance) je forma vztahu mezi alelami jednoho genu, kdy jedna z nich (dominantní) potlačuje (maskuje) projev druhé (recesivní) a určuje tak projev znaku jak u dominantních homozygotů, tak u heterozygotů. .

Při úplné dominanci se fenotyp heterozygota neliší od fenotypu dominantního homozygota. Zdá se, že ve své čisté formě je úplná dominance extrémně vzácná nebo se nevyskytuje vůbec.

Při neúplné dominanci mají heterozygoti fenotypový přechod mezi fenotypy dominantního a recesivního homozygota. Například při křížení čistých linií hledík a mnoha dalších druhů kvetoucích rostlin s fialovými a bílými květy mají jedinci první generace růžové květy. Na molekulární úrovni může být nejjednodušším vysvětlením neúplné dominance právě dvojnásobné snížení aktivity enzymu nebo jiného proteinu (pokud dominantní alela produkuje funkční protein a recesivní alela produkuje defektní). Mohou existovat další mechanismy neúplné dominance.

V případě neúplné dominance bude stejné rozdělení podle genotypu a fenotypu v poměru 1:2:1.

U kodominance, na rozdíl od neúplné dominance, se u heterozygotů vlastnosti, za které je každá z alel zodpovědná, objevují současně (smíšené). Typický příklad kodominance - dědičnost krevních skupin ABO u člověka. Všichni potomci lidí s genotypy AA (druhá skupina) a BB (třetí skupina) budou mít genotyp AB (čtvrtá skupina). Jejich fenotyp není mezi fenotypy jejich rodičů, protože oba aglutinogeny (A i B) jsou přítomny na povrchu erytrocytů. Když nastane kodominance, není možné nazvat jednu z alel dominantní a druhou recesivní; tyto pojmy ztrácejí svůj význam: obě alely stejně ovlivňují fenotyp. Na úrovni RNA a proteinových produktů genů je zjevně v naprosté většině případů alelických interakcí genů kodominance, protože každá ze dvou alel u heterozygotů obvykle kóduje RNA a/nebo proteinový produkt a oba proteiny nebo RNA jsou přítomny v těle.

Faktory prostředí, jejich interakce

Environmentální faktor je stav prostředí, který ovlivňuje tělo. Prostředí zahrnuje všechna tělesa a jevy, se kterými je organismus v přímém nebo nepřímém vztahu.

Stejný environmentální faktor má v životě společně žijících organismů různý význam. Například solný režim půdy hraje primární roli v minerální výživě rostlin, ale většině suchozemských živočichů je lhostejný. Intenzita osvětlení a spektrální složení světla jsou v životě fototrofních rostlin nesmírně důležité a v životě heterotrofních organismů (houby a vodní živočichové) nemá světlo znatelný vliv na jejich životní aktivitu.

Faktory prostředí ovlivňují organismy různými způsoby. Mohou působit jako dráždivé látky, které způsobují adaptivní změny fyziologických funkcí; jako omezovače, které za daných podmínek znemožňují existenci určitých organismů; jako modifikátory, které určují morfologické a anatomické změny v organismech.

Je zvykem rozlišovat biotické, antropogenní a abiotické faktory prostředí.

Biotické faktory jsou celým souborem environmentálních faktorů spojených s činností živých organismů. Patří sem fytogenní (rostliny), zoogenní (živočichové), mikrobiogenní (mikroorganismy) faktory.

Antropogenní faktory jsou všechny faktory spojené s lidskou činností. Patří mezi ně fyzikální (využívání jaderné energie, cestování ve vlacích a letadlech, vliv hluku a vibrací atd.), chemické (používání minerálních hnojiv a pesticidů, znečištění zemských schránek průmyslovými a dopravními odpady; kouření), pití alkoholu a drog, nadměrné užívání léků).prostředky), biologické (potrava; organismy, pro které může být člověk životním prostředím nebo zdrojem výživy), sociální (související se vztahy mezi lidmi a životem ve společnosti) faktory.

Abiotické faktory jsou všechny faktory spojené s procesy v neživé přírodě. Patří sem klimatické (teplota, vlhkost, tlak), edafogenní (mechanické složení, propustnost vzduchu, hustota půdy), orografické (reliéf, nadmořská výška), chemické (plynové složení vzduchu, složení solí vody, koncentrace, kyselost), fyzikální (hluk, magnetická pole, tepelná vodivost, radioaktivita, kosmické záření).

Když faktory prostředí působí nezávisle, stačí ke stanovení kombinovaného vlivu komplexu faktorů prostředí na daný organismus použít pojem „limitující faktor“. V reálných podmínkách se však faktory prostředí mohou vzájemně zesílit nebo oslabit své účinky.

Zohlednění vzájemného působení faktorů prostředí je důležitým vědeckým problémem. Lze rozlišit tři hlavní typy interakce faktorů:

aditivní - interakce faktorů je jednoduchý algebraický součet účinků každého faktoru při samostatném působení;

synergické - společné působení faktorů zesiluje účinek (to znamená, že účinek, když působí společně, je větší než prostý součet účinků každého faktoru, když působí nezávisle);

antagonistické - společné působení faktorů oslabuje účinek (to znamená, že účinek jejich společného působení je menší než prostý součet účinků každého faktoru).

Seznam použité literatury

Gilbert S. Vývojová biologie. - M., 1993.

Green N., Stout W., Taylor D. Biology. - M., 1993.

Nebel B. Environmental Science. - M., 1993.

Carroll R. Paleontologie a evoluce obratlovců. - M., 1993.

Leninger A. Biochemie. - M., 1974.

Slyusarev A.A. Biologie s obecnou genetikou. - M., 1979.

Watson D. Molekulární biologie genu. - M., 1978.

Chebyshev N.V., Suprjaga A.M. Prvoci. - M., 1992.

Čebyšev N.V., Kuzněcov S.V. Buněčná biologie. - M., 1992.

Yarygin V.N. Biologie. - M., 1997.

Obsah Mikroskop Jména, která sehrála roli při studiu buněk Základní principy buněčné teorie Buněčné struktury: Buněčné organely: Buněčná membrána Cytoplazma Jádro Ribozomy Golgiho komplex ER Lysozomy MitochondrieMitochondrie Plastidy Buněčné centrum Pohybové organely

Mikroskop Anton Van Leeuwenhoek Anton Van Leeuwenhoek vytvořil první mikroskop na světě, který umožnil nahlédnout do mikrostruktury buňky. S vylepšením mikroskopu vědci objevovali stále více neznámých částí buňky, životně důležitých procesů, které bylo možné pozorovat ve světelném mikroskopu. Rýže. 1: Leeuwenhoekův mikroskop Elektrický mikroskop vynalezený ve dvacátém století a jeho vylepšený model umožňuje vidět mikroskopickou strukturu buněčných struktur. Pomocí volumetrického skenování můžete vidět strukturu buňky a jejích organel tak, jak jsou v jejich přirozeném prostředí, v živém organismu. Rýže. 2: Elektrický mikroskop

Jména, která hrála roli ve studiu buněk Anton van Leeuwenhoek Anton van Leeuwenhoek byl první, kdo zkoumal jednobuněčné organismy pod mikroskopem. Robert Hooke Robert Hooke navrhl termín „buňka“. T. Schwann T. Schwann a M. Schleiden - formulovali buněčnou teorii v polovině 19. století.M. teorie Schleidenových buněk R. Brown R. Brown – in začátek XIX století jsem viděl uvnitř listových buněk hustý útvar, který jsem nazval jádro. R. Virchow R. Virchow - dokázal, že buňky jsou schopné se dělit a navrhl doplněk k buněčné teorii.

Základní ustanovení buněčné teorie 1. Všechny živé bytosti, od jednobuněčných až po velké rostlinné a živočišné organismy, se skládají z buněk. 2. Všechny buňky mají podobnou strukturu, chemické složení a životní funkce. 3. Buňky jsou specializované au mnohobuněčných organismů na složení a funkce a jsou schopné samostatného života. 4.Buňky jsou vyrobeny z buněk. Buňka je základem rozkladu mateřské buňky na dvě dceřiné buňky.

Buněčné struktury Buněčná membrána Stěny většiny organel jsou tvořeny buněčnou membránou. Stavba buněčné membrány: Je třívrstvá. Tloušťka - 8 nanometrů. 2 vrstvy tvoří lipidy, které obsahují bílkoviny. Membránové proteiny často tvoří membránové kanály, kterými jsou transportovány ionty draslíku, vápníku a sodíku. Velké molekuly bílkovin, tuků a sacharidů vstupují do buňky pomocí fagocytózy a pinocytózy. Fagocytóza je vstup pevných částic obklopených buněčnou membránou do cytoplazmy buňky. Pinocytóza je vstup kapiček kapaliny obklopených buněčnou membránou do cytoplazmy buňky. Proudění látek membránou probíhá selektivně, navíc buňku omezuje, odděluje od ostatních, od okolí, dává jí tvar a chrání ji před poškozením. Rýže. 4: A – proces fagocytózy; B – proces pinocytózy Obr. 3: Struktura buněčné membrány

Buněčné struktury Cytoplazma. Jádro. Cytoplazma je polotekutý obsah buňky, který obsahuje všechny organely buňky. Kompozice zahrnuje různé organické a anorganické látky, vodu a soli. Jádro: Kulaté, husté, tmavé těleso v buňkách rostlin, hub a zvířat. Obklopen jadernou membránou. Vnější vrstva membrány je drsná, vnitřní vrstva je hladká. Tloušťka - 30 nanometrů. Má póry. Uvnitř jádra je jaderná šťáva. Obsahuje chromatinová vlákna. Chromatin - DNA + PROTEIN. Během dělení je DNA navinuta kolem proteinu jako cívka. Tak vznikají chromozomy. U lidí mají somatické buňky těla 46 chromozomů. Jedná se o diploidní (úplnou, dvojitou) sadu chromozomů. Zárodečné buňky mají nastaveno 23 chromozomů (haploidní, poloviční). Druhově specifická sada chromozomů v buňce se nazývá karyotyp. Organismy, jejichž buňky nemají jádro, se nazývají prokaryota. Eukaryota jsou organismy, jejichž buňky obsahují jádro. Rýže. 6: Sada mužských chromozomů Obr. 5: Struktura jádra

Buněčné organely Ribozomy Organely jsou kulovitého tvaru o průměru nanometrů. Obsahují DNA a bílkoviny. Ribozomy se tvoří v jadérkách jádra a poté vstupují do cytoplazmy, kde začnou plnit svou funkci – syntézu bílkovin. V cytoplazmě se ribozomy nejčastěji nacházejí na drsném endoplazmatickém retikulu. Méně často jsou volně suspendovány v cytoplazmě buňky. Rýže. 7: Struktura ribozomu eukaryotické buňky

Buněčné organely Golgiho komplex Jsou to dutiny, jejichž stěny jsou tvořeny jednou vrstvou membrány, které se nacházejí ve shlucích poblíž jádra. Uvnitř jsou syntetizované látky, které se hromadí v buňce. Vezikuly se uvolňují z Golgiho komplexu a tvoří se do lysozomů. Rýže. 8: Strukturní diagram a mikrofotografie Golgiho aparátu

Organely ER buňky EPS je endoplazmatické retikulum. Jedná se o síť tubulů, jejichž stěny jsou tvořeny buněčnou membránou. Tloušťka tubulů je 50 nanometrů. EPS se dodává ve dvou typech: hladký a zrnitý (drsný). Hladký plní transportní funkci, zatímco hrubý (ribozomy na jeho povrchu) syntetizuje proteiny. Rýže. 9: Elektronový mikrosnímek řezu zrnitým EPS

Buněčné organely Lysozomy Lysozom je malý váček o průměru pouze 0,5 - 1,0 mikronu, který obsahuje velkou sadu enzymů, které mohou ničit potravinové látky. Jeden lysozom může obsahovat 30–50 různých enzymů. Lysozomy jsou obklopeny membránou, která odolá působení těchto enzymů. Lysozomy se tvoří v Golgiho komplexu. Rýže. 10: diagram buněčného trávení částice potravy pomocí lysozomu

Buněčné organely Mitochondrie Struktura mitochondrií: Kulatá, oválná, tyčinkovitá tělíska. Délka -10 mikrometrů, průměr -1 mikrometr. Stěny jsou tvořeny dvěma membránami. Vnější je hladká, vnitřní má výstupky - cristae. Vnitřní část je vyplněna látkou obsahující velké množství enzymů, DNA, RNA. Tato látka se nazývá matrice. Funkce: Mitochondrie produkují molekuly ATP. K jejich syntéze dochází na kristách. Většina mitochondrií se nachází ve svalových buňkách. Rýže. 11: Struktura mitochondrií

Buněčné organely Plastidy Existují tři druhy plastidů: leukoplasty - bezbarvé, chloroplasty - zelené (chlorofyl), chromoplasty - červené, žluté, oranžové. Plastidy se nacházejí pouze v rostlinných buňkách. Chloroplasty mají tvar sójového zrna. Stěny jsou tvořeny dvěma membránami. Vnější vrstva je hladká, vnitřní vrstva má výstupky a záhyby, které tvoří hromádky bublinek zvané grana. Grana obsahuje chlorofyl, protože hlavní funkcí chloroplastů je fotosyntéza, v jejímž důsledku se z oxidu uhličitého a vody tvoří sacharidy a ATP. Uvnitř chloroplastů jsou molekuly DNA, RNA, ribozomy a enzymy. Mohou se také dělit (násobit). Rýže. 12: Struktura chloroplastu

Buněčné organely Buněčné centrum Blízko jádra u nižších rostlin a živočichů jsou dva centioly, to je buněčné centrum. Jedná se o dvě válcová tělesa umístěná na sebe kolmo. Jejich stěny jsou tvořeny 9 triplety mikrotubulů. Mikrotubuly tvoří buněčný cytoskelet, po kterém se pohybují organely. Při dělení tvoří buněčný střed vlákna vřeténka, přičemž se zdvojuje, 2 centrioly jdou k jednomu pólu a 2 k druhému. Rýže. 13: A – strukturní diagram a B – elektronový mikrosnímek centriolu

Buněčné organely Pohybové organely Pohybové organely jsou řasinky a bičíky. Řasinky jsou kratší - je jich více, a bičíky jsou delší - je jich méně. Jsou tvořeny membránou a uvnitř obsahují mikrotubuly. Některé pohybové organely mají bazální tělíska, která je ukotvují v cytoplazmě. Pohyb se provádí v důsledku klouzání trubek po sobě. V lidském dýchacím traktu má řasinkový epitel řasinky, které vylučují prach, mikroorganismy a hlen. Prvoci mají bičíky a řasinky. Rýže. 14: Jednobuněčné organismy schopné pohybu

Anton van Leeuwenhoek Narodil se 24. října 1632 ve městě Delft v Holandsku. Jeho příbuzní byli váženými měšťany a zabývali se pletením košíků a pivovarnictvím. Leeuwenhoekův otec zemřel brzy a jeho matka poslala chlapce do školy ve snu, že z něj udělá úředníka. Ale v 15 letech Anthony opustil školu a odešel do Amsterdamu, kde začal studovat obchod v obchodě s látkami, kde pracoval jako účetní a pokladní. Ve věku 21 let se Leeuwenhoek vrátil do Delftu, oženil se a otevřel si vlastní obchod s textilem. O jeho životě v příštích 20 letech je známo jen velmi málo, kromě toho, že měl několik dětí, z nichž většina zemřela, a že poté, co ovdověl, se podruhé oženil. Je také známo, že získal pozici strážce soudní komoru na místní radnici, což podle moderních představ odpovídá spojení školníka, uklízečky a topiče v jedné osobě. Leeuwenhoek měl svůj vlastní koníček. Po příchodu z práce se zamkl ve své kanceláři, kam v té době nesměla ani jeho žena, a nadšeně zkoumal nejrůznější předměty pod lupami. Bohužel tyto brýle nebyly příliš zvětšeny. Poté se Leeuwenhoek pokusil vyrobit vlastní mikroskop pomocí broušeného skla, což se mu podařilo.

Robert Hooke (angl. Robert Hooke; Robert Hook, 18. července 1635, Isle of Wight 3. března 1703, Londýn) anglický přírodovědec, encyklopedista. Hookeův otec, pastor, ho zpočátku připravoval na duchovní činnost, ale kvůli špatnému zdravotnímu stavu a prokázaným schopnostem praktikovat mechanika ho přidělil ke studiu hodinářství. Následně se však mladý Hooke začal zajímat o vědecká studia a v důsledku toho byl poslán na Westminster School, kde úspěšně studoval latinu, starověkou řečtinu a hebrejštinu, ale zvláště se zajímal o matematiku a prokázal velké schopnosti pro vynálezy ve fyzice a mechanika. Jeho schopnost studovat fyziku a chemii byla uznána a oceněna vědci na Oxfordské univerzitě, kde začal studovat v roce 1653; Nejprve se stal asistentem chemika Willise a poté slavného Boyla. Během svého 68letého života byl Robert Hooke i přes svůj špatný zdravotní stav neúnavný ve studiu a dokázal hodně vědecké objevy, vynálezy a vylepšení. V 1663 královská společnost Londýna, rozpoznávat užitečnost a důležitost jeho objevů, dělal jej členem; následně byl jmenován profesorem geometrie na Gresham College.

Objevy Roberta Hooka Mezi Hookovy objevy patří: objev proporcionality mezi elastickým natahováním, kompresí a ohybem a napětími, která je způsobují, nějaká počáteční formulace zákona univerzální gravitace (Newton zpochybnil Hookovu prioritu, ale zjevně ne z hlediska původní formulace), objev barevných tenkých desek, stálost teploty tání ledu a varu vody, myšlenka vlnovitého šíření světla a myšlenka gravitace, živá buňka (pomocí mikroskopu, který vylepšil; Hooke sám vlastní termín „cell“ - anglicky cell) a mnoho dalšího. Nejprve je třeba říci o spirálové pružině pro regulaci pohybu hodinek; tento vynález vyrobil v letech 1656 až V roce 1666 vynalezl vodováhu, v roce 1665 předložil královské společnosti malý kvadrant, ve kterém se alidáda pohybovala pomocí mikrometrického šroubu, takže bylo možné počítat minuty a sekund; dále, když bylo zjištěno, že je vhodné nahradit dioptrie astronomických přístrojů trubkami, navrhl umístit do okuláru síťku se závitem. Kromě toho vynalezl optický telegraf, minimální teploměr a záznamový srážkoměr; prováděl pozorování za účelem zjištění vlivu rotace země na pád těles a studoval mnoho Obr. 3: Hookeův mikroskop s fyzikálními otázkami např. o vlivu chlupatosti, agregace, vážení vzduchu, měrné hmotnosti ledu, vynalezl speciální hustoměr pro stanovení stupně čerstvosti říční vody (water-poise). V roce 1666 představil Hooke Královské společnosti jím vynalezený model šroubových ozubených kol, které později popsal v Lectiones Cutlerianae (1674).

T. Schwann Theodor Schwann () se narodil 7. prosince 1810 v Neussu na Rýně u Düsseldorfu, navštěvoval jezuitské gymnázium v ​​Kolíně nad Rýnem, medicínu studoval od roku 1829 v Bonnu, Warzburgu a Berlíně. Získal doktorát v roce 1834 a objevil pepsin v roce 1836. Světovou slávu mu přinesla Schwannova monografie „Mikroskopické studie o podobnosti ve struktuře a růstu zvířat a rostlin“ (1839). Od roku 1839 byl profesorem anatomie v belgické Lovani a od roku 1848 v Lüttichu. Schwann nebyl ženatý a byl oddaným katolíkem. Zemřel v Kolíně 11. ledna 1882. Jeho disertační práce o nutnosti atmosférického vzduchu pro vývoj kuřátka (1834) představila roli vzduchu ve vývojových procesech organismů. Potřeba kyslíku pro fermentaci a hnilobu byla prokázána i v Gay-Lussacových pokusech. Schwannova pozorování oživila zájem o teorii spontánního generování a oživila myšlenku, že zahříváním vzduch ztrácí svou vitalitu, která je nezbytná pro generování živých bytostí. Schwann se snažil dokázat, že ohřátý vzduch nezasahuje do životního procesu. Ukázal, že žába v teplém vzduchu normálně dýchá. Pokud však zahřátý vzduch prochází suspenzí kvasinek, ke kterým byl přidán cukr, kvašení nenastane, zatímco nezahřáté kvasinky se rychle vyvinou. Schwann došel ke svým slavným pokusům o kvašení vína na základě teoretických a filozofických úvah. Potvrdil myšlenku, že kvašení vína způsobují živé organismy – kvasinky. Schwannovy nejslavnější práce jsou z oblasti histologie a také práce věnované buněčné teorii. Po seznámení s pracemi M. Schleidena prošel Schwann veškerý tehdy dostupný histologický materiál a našel princip pro srovnávání rostlinných buněk a elementárních mikroskopických struktur živočichů. Vezmeme-li jádro jako charakteristický prvek buněčné struktury, Schwann byl schopen prokázat společnou strukturu rostlinných a živočišných buněk. V roce 1839 vyšla Schwannova klasická práce „Microscopic Studies on the Correspondence in the Structure and Growth of Animals and Plants“.

M. Schleiden Schleiden Matthias Jacob (, Hamburk - , Frankfurt nad Mohanem), německý botanik. Vystudoval práva v Heidelbergu, botaniku a medicínu na univerzitách v Göttingenu, Berlíně a Jeně. Profesor botaniky na univerzitě v Jeně (1839–62), od roku 1863 profesor antropologie na univerzitě v Dorpatu (Tartu). Hlavní proud vědecký výzkum– cytologie a fyziologie rostlin. V roce 1837 Schleiden navrhl novou teorii tvorby rostlinných buněk, založenou na myšlence rozhodující role buněčného jádra v tomto procesu. Vědec tomu věřil nová buňka jakoby vyfoukl z jádra a pak překryl buněčnou stěnou. Schleidenův výzkum přispěl k vytvoření buněčné teorie T. Schwanna. Jsou známy Schleidenovy práce o vývoji a diferenciaci buněčných struktur vyšších rostlin. V roce 1842 poprvé objevil jadérka v jádře. Mezi nejznámější díla tohoto vědce patří „Základy botaniky“ (Grundz ge der Botanik, 1842–1843)

R. Brown Robert Brown (narozen 21. prosince 1773, Montrose – 10. června 1856) byl vynikající anglický botanik. Narodil se 21. prosince v Montorosa ve Skotsku, studoval v Aberdeenu a Edinburghu a v roce 1795. vstoupil do pluku skotské milice, se kterou byl v Irsku, jako praporčík a asistent chirurga. Studovat tvrdě přírodní vědy získal mu přátelství sira Josepha Banka, na jehož doporučení byl jmenován botanikem na expedici vyslané v roce 1801 pod velením kapitána Flindera prozkoumat pobřeží Austrálie. Spolu s výtvarníkem Ferdinandem Bauerem navštívil části Austrálie, poté Tasmánii a ostrovy v Bassově průlivu. V roce 1805 se Brown vrátil do Anglie a přivezl s sebou asi 4000 druhů australských rostlin; strávil několik let vývojem tohoto bohatého materiálu, který nikdo nikdy nepřivezl ze vzdálených zemí. Brown, vytvořený sirem Bankem, knihovníkem jeho drahé sbírky přírodopisných děl, vydal: „Prodromus florae Novae Hollandiae“ (Londýn, 1810), kterou Oken otiskl v „Isis“, a Nees von Esenbeck (Norimberk, 1827) s dodatky. . Tato příkladná práce dala nový směr rostlinné geografii (fytogeografii). Složil také části botaniky ve zprávách Rosse, Parryho a Clappertona, cestovatelů do polárních zemí, pomáhal chirurgovi Richardsonovi, který během cesty s Franklinem nasbíral mnoho zajímavého; postupně popsal herbáře shromážděné: Gorsfieldem na Jávě v letech. Oudney a Clapperton ve střední Africe, Christian Smith, Tuquayův společník během expedice podél Konga. Přirozený systém mu vděčí za mnohé: snažil se o co největší jednoduchost jak v klasifikaci, tak v terminologii, vyhýbal se zbytečným inovacím; udělal hodně pro opravu definic starých a založení nových rodin. Pracoval také v oboru fyziologie rostlin: studoval vývoj prašníku a pohyb plazmatických těles v něm.

R. Virchow () (německy: Rudolf Ludwig Karl Virchow) Německý vědec a politická osobnost 2. poloviny 19. století století, zakladatel buněčné teorie v biologii a medicíně; byl také známý jako archeolog. Narodil se 13. října 1821 ve městě Schiefelbein v pruské provincii Pomořansko. Po absolvování kurzu na berlínském Lékařském institutu Friedricha-Wilhelma v roce 1843 se V. stal nejprve asistentem a poté disektorem v berlínské nemocnici Charité. V roce 1847 získal právo vyučovat a spolu s Benno Reinhardem (1852) založil časopis „Archiv für pathol. Anatomie u. Fyziologie u. pro kliniku. Medicin“, nyní známý po celém světě pod názvem Virchow Archive. Začátkem roku 1848 byl Virchow poslán do Horního Slezska, aby zde prozkoumal epidemii hladomorového tyfu. Jeho zpráva o této cestě, publikovaná v Archivech a velmi vědecky zajímavá, je zároveň podbarvena politickými myšlenkami v duchu roku 1848. Tato okolnost, stejně jako jeho všeobecná účast na reformních hnutích té doby, způsobila, že ho pruská vláda neměla ráda a přiměla ho, aby přijal obyčejnou katedru patologické anatomie nabízenou mu na univerzitě ve Würzburgu, která rychle oslavila jeho jméno. V roce 1856 se vrátil do Berlína jako profesor patologické anatomie, obecné patologie a terapie a ředitel nově založeného patologického ústavu, kde zůstal až do konce svého života. Ruští lékařští vědci za mnohé vděčí Virchowovi a jeho institutu.