Katalog biologije v gimnazijah

biologija v gimnazijah NOVO

NOVO

NOVO

Nov komplet uÄ?benikov Tudi v e-obliki na www.irokus.si znanje nas dela velike

130105 katalog bio srednja 3.indd 1

11. 03. 13 15:25

Odkrivanje živjenja se nadaljuje!

Popoln komplet za biologijo v gimnazijah

V letu 2011 smo v Založbi Rokus Klett pripravili učbenik biologije za gimnazije z naslovom Kjer se življenje začne. V letošnjem letu temu učbeniku dodajamo tri nove učbeniške naslove: Čudovite oblike, Iskanje izvora in Spoznajmo svoje domovanje, ki zgodbo o življenju na našem planetu celovito zaokrožujejo.

Pred časom smo vam sporočili, da je bil prvi del te serije, učbenik Kjer se življenje začne, med dobitniki prestižne mednarodne nagrade v tekmovanju za najboljši evropski učbenik (BESA Awards). Nagrada – naš učbenik je prejel bronasto – ki jo podeljujejo kar tri mednarodne organizacije: EEPG (European Educational Publishers Group, ki predstavlja 20 članic iz 20 držav EU), IARTEM (International Association for Research on Textbooks and Educational Media) in Frankfurtski knjižni sejem, nas seveda navdaja s posebnim zadovoljstvom.

Kjer se življenje začne …

Biologija celice in genetika Avtorji: Marina Dermastia, Radovan Komel in Tom Turk Potrjeno.

Na voljo od leta 2011.  Več na str. 4-7

• vsebine učnega načrta so smiselno povezane v konceptualne celote • nadgradnja osnovnih vsebin z izbirnimi in maturitetnimi vsebinami, ki so predstavljene oblikovno ločeno* • preprosto in zanimivo predstavljena snov • besedilo je napisano v osebnem slogu, ki ga dijak lahko začuti • ustrezni primeri, tudi številni primeri iz vsakdana in v povezavi z realnim svetom

NOVO

Čudovite oblike Zgradba in delovanje organizmov Avtorji: Helena Lenasi, Marko Kreft, Tom Turk in Marina Dermastia

V novih učbenikih smo ohranili vse vsebinske in oblikovne odlike nagrajenega učbenika Kjer se življenje začne. Dijake seznanjamo z osnovnimi koncepti anatomije, fiziologije, evolucije in ekologije, da jih bodo razumeli in znali uporabiti v svojem bodočem poklicu, četudi se z biologijo ne bodo nikoli več neposredno srečali (npr. kot ekonomisti ali novinarji). Učbeniki jim omogočajo, da si izoblikujejo mnenje in na njegovi osnovi sprejemajo odgovorne odločitve.

Učbeniki niso le učno gradivo za gimnazijske programe, so tudi referenčne knjige o obravnavanih tematikah za vsakogar – v knjigi o evoluciji avtor celo neposredno vabi starše dijakov, naj knjigo berejo skupaj.

7 ključnih prednosti učbeniške serije

V postopku potrjevanja.

Na voljo maja 2013.  Več na str. 8-11

NOVO

• zgovorne ilustracije in fotografije ter številni shematski prikazi • sodobno oblikovanje in enotna struktura vseh učbenikov

* Te vsebine so namerno vtkane v učbenik. Zaradi preprostosti besedila in spremljajočih slik so ne le razumljive, marveč tudi zanimive za vse dijake.

Iskanje izvora Evolucija in sistem živega sveta

prof. dr. Marina Dermastia, urednica učbeniške serije

Avtor: Boris Sket

TUDI V BREZPLAČNI E-OBLIKI!

V postopku potrjevanja.

Na voljo maja 2013.

Vsi učbeniki so na voljo tudi v brezplačni e-obliki na spletnem portalu www.irokus.si.

 Več na str. 12-15

Delovne različice novih učbenikov si lahko ogledate in preizkusite že danes!  Več na zadnji strani kataloga

NOVO

Spoznajmo svoje domovanje Ekologija

O avtorjIH SERIJE Vsi avtorice in avtorji so učitelji, večinoma redni profesorji na Univerzi v Ljubljani, eden je član SAZU. Njihovo raziskovalno in strokovno delo je neposredno povezano z vsebinami učbenikov.

Večino med njimi povezuje dolgoletna skrb za izboljšanje naravoslovne pismenosti med slovensko mladino, ki se odraža v učbenikih, poljudnih knjigah, poljudnoznanstvenih in mladinskih revijah. Hkrati jih povezuje tudi ljubezen do narave, ki ji namenjajo velik del svojega prostega časa.

130105 katalog bio srednja 3.indd 2-3

Avtorica: Alenka Gaberščik V postopku potrjevanja.

Na voljo maja 2013.  Več na str. 16-19

11. 03. 13 15:25

verigo. Izpraznjena mesta elektronov nad omestijo elektroni, ki se sprostijo ob cepitvi vode. Vodne mol ekule se cepijo na tisti strani tilakoidne membrane, ki je obrn jena v notranjost tilakoide.

Pri tej cepitvi se sprostijo tudi protoni in nastane kisik. Kisik je tako stranski produkt prvega niza fotosintezni h reakcij.

Biologija celice in genetika 120

Kisik, ki se sprosti v procesu fotosinteze prihaja iz vode.

Fotosinteza

Fotosinteza

tilakoida

Do začetka 20. stoletja je bila večina temotna znan stvenikov prepričanih, da je kisik, stopnja –– tok e (Calvinov cikel) sproščen pri fotosintezi, eden od končnih –– tok protonov produktov procesa in da izhaja iz CO . NADP H 2 – – V dvajsetih letih prejšnjega stoletja NADPH je nizozemsko-ameriški mikrobiolog Cornelis Bernardus van Niel postavil hipotezo, da je kisik produkt razcepa vode pod vplivom sončne svetlobe.

Hipoteza je temeljila na podobnih H vloga2Hh, ki jih imata žveplovodik in voda HO ½O ter kisik in žveplo. Njegovo hipotezo so s poskusi potrdili šele dvajset let kasneje. stroma

tilakoidni prostor -

+

+

+

šalna prenakovina belja

Fotosintezni enoti sta povezani v nizu, tako kot mi povežemo več baterij, če želimo povečati napetost. To je nujno, saj rastline kot vir elektronov, ki vstopijo v elektronsko prenašalno verigo, uporabljajo vodo. Za iztrganje elektronov iz vode pa je potrebne veliko energije.

Prva stopnja reakcij se začne, ko fotoni svetlobe zadenejo molekulo klorofila a v fotosintezni enoti na delu tilakoidne membrane, obrnjenem proti stromi kloroplasta.

+

+

+

V drugem nizu reakcij je na vrsti redukcija CO2 in nastane sladkor.

CO2 v list vstopa skozi reže. Za sintezo sladkorja je potrebna energija, ki jo zagotavljata NADPH in ATP, nastala v svetlobni stopnji.

Ključno vlogo v temotni stopnji ima encim rubisko (kratica za ribulozo-1,6-bisfosfat karboksilazo/oksigenazo). Rubisko veže CO2 na sladkor s petimi ogljikovimi atomi (ribuloza-1,6-bisfosfat). Z vezavo CO2 se začne niz cikličnih reakcij, ki jih po odkritelju imenujemo Calvinov cikel. V reakcijah Calvinovega cikla nastajajo izhodne sestavine za glukozo in druge sladkorje. Ti sladkorji nato vstopijo v različne presnovne poti v rastlini. Za vsako novo molekulo glukoze je potrebna vezava šestih molekul CO2.

184

DNA – njena zgradba in podvojevanje

TUDI V BREZPLAČNI E-OBLIKI!

T

A g

A

T

T

A

C

g

A

T C

g T

podvojevalne vilice

Podvojevanje DNA se začne v izvoru podvojevanja

DNA se podvoji pred delitvijo celice

Podvojevanje DNA ima nekaj težav z zgradbo molekule

Pred delitvijo si mora celica zagotoviti, da ji bosta hčerinski celici genetsko enaki, kar pomeni, da bosta imeli enake molekule DNA. Zato se vse molekule DNA (to so kromosomi) pred delitvijo celice podvojijo. DNA se podvoji v interfazi celičnega cikla ( Celični cikel in delitev celice). Model DNA že nakazuje, kako lahko posamezna veriga DNA predstavlja predlogo za sintezo druge verige. Če poznate zaporedje baz na eni verigi dvojne vijačnice, lahko določite zaporedje baz na drugi po pravilu parjenja baz. Spomnite se, da se adenin pari le s timinom in gvanin le s citozinom.

Kljub elegantnosti dvojne vijačnice DNA ji prav njena zgradba predstavlja določene težave pri podvojevanju. Ena od očitnih je nasprotna usmerjenost ali antiparalelnost. To pomeni, da posamezno zaporedje nukleotidov lahko beremo le v eni smeri, tako kot zapisano besedo preberemo le v eni smeri. To tudi pomeni, da polimeraza DNA lahko deluje le v eni smeri. Če bi se verigi popolnoma razprli, težave ne bi bilo. Ena molekula polimeraze DNA bi povezovala nukleotide na eni verigi, druga molekula pa na drugi verigi v nasprotni smeri. Vendar sta v jedru celice obe verigi povezani, dokler do njiju ne pride polimeraza DNA, skupaj s pomožnimi encimi, in ju razpre.

C

T

C

T

g

C T

g

A

C g

A

A

S CC

g

C

T

C

C

g

T

A

g

A

T

C

T

g

T

 Več na zadnji strani kataloga

T

Pa poglejmo, kako se obe verigi podvojita. Za lažjo ponazoritev si predstavljajte vlaka, ki vozita po vzporednih tirih v nasprotni smeri S–J in si oglejte sliko na naslednji strani.

C

C

A

g

A

A T

T

C

C

A

C

A

Začetno mesto podvojevanja je krajše zaporedje nukleotidov v molekuli DNA, imenovano izvor podvojevanja ali ori (iz angleške besede origin = izvor, začetek). To mesto prepozna in se nanj veže skupina pomožnih podvojevalnih beljakovin. Te odvijejo in razklenejo dvojno verigo DNA v dve enojni verigi. Mesto razpiranja dvojne verige DNA imenujemo podvojevalne vilice, zaradi viličastega videza. Sintezo nove DNA omogoča encim polimeraza DNA, ki katalizira nastanek kemijskih vezi med novimi nukleotidi. Vrstni red nukleotidov določa zaporedje na odviti verigi DNA. Tako se rastoči verigi dodajajo le dušikove baze, ki so komplementarne zaporedju baz v starševski verigi.

Semikonzervativno ali polohranjeno samopodvojevanje pomeni, da se polovica starševske molekule ohrani, polovica pa se sintetizira na novo. Po samopodvojitvi sta hčerinski molekuli popolnoma enaki, kot je starševska dvojna vijačnica, sestavljeni pa sta iz ene starševske in ene nove verige.

g

g

g

185

A

g

A

J

T

g A

130105 katalog bio srednja 3.indd 4-5

g

C

V taki dvojni vijačnici so pari komplementarnih baz približno v istih ravninah in so stopničasto razporejeni drug nad drugim. To si lahko predstavljate kot lepo izdelano lestev in jo primerjate s tako, v kateri bi bile prečke različno dolge in pritrjene na ogrodje pod različnimi koti. V molekuli DNA je razdalja med verigama po vsej dolžini enaka in pari komplementarnih baz si sledijo, podobno kot si v polžastem stopnišču v enakih razdaljah in pod enakim kotom druga za drugo sledijo stopnice. Taka zgradba DNA je najbolj stabilna, saj v njej ni napetosti, ki bi jih povzročale neenake razdalje in različni koti, kar bi se zgodilo pri povezavah nekomplementarnih baz. V resnici se vedno poveže ena manjša pirimidinska dušikova baza z večjo purinsko ( Gradniki življenja – atomi, molekule, makromolekule).

Čeprav je postopek polohranjenega samopodvojevanja DNA razmeroma preprost, pa je proces zapletena kombinacija biokemijskih reakcij, ki potekajo bolj ali manj sočasno. Vsako stopnjo katalizira poseben encim. Različni encimi omogočajo odvijanje vijačnice, odprtje obeh verig, dodajanje in povezovanje nukleotidov.

T

A

g

4

Rubisko je količinsko najbolj zastopana beljakovina na Zemlji. Encim rubisko predstavlja skoraj polovico topnih beljakovin v listu. Zelene rastline ga na leto izdelajo več kot 4 x 1010 ton; povedano drugače – približno 1 tono vsako sekundo.

z re in začne ni olizma. Če cikel metab je osrednji boličta ka v o og liko vl prav ima ve aj enako po , pa je skor ni presnovi poteh ih ičn ol ab di v an ). memben tu jski sistem kot energi V barvno ločenih okvirjih so ( Celica č tudi re m na so cikla Spojine tega tezo novih predstavljeni primeri, ki dopolnjujejo ojine za sin izhodne sp t rečemo, ra ok lik ve glavno besedilo ali ponujajo ekul. Zato moldodatno fiboličen am el ratni cik da ima cit nski) ali tra razlago. es oj phi = ob (grško: am značaj. vsestranski

DNA – njena zgradba in podvojevanje

C

Učbenik prinaša: • 296 strani formata 19,7 x 26,5 cm • 18 poglavij in 57 podpoglavij • 175 fotografij • 52 fotografij, posnetih s pomočjo mikroskopa • 259 ilustracij in shematskih prikazov • 62 okvirčkov z dodatno vsebino

Rubisko

g

Učbenik zajema vse zahtevane vsebine učnega načrta o biologiji celice in genetiki, ki se prepletajo z maturitetnimi in izbirnimi vsebinami o življenju na Zemlji, zgradbi in delovanju organizmov, biotehnologiji in mikrobiologiji. Zaradi preprostosti besedila in spremljajočih slik maturitetne in izbirne vsebine niso le razumljive, temveč so za dijake predvsem zanimive.

V temotni stopnji nastaja sladkor

A

Celoten učbenik je napisan v luči evolucije, a teme iz evolucije, zapisane v učnem načrtu, niso posebej izpostavljene, pač pa so integrirane v besedilo, ki je obogateno z ustreznimi primeri iz našega vsakdana in povezavami z realnim svetom.

Do začetka 20. stoletja je bila večina znanstvenikov prepričanih, da je kisik, sproščen pri fotosintezi, eden od končnih produktov procesa in da izhaja iz CO2.

V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je nizozemsko-ameriški mikrobiolog Cornelis Bernardus van Niel postavil hipotezo, da je kisik produkt razcepa vode pod vplivom sončne svetlobe.

Hipoteza je temeljila na podobnih vlogah, ki jih imata žveplovodik in voda ter kisik in žveplo. Njegovo hipotezo so s poskusi potrdili šele dvajset let kasneje.

V nadaljevanju se elektroni prenašajo vzdolž elektronske prenašalne verige na drugo fotosintezno enoto, od tod pa do zadnjega člena, ki na zunanji strani tilakoidne membrane reducira NADP+ v NADPH. Spomnite se, da se ob cepitvi vode sprostijo tudi vodikovi protoni, ki začasno ostanejo v notranjosti tilakoide. Preko nekaterih členov v elektronski prenašalni verigi se ti protoni ves čas prenašajo iz strome v tilakoidni prostor. Skupni rezultat cepitve vode, prenosa elektronov po prenašalni verigi in prenosa protonov v tilakoidni prostor je nastanek protonskega gradienta. To pomeni, da je začasna koncentracija protonov na obeh straneh membrane različna in da jih je več v tilakoidnem prostoru kot v stromi. Ne pozabite, da vsak protonski gradient predstavlja potencialno energijo (kot voda na vrhu jeza), ki se lahko sprosti in koristno uporabi ( Celica kot energijski sistem). Pri fotofosforilaciji se ta energija porabi za sintezo ATP v stromi kloroplasta, ko se odpre črpalka – sintaza ATP (deluje kot turbina –  Celica kot energijski sistem) na koncu prenašalne verige. Protoni se skoznjo prečrpajo v stromo kloroplasta, od koder se pozneje spet vrnejo v tilakoidni prostor. Ta tok protonov poganja sintezo ATP. Nastala ATP in NADPH se v temotni stopnji porabita za redukcijo CO2 v sladkorje.

Pri prenašanju elektronov in vodikovih protonov v svetlobni stopnji fotosinteze se preko membrane ustvari protonski gradient, v katerem nastane dovolj energije za sintezo ATP (za nastanek 1 ATP je potreben prenos 2H+ iz tilakoidnega prostora v stromo) in za redukcijo NADP v NADPH. V temotni stopnji ali Calvinovem ciklu nastaja iz CO2 sladkor.

T

Recenzenti: prof. dr. Ana Plemenitaš, prof. dr. Damjana Drobne, prof. dr. Jože Pungerčar, Majda Kamenšek Gajšek in Nada Udovč Knežević

Kisik, ki se sprosti v procesu fotosinteze prihaja iz vode.

2

g

Avtorji: prof. dr. Marina Dermastia, prof. dr. Radovan Komel in prof. dr. Tom Turk

2

A

potrjeno!

Fotoni iz klorofila a izbijejo elektron, ki vstopi v elektronsko prenašalno verigo. Izpraznjena mesta elektronov nadomestijo elektroni, ki se sprostijo ob cepitvi vode. Vodne molekule se cepijo na tisti strani tilakoidne membrane, ki je obrnjena v notranjost tilakoide.

Pri tej cepitvi se sprostijo tudi protoni in nastane kisik. Kisik je tako stranski produkt prvega niza fotosinteznih reakcij.

T

Z baterijami, ki so povezane v niz, povečamo napetost.

CO2

fotosninottea zna e

Ta del procesa že poznate. To je kemiosmotska sklopitev ( Celica kot energijski sistem). Pri fotosintezi jo imenujemo fotofosforilacija, ker jo poganja svetloba. Fotofosforilacija poteka na tilakoidnih membranah v kloroplastu ( Celica in njeni organeli). Poleg prenašalcev elektronov, ki so nujni za kemiosmotsko sklopitev, sta na tilakoidnih membranah tudi posebni fotosintezni enoti, ki ju sestavljajo fotosintezna barvila in beljakovine.

fotosninottea zna e

Svetlobna stopnja

V nadaljevanju se elektronTemeljna i prenašaj odkritja v lž biologiji, priznana o vzdo elektron ske prena121 šalne verige na drugo fotozsint Nobelovimi nagradami, so posebej ezno enoto, od tod pa do zadnjega sladkorčlena, ki na zunanji izpostavljena v okvirjih, označenih s strani tilak oidne mem brane reducira NADP+ v poštno znamko.

Ta prikazuje Alfreda NADPH. Spomnite se, da se ob cepitvi vod e spro stijo tudi vodikovi Nobela v laboratoriju in rokopis protoni, ki začasno ostanejo v notranjo stistilak oide njegove oporoke, katero je .ustvaril Preko nekaterih členov v elektronski pren skladašal za nagrade. ni verigi se ti protoni ves čas ADP + P prenašajo iz strome v tilak oidni prostor. Skupni rezultat cepitve 2H vod e, prenosa elektronov po prenašalni veri AtP gi in prenosa protonov v tilakoidni prostor je nastanek protonsk ega gradienta. To pomeni, da je začasna koncentracija protonov na obeh straneh itmem brane je: različna in da jih je več v tilakoidnem pros Temeljno odl kr edišče je srmi. torucitrkot vkestro Ne atni ci ponove zabi robne pres TP te, da vsak protonski gradient predstavljaaepote A 2H ncialno ene aza i enrgijo sint(kot vodipidni tudi pod im la na vrhu jeza), ki se lahk ki je znan Cikel,stno o spro fosfovosloj sti cikel triin , kori ne sli upo ki rabi ( d oide nske v cikel citro ali Krebso Celica kot tilak energijski sistem). Pri nih kislin fotofosforilacijikarbse oksilta ih vi svoj ene no rgija os pora na a 1937 cikel, je let vilnih bi za sintezo ATP v stromi kloroplasta, skusov šte ko se odppore ov in po eskusčrpa lka – sint l biok aza prvi opisa hodnikov ATP (deluje kot turbina –  Celica kot itje svoje odkr energijskiprmediksiste ebs. Za m) na Hans Kr kon navo cu elo ob N l bi prenašalne verige. Protoni se skoznjo preč a 1953 do povesto vr je ču rpajo vjegradlet stro l vkljukloro- ukt o. Cikemo Kazalka nakazuje podobno terih je prod plasta, od koder se pozneje spet reakcij, v ka ojina zaniihpros vrne jo v tilak tna sp oidn tor. e začeTa tok cij tematiko v drugih poglavjih ali ak re je dn za teje ga os og protonov poganja sintezo ATP. Nastala ajp N reakcijo. voserije. za prPH kislini in NAD učbenikih ATP iste učbeniške sepovcittem ronski otni imenujemo a v ciklu stopnji porabita za redukcijo CO v slad in oj sp va je pr korje. (citratu), ki 2 tni cikel akcij. Citra

C

A

5

11. 03. 13 15:25

Biologija celice in genetika  struktura učbenika Uvod v vsako poglavje Vsako poglavje začne uvodna dvojna stran, ki prinaša vsebinsko povezano fotografijo, motivacijsko besedilo, podkrepljeno s citatom, ključne pojme in vse podnaslove znotraj poglavja.

Poglavja, ki večinoma zajemajo maturitetne ali izbirne vsebine, so na tej strani označena z znamko, ki prikazuje maturanta.

Prva in zadnja stran učbenika, pred začetkom in po končanem »uradnem« besedilu, prinašata motivacijski fotografiji s tematsko povezanima citatoma.

204

Uravnavanje izražanja genov

Uravnavanje izražanja genov

Organizacija genov v operon omogoča bakterijam, da se hitro odzovejo na spremembe v okolju

Uravnavanje izražanja genov

Učbenik je notranje razdeljen na dva dela – o biologiji celice in genetiki. Uvodna dvojna stran posameznega dela prinaša motivacijsko fotografijo, tematsko povezan citat in seznam vseh poglavij. Sledi dvojna stran z zanimivimi kratkimi članki, ki so svojevrsten uvod v vsebino posameznega dela učbenika.

Gre za odličen in sodoben temeljni učbenik celične biologije in genetike za gimnazije, ki poskuša razmeroma zahtevne naravoslovne vsebine dijakom prikazati privlačno in zanimivo. prof. dr. Jože Pungerčar, Inštitut Jožef Stefan in Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani

Escherichia coli

Ključni pojmi

Organizacija genov v operon omogoča bakterijam,

aktivator induktor laktozni operon negativno uravnavanje aktivnosti operona operator operon pozitivno uravnavanje aktivnosti operona promotor represor transkripcijski dejavnik vzpodbujevalec zaviralec

da se hitro odzovejo na spremembe v okolju.

Pri evkariontih so ves čas vključeni le geni, nujni za rutinsko delovanje celic.

• Evkariontski geni niso organizirani v operone.

• Celično signaliziranje in uravnavanje genskega izražanja.

Biologija celice

☞ Dedovanje je prenašanje znakov s staršev na

e

N aR a po l i meraz ti n ne m ore veza

Kadar laktoze ni na voljo, je operon izključen.

za R N A j e era im na prom otor a an

tr a n s k ri p c i j a

Transkripcijsko enoto, sestavljeno iz niza genov, ki kodirajo beljakovine, in iz nukleotidnega zaporedja nadzornega območja, imenujemo operon. Nadzorno območje je pred nizom genov, ki kodirajo beljakovine. Sestavljata ga promotor in operator, ki se pogosto med seboj prekrivata. Na promotor se veže encim polimeraza RNA, s čimer se začne transkripcija genov. Na operator se veže posebna beljakovina ( Gradniki življenja – atomi, molekule, makromolekule), zaviralec ali represor, ki polimerazi RNA preprečuje začetek prepisovanja genov. Represor izdeluje poseben, ločen regulacijski gen, ki ima lasten, neprestano delujoč promotor. Polimeraza RNA bo lahko začela proces transkripcije šele, ko se bo na represor vezala druga molekula – vzpodbujevalec ali induktor. Z vezavo se bo spremenila oblika represorja in ga zato sprostila z operatorja.

Prisotnost laktoze vključi operon z deaktivacijo represorja.

Na opisani način deluje laktozni operon pri črevesni bakteriji Escherichia coli. Bakterija lahko uspeva v preprostem gojišču, sestavljenem iz več vrst soli in glukoze, ki jo razgrajuje z encimi, katerih geni se nenehno izražajo. Če pa namesto glukoze v gojišče dodamo drug sladkor, npr. laktozo, se bodo vključili geni za razgradnjo laktoze. Laktozni operon je sestavljen iz treh genov, z zapisi za tri encime za razgradnjo laktoze. Prisotnost induktorja, ki je v tem primeru kar sama laktoza, dovoli polimerazi RNA, da opravi transkripcijo in gene operona prepiše v eno samo skupno mRNA. Pri bakterijah, ki nimajo celičnega jedra in je zato njihov kromosom kar v citoplazmi, se bo mRNA že med nastajanjem na ribosomih prevajala v ustrezne beljakovine.

V bakterijah so znanstveniki odkrili že veliko različnih operonov, ki jim pomagajo preživeti v zelo hitro se spreminjajočem okolju.

Nekateri delujejo tako kot laktozni operon, pri drugih so mehanizmi nadzora drugačni. V nekaterih primerih izražanje bakterijskih genov nadzorujejo aktivatorji. To so molekule, ki se vežejo pred promotor in polimerazi RNA pomagajo, da začne prepisovati gene.

Kadar delovanje operona nadzira aktivator, se ta način imenuje pozitivno uravnavanje aktivnosti operona.

molekule laktoze

neaktivni repre

sor

Uravnavanje laktoznega operona sta prva opisala francoska znanstvenika François Jacob in Jacques Monod ter ga predstavila kot model delovanja bakterijskega operona. Ker delovanje operona nadzoruje represor, ta način uravnavanja izražanja genov imenujemo negativno uravnavanje aktivnosti operona.

Fotosinteza 15

Beljakovine v akciji

Ta drobna bitja v posodicah so celice – osnovne enote življenja, mikroskopske opeke, iz katerih so zgrajeni vsi organizmi. Celice, shranjene v posodicah, so bile odvzete iz teles različnih živali, tudi ljudi. V nekaterih posodicah so pljučne celice kitajskega hrčka, v drugih različne rakave celice miši. Najslavnejše so celice HeLa. Izhajajo iz Henriette Lacks, 31-letnice iz Baltimora v ZDA, ki je leta 1951 umrla za rakom. Celice iz njenega tumorja so v laboratoriju razmnožili in danes jih pri raziskavah uporabljajo znanstveniki po vsem svetu.

Ko se temperatura v posodicah zniža, presnovni procesi postajajo čedalje počasnejši. Ko postane dovolj mrzlo, se popolnoma ustavijo. Vse, kar ostane od celic, je res le njihova zgradba. A dokler celice ohranjajo tako nespremenjeno zgradbo, so tudi žive. To pomeni, da življenje obstaja tudi takrat, ko se nič ne dogaja, prav tako kot je avtomobil še vedno motorno vozilo, čeprav je motor ugasnjen. V obeh primerih so glavni dejavniki sestavni deli, ki morajo biti prisotni in pravilno povezani, tako da lahko v pravih razmerah tudi delujejo. Prave razmere pa vključujejo predvsem energijo, katere pomembna oblika je tudi toplota.

Vzorci dedovanja

Medcelično sporazumevanje

Življenje ni nič bolj skrivnostno, kot so skrivnostne kemijske reakcije, na katerih temelji. Čeprav je teh reakcij izjemno veliko, so vse logične in razumljive. Življenje je tako rezultat fizikalnih in kemijskih procesov znotraj celic in med njimi. Vse celice, ne glede na vrsto organizma, ki ga sestavljajo, opravljajo enaka osnovna življenjska opravila na enak način. Celica v človeških možganih osnovnih življenjskih opravil ne opravlja na nič bolj zapleten način kot enocelično bitjece v ribniku. V resnici so vsi osnovni procesi, potrebni za vzdrževanje življenja, enaki, od tistih v celici amebe do tistih v celici človeka, prav tako kot enaki osnovni procesi poganjajo luksuzni ali najcenejši avtomobil.

Razlikujejo se torej le po obliki in nalogah, ki iz te različnosti izvirajo.

Celična kultura koruze, kot jo vidimo s svetlobnim mikroskopom.

Spolno razmnoževanje in preureditev genov Kloniranje rastlin in živali Genetsko inženirstvo in biotehologija Kjer se življenje začne …

Postaviti preprosto definicijo življenja je težko. Seveda lahko rečemo, da je golob živ in da kamen ni. A če želimo natančno opredeliti živi svet nasproti neživemu, lahko kaj hitro naletimo na težave. Poglejmo npr. viruse, ki povzročajo tako navaden prehlad, gripo, norice, AIDS kot tudi številne bolezni drugih živali, rastlin in celo bakterij. Virusi so tako mikroskopsko majhni delci, da bi jih v kapljico krvi spravili kar pet milijard. Kljub temu, da se nam zdi zgradba nekaterih virusov zapletena in jih sestavljajo nekateri enaki kemijski gradniki, kot sestavljajo celice, pa v resnici nimajo sestavnih delov, značilnih za celice živih bitij. V nasprotju s celicami ne jedo, ne rastejo, ne presnavljajo ali rabijo kisika. Tudi razmnoževati se ne morejo sami. Zaradi vsega tega znanstveniki virusov ne obravnavajo kot živa bitja in nič manjšega od celice ne imenujejo živo. Celice so tako osnov-

Celice gojimo v posebnih stekleničkah, v katere damo ustrezna gojišča z vsemi snovmi, ki jih celice potrebujejo za rast. Če steno take stekleničke pogledamo pod mikroskopom, vidimo celice, ki so se v posameznih skupkih pritrdile na podlago. Na sliki so celice HeLa, ki so jih pred 60 leti vzeli iz tumorja ženske, umrle za rakom. Od takrat jih raziskovalci vzgajajo v celični kulturi, kakor celično linijo.

Čas, v katerem živimo, naj bi človeštvu prinesel vsesplošno blaginjo in odprl nove razsežnosti v razumevanju našega obstajanja in prihodnosti. Mineva šest desetletij, odkar sta James Watson in Francis Crick v znanstveni reviji Nature objavila razkritje dvojnoverižne vijačne zgradbe DNA, osnovne sestavine genomov vseh organizmov na Zemlji, in njene vloge kot informacijske molekule življenja. Že celo desetletje je poznan osnutek nukleotidnega zaporedja dobrih treh milijard nukleotidnih parov velikega človeškega genoma, ki sta ga ločeno, a sočasno v revijah Nature in Science objavila mednarodni konzorcij »Projekt človeški genom« in zasebna družba Celera Genomics.

Objava je napovedala začetek obdobja funkcijske genomike, ki nam bo omogočila, da bomo spoznali vlogo in delovanje vseh človeških genov in tako morda razumeli, kako deluje celica, kako se je začelo in razvijalo življenje ter po katerih poteh bo evolucija potekala naprej.

Razložite razliko med samoopraševanjem in navzkrižnim opraševanjem.

3

Kakšna je razlika med lastnostjo in znakom?

Navedite primer za vsak pojem.

4

Prenos znakov s staršev na potomce je:

5

Kakšna je razlika med genom in alelom?

6

Če križate bel cvet z genotipom rr z rožnatim cvetom z genotipom RR, so možni genotipi potomcev:

7

Fenotipi pri križanju, opisanem v 6. vprašanju, bi bili:

8

Kaj lahko poveste o alelu za svetle lase, če ima otrok svetle lase, oba starša pa rjave?

a) samopomnožuje, b) samooprašuje, c) spreminja barve, d) nič od naštetega.

uporabimo

☞ Pri nepopolni dominanci posamezen alel ne ☞ Mendel je odkril, da je razmerje med

prevlada popolnoma nad drugim.

☞ Nekateri geni vplivajo na več kot en znak.

a) verjetnost,

b) dednost,

☞ Osnovne enote, nosilke dedovanja lastnosti, so geni.

c) recesivnost.

a) RR in rr,

b) vsi Rr,

c) vsi RR,

d) vsi rr.

a) vsi beli,

b) 3 rožnati in 1 bel,

c) vsi rožnati,

d) pol belih in pol rožnatih.

premislite skupaj s sošolci in učiteljem!

274

151

Živimo v času velikega znanstvenega, in tehnološkega napredka

lahko

2

Gregor Mendel je pri svojih poskusih uporabljal le rastline, ki so imele pred prvim križanjem dva enaka alela za določen znak lastnosti. Razmislite in pojasnite, ali bi odkril dominantne in recesivne znake, če bi pri poskusih uporabil rastline z drugačnimi genotipi.

Znaki živega

150

Genetika je veda, ki raziskuje dedne lastnosti organizmov.

Ukvarja se s proučevanjem zgradbe in delovanja genov ter načinov, na katere se geni prenašajo iz ene generacije v naslednje.

Zanima jo, kako je shranjena in kako se izraža informacija o lastnostih nekega organizma, kako ta informacija prehaja na naslednje generacije in kako nanjo vplivajo spremembe v genetski zasnovi. Spoznati želi, kako je v preteklosti potekala biološka evolucija, kaj se z razvojem vrst dogaja danes in kakšna so predvidevanja za prihodnost.

njihovega pojavljanja verjetnostni račun.

Rastlina, ki ima ženske in moške razmnoževalne organe, se lahko:

1

Sinteza beljakovin

Genetika raziskuje dedovanje

potomcev.

☞ Za opis možnih potomcev in verjetnost

1

se znova pojavijo v drugi hčerinski generaciji.

Zadnji strani poglavja sta grafično oblikovani kot mapa s ključnimi spoznanji tega poglavja in rubriko Uporabite svoje znanje, ki prinaša nekaj vprašanj za utrjevanje znanja in zahtevnejša vprašanja za razmislek.

DNA – njena zgradba in podvojevanje

Spremembe genoma

Fenotip je videz organizma.

Knjiga, ki jo imate pred seboj, vas bo vodila skozi ta logični in urejeni svet celic. Avtorji upamo, da boste ob njej spoznali vso njegovo lepoto in da vam bo odkrila nekatere skrivnosti življenja. Vseh sicer še ne razumemo popolnoma, a dovolj, da lahko verjamemo, da bi mogli nekoč spoznati vse.

Celični cikel in delitev celice

Uravnavanje izražanja genov

☞ Recesivni znaki v prvi generaciji niso vidni, a

dominantnimi in recesivnimi zanki v drugi generaciji 3 : 1.

Celično dihanje

Smo v hladni sobi laboratorija, kjer so jeklene posode, napolnjene s tekočim dušikom. Pred nami je odprta posoda, iz katere se dvigajo ledeno mrzle meglice. V posodi vlada strašen mraz, saj je temperatura vedno približno 196 °C pod ničlo. Pri tako nizki temperaturi življenjske oblike, ki za normalno delovanje potrebujejo toploto, vstopijo v stanje mirovanja, vendar niso mrtve. V posodi je na tisoče bitij, ki čakajo v ledenem objemu.

Ne jedo in ne spijo. V njih ne poteka niti najpreprostejša kemijska reakcija. Po vseh znanih definicijah življenja so ta bitja – brez njega. Kljub temu se lahko zgodi presenetljiva sprememba. Iz posode potegnemo eno od hermetično zaprtih posodic z drobnimi bitji in le-ta segrejemo na sobno temperaturo. Že v nekaj minutah se bodo prebudila iz svojega ledenega spanja in znova »vstopila v življenje«. Nekatera se bodo začela premikati, nekatera hraniti s hranili v zdaj raztopljenem gojišču, in kot zadnji dokaz, da so res živa, se bodo nekatera začela deliti in razmnoževati.

hčerinski ali filialni generaciji vedno prisotni dominantni znaki.

Na koncu poglavja

Celica kot energijski sistem

Najmanjše oblike življenja

☞ Oba alela predstavljata genotip organizma.

☞ Punettov kvadrat pokaže vse možne genotipe

Membranski transport

e? življenj Kaj je ponoči. k kresnice Je bles pozimi. nova sapa ijo Je bizo čez prer a, ki teče du.

Je senc nem zaho ne v sonč in izgi –1890), -----og 1830 kega noga (okr indijans Vranja rnik iz in govo vnik boje ev14 Črnonožc plemena

odgovorite na vprašanja!

☞ Neko lastnost določata različici gena, imenovani alela.

vane poskuse, pri katerih je uporabil grah, ki se samooprašuje.

☞ Pri križanju različnih znakov so v prvi

Drugi del:

Genetsko inženirstvo je nepogrešljiv del sodobne biotehnologije Že pred tridesetimi leti so znanstveniki odkrili način rezanja molekul DNA na manjše kose in njihovega združevanja v poljubna nova zaporedja. Kose DNA je mogoče tudi vnašati v različne organizme, kjer se v primeru, ko gre za gene, ti lahko izrazijo v obliki svojih beljakovinskih produktov. Na tej osnovi smo z genetskim inženirstvom do danes pridobili vrsto rekombinantnih beljakovin, ki jih medicina uporablja za zdravljenje številnih bolezni, pa tudi industrijskih encimov, ki jih uporabljamo v kemični, predelovalni in živilski industriji. Z vnosom novih genov nam je uspelo ustvariti gensko spremenjene rastline in živali.

Nove genske tehnologije odpirajo možnosti za nove oblike zdravljenja bolezni V medicini je izbruhnila prava revolucija v diagnostiki bolezni in pri napovedovanju nagnjenj k nekaterim boleznim, veliki pa so tudi obeti na področju tako imenovanega genskega zdravljenja. Seveda se ob vseh teh uspehih pojavljajo tudi dvomi o možnih zlorabah znanstvenih dognanj, ki jih spremljajo številna etična vprašanja. V letu 1997 je škotskim raziskovalcem uspelo prvo znano uspešno kloniranje sesalca – ovce Dolly. Z njenim rojstvom je bil postavljen mejnik v raziskavah kloniranja organizmov in danes imamo že klonirane miši, konje, pse, mule, krave, prašiče, zajce, mačke. Tovrstni znanstveni uspehi pa so odprli tudi vprašanje, zakaj bi živali sploh klonirali, in zdajšnje polemike o možnostih kloniranja človeka ter o raziskavah matičnih celic za tako imenovano terapevtsko kloniranje. Slednje naj bi s hitro razvijajočo se medicinsko oz. celično biotehnologijo medicini prineslo zmagoslavje nad nekaterimi, danes še neozdravljivimi boleznimi. Vse to so dogodki, ki se nas močno dotikajo, saj v njih iščemo odgovore na vprašanja, od kod izviramo in kam gremo.

Na koncu učbenika Učbenik se zaključi s ključnimi pojmi iz posameznih poglavij, z odgovori na vprašanja in s stvarnim kazalom.

Slovarček ključnih pojmov

Genotip Genetska zgradba organizma. Seštevek vseh celičnih alelov. Izraz pa se lahko nanaša tudi na posamezen gen ali manjšo skupino genov – alelne razlike med celicami/osebki pomenijo različne genotipe.

Genski lokus Specifično mesto na kromosomu, kjer je gen za neko lastnost. V lokusu je prisoten eden od alelov gena.

Genski polimorfizem Razlika v nukleotidnem zaporedju nekega lokusa (gena). Prisotnost dveh ali več genskih alelov v populaciji.

Gensko izražanje Proces, s katerim gen učinkuje na celico; navadno z vodenjem sinteze RNA, ki se nato prevede v beljakovino s specifično lastnostjo.

Gensko spremenjeni organizem Organizem, v katerega genom smo vnesli molekulo oziroma molekule DNA nekega drugega organizma. S tem lahko pridobi novo lastnost oziroma se spremenijo njegove lastnosti.

Gibalna beljakovina Beljakovina, kot je miozin, ki rabi energijo, sproščeno pri hidrolizi ATP, za premikanje vzdolž beljakovinskih filamentov.

Glikoliza Splošna presnovna pot v citosolu, v kateri se nepopolno razgradijo sladkorji in nastane ATP. Glukoza Sladkor s šestimi ogljikovimi atomi, ki igra osrednjo vlogo v presnovi celic. Shranjuje se v polimerni obliki kot glikogen v živalski ali škrob v rastlinski celici.

Haploid Organizem, ki ima le eno garnituro kromosomov v jedru oziroma v celici, kot na primer v spermijski celici ali bakteriji.

Haploiden organizem sestavljajo haploidne celice.

Hardy-Weinbergovo ravnotežje Stanje nespreminjajoče se populacije; populacije, ki je v genetskem ravnotežju.

Heterotrof Organizem, ki dobi hrano od drugih organizmov. Uporablja lahko le organske molekule.

Heterozigot Diploiden organizem (celica) z različnima aleloma nekega gena (genskega lokusa).

Hidrofoben Izraz označuje nepolarne molekule ali dele molekul, ki se ne raztapljajo v vodi.

Hipertonična raztopina Raztopina s tako visoko koncentracijo topljencev, da povzroči izhajanje vode iz celice z osmozo.

Hipotonična raztopina Raztopina s tako nizko koncentracijo topljencev, da povzroči vstopanje vode v celico z osmozo.

Histon Majhna beljakovina, povezana z DNA; pomembna je pri zvijanju DNA v evkariontskem kromosomu.

Homologni kromosom Ena od dveh kopij kromosoma v diploidni celici (ena od očeta in ena od matere).

Homozigot Diploiden organizem (celica) z enakima genskima aleloma.

Hormon Sporočilna molekula, ki jo izloča ena vrsta celic (en organ), deluje pa na drugo vrsto celic (drug organ).

Informacijska RNA (mRNA) Vrsta RNA, ki prenaša gensko informacijo od genov do ribosomov, na katerih se sporočilo prevede v zaporedje aminokislin beljakovine.

Interfaza Metabolično aktiven del celičnega cikla, v katerem celica sintetizira svoje beljakovine, raste, podvojuje DNA in se pripravi na delitev.

Intron Nekodirajoče zaporedje DNA v evkariontskem genu; intron se prepiše v mRNA, a se pred izstopom mRNA iz jedra iz nje izreže. V evkariontskem genu je navadno več različnih intronov, ki jih ločujejo deli kodirajočega 280 Uporabite svoje znanje zaporedja (eksoni).

Ion Atom ali molekula s pozitivnim ali negativnim električnim nabojem.

Gradniki življenja – Izrojenost (degeneriranost) atomi, molekule, makromolekule genetskega koda Več kot eno možno zaporedje treh Odgovorite na vprašanja! nukleotidov (kodonov) za 1

Štirje glavni elementi so: vodik, ogljik, kisik in dušik. posamezno aminokislino pri translaciji. aminokislino 2 Npr.: Biološki polimer je velika molekula, sestavljena iz več tirozin kodirata kodona UAU in posameznih molekul – monomerov, ki se sintetizira v UAC, aminokislino levcin pa kar organizmu. šest kodonov – UUA, UUG, CUU, 3 Biološki polimeri so: celuloza, škrob, glikogen, encimi, CUC, CUA in CUG. DNA. Jedrce Del jedra evkariontske celice, kjer nastajajo ribosomske RNA in 4 Ogljikovi hidrati so spojine, sestavljene iz atomov se z beljakovinami povezujejo v ogljika, vodika in kisika. Na vsak atom kisika pridejo po ribosomske en atom ogljika in dva atoma vodika. Razmerje med podenote.

Jedro Organel evkariontske celice, v vodikovimi in kisikovimi atomi je tako enako kot v vodi katerem je DNA organizirana v – hidrat. kromosomih.

5 V rastlinah sta to celuloza in škrob, v živalih glikogen.

Kanalček Membranska beljakovina, 6 Beljakovine so sestavljene iz različnih aminokislinskih ki oblikuje vodno pot skozi membrano, monomerov. skozi katero se specifične (navadno ioni) 7 snovi Lipidi so: maščobe, voski, steroidi, fosfolipidi, premikajo v lipidotopni vitamini (A, D, E, K). smeri od višje proti nižji koncentraciji.

8 To so spojine, ki niso neposredno udeležene v Kariotip Garnitura kromosomov presnovnih procesih. Imenujemo jih sekundarni neke celice. Mikroskopska slika metaboliti. Po večini so namenjene za obrambo s posebnim barvilom obarvanih (strupeni alkaloidi), rastlino varujejo pred poškodbami metafaznih kromosomov, ki (voski in smole) ali služijo za privabljanje opraševalcev jih razporedimo (v primeru (eterična olja in rastlinska barvila). diploidnih organizmov po parih) od največjega do najmanjšega v 9 Organizem te snovi potrebuje za pravilno delovanje kariogram. Človeški kariotip tako celičnih procesov. Večinoma jih potrebujejo encimi, ki vsebuje 46 kromosomov – 22 vodijo tovrstne procese. parov nespolnih kromosomov in 10 Liposomi so sestavljeni iz dvoslojne membrane, oba spolna kromosoma, X in Y. navadno iz enega samega fosfolipida. Polarni deli Karotenoid Rumeni, oranžni ali rdeči lipidov so obrnjeni proti zunanjosti in notranjosti pomožni fotosintetski pigment, ki liposoma, kjer je voda. Celične membrane so prav je topen v maščobah. tako dvoslojne strukture, ki jih sestavljajo različni fosfolipidi in druge beljakovine, poleg teh pa še različne beljakovine. Obdajajo citoplazmo, v kateri so organeli, ki jih prav tako obdajajo dvoslojne membrane in njihovo notranjost razmejujejo od citosola.

Virusni plašč sestavljajo beljakovine in včasih tudi nekateri lipidi. Virusni plašč obdaja virusno DNA ali RNA.

Premislite skupaj s sošolci in učiteljem!

1 Če bi bila voda najgostejša pri 0 °C, bi pri tej

temperaturi zamrznila tudi v večjih globinah.

Nenavadnost vode je prav v tem, da je najgostejša pri temperaturi +4 °C, voda pri 0 °C (temperatura ledišča) pa je lažja, in zato zamrzne le na površini. Gostejša voda, ki ima višjo temperaturo kot ledišče, tako ne 292 Stvarno kazalo zamrzne in omogoča nepretrgano življenje pod ledeno skorjo. Podobno je tudi pri temperaturi vrelišča, saj voda zaradi velikega števila vodikovih vezi (potrebne elektronski mikroskop 49, 52, 54, 61, 64, 65, je veliko energije, da se te vezi pretrgajo) zavre šele 66, 69, 71 pri 100 °C. Če bi zavrela pri nižjih temperaturah (tako Ellis, John 262 encim 29, 30, 32, 36, 44, 98, 129, 130, 131, kot podobno velike molekule, npr. metan), življenje že 132, 133, 136, 137, 272 pri nekoliko višjih temperaturah, kot jih poznamo v encimska inhibicija 129, 133, 136 tropskem podnebnem pasu, ne bi bilo mogoče, saj bi endocitoza 75, 83, 84, 86, 87, 272 voda preprosto odparela. endoplazemski retikel (ER) 47, 58, 60, 61, 2 a) 400 (= 202);

b) 8000 (= 203); c) 160.000 (= 204)

71, 73, 84, 145 endosimbiontska hipoteza 47, 67, 73 energijske pretvorbe 88, 89, 90, 91, 92, 94, 95, 99, 100

energijsko bogata spojina 28, 95, 104, 106, 3 a) Napačna. Lastnosti beljakovin so odvisne tako od 119 različne sestave kot tudi vrstnega reda aminokislin, enocelični organizem 46, 52, 109, 170

ki jih sestavljajo. Raznovrstnost je posledica skoraj enostavni sladkor 23 neomejenega števila načinov, na katere se 20 entropija 89, 93, 272 aminokislin povezuje v linearna zaporedja. epidemija 214 eritrocit 31, 160, 217 b) Pravilna. Ogrodje nukleinskih kislin sestavljajo esencialna hranila 19, 38, 40, 264 riboza ali deoksiriboza in fosfatne skupine. Riboza estrska vez 183, 273 in deoksiriboza sta sladkorja. eterična olja 34, 38, 280 c) Nepravilna. Naštete dušikove baze vsebuje RNA, evbakterija 47, 55, 69 DNA pa ima namesto uracila timin. evkariont 47, 50, 52, 54, 55, 56, 58, 60, 65,

69, 72, 73, 109, 171, 181, 187, 191, 192, 198, 201, 202, 208, 266, 268, 273 evkariontski gen 203, 206, 252 evkariontski transkripciji 255 evkariontskih organizmih 252 evolucija 17, 36, 122, 134, 150, 154, 163, 182, 187, 213, 215, 216, 217, 227, 228, 257, 266, 267, 268, 273 FAD (flavin adenindinukleotid) 99 FADH2 64, 105 fagocitoza 76, 84 fenotip 153, 157, 158, 159, 160, 161, 163, 164, 167, 211, 214, 215, 273 fermentacija 108, 273 fiziološko dihanje 104 Flemming, Walther 17, 172 fosfataza 98, 99, 143 fosfodiestrska vez 183 fosfolipaza 36 fosfolipid 19, 36, 37, 40, 41, 42, 43, 44, 61, 264, 265, 273 fosforilacija 89, 97, 98, 103, 104, 273 fosilna goriva 115 fotoavtotrof 113, 114, 118, 273 fotofosforilacija 89, 97, 113, 120, 273 foton 113, 116, 118, 120, 273 fotosinteza 104, 112, 113, 273 fotosintezna barvila 116, 118, 120 fruktoza 24, 27 galaktoza 24 gameta 223, 226, 231, 273

130105 katalog bio srednja 3.indd 6-7

geni za laktozne encim

aktiv n i re presor

uporabite svoje znanje

potomce.

☞ Gregor Mendel je izvedel natančno načrto-

Celica in njeni organeli

V laboratoriju botaničnega vrta v Perthu (Zahodna Avstralija, Avstralija) jim je uspelo namnožiti in v tkivni kulturi vzgojiti celice meelupskega malija, ene najredkejših rastlin na svetu. Do danes je znan en sam rastoč primerek tega evkalipta – zaščitnega znaka avstralske flore. Znanstveniki so ugotovili, da je star več kot 6000 let. Čeprav drevo cveti, za zdaj še niso zasledili ne oprašitve ne oploditve in ne razvoja zdravih semen. To pomeni, da v naravi rastlina ne bo več imela potomcev in je obsojena na izumrtje. Celice, zamrznjene v posodi s tekočim dušikom pri temperaturi –196 °C, in tkivne kulture, vzgojene iz teh celic, pa vzbujajo upanje, da bo meelupski mali iz teh kultur nekoč zrasel v drevo, ki bo, presajeno na stara rastišča, lahko razveseljevalo tudi generacije zanamcev.

6

gen otor operator prom

Ključna spoznanja v tem poglavju

Gradniki življenja – atomi, molekule, makromolekule

prof. dr. Ana Plemenitaš, Medicinska fakulteta Univerze v Ljubljani

Za ge nets ki ma izde la teri al je ne bi natanč ne ko nujn bilo pije živl o, da tako jenj same , bi e se ga se lahko izbo bila ne r ne be bi mo bi mogl rast ne . Če živl jenj urej o za gel sk ena, četi izbr ---ih ob ati in na -lik. uspe Maur ravn šnih ice i Wilk brit ins ansk (1 i 919– Fran mole 2004 ciso kuls ), m Cr ki bi 1962 ic ol ko prej el No m in Ja og, ki je sk meso belo m Wa vo na upaj tson grad om le s o za ta medi cino .

coli, a za E. Kar velj za slona. velja tudi -----0-1976), Monod (191 Jacques i biolog, francosk ec za nagrajen Nobelov cino jo in medi fiziologi

regulatorni

Pri bakterijah so geni v molekuli DNA, ki predstavlja edini kromosom, organizirani v skupinah. Geni, ki kodirajo encime za posamezne metabolične reakcije pretvorbe hranil, na katere je naletela bakterijska celica, in geni, ki kodirajo encime posameznih biosinteznih poti, so organizirani tako, da so razporejeni drug za drugim v nekakšne nize. To zelo poenostavi uravnavanje njihovega izražanja. Trenutna prisotnost nekega hranila oziroma odsotnost neke življenjsko potrebne molekule je znak za sprožitev izražanja celotnega niza genov, ki kodirajo encime za razgradnjo omenjenega hranila oziroma za biosintezo manjkajoče molekule. To pomeni, da celoten niz genov lahko nadzira eno samo nukleotidno zaporedje, ki mu rečemo promotor. Zaradi take razporeditve ni potrebe, da bi imel vsak posamezen gen svoj promotor in da bi moral biti vsak gen v nizu uravnavan ločeno od drugih. Na ta način je omogočen zelo hiter in usklajen odziv celice na hitro se spreminjajoče okolje, kar je za bakterijo in ohranjanje njene vrste z razmnoževanjem življenjskega pomena.

Prvi del:

Dodana vrednost učbenika je v tem, da lahko dijak v enem učbeniku spozna najnovejša dognanja na področju ved o življenju, ki so predstavljena preprosto, pri tem pa je ohranjena visoka strokovna raven.

tika e n e G

Okolje, v katerem organizmi živijo in se razmnožujejo, se nenehno spreminja. Bakterije v naših prebavilih so obkrožene s hranili; njihova sestava je odvisna od vrste hrane, ki jo pojemo. Če popijemo skodelico mleka, bodo črevesne bakterije v trenutku obkrožene z mlečnim sladkorjem laktozo. Nanjo se bodo nemudoma odzvale z izražanjem genov za encime, ki jo bodo učinkovito pretvorili v molekule, nujne za hitro rast bakterijskih celic in delitev. Ko bo laktoze zmanjkalo, se bo izražanje teh genov ustavilo, saj bi bilo energetsko potratno, da bi si celice sintetizirale beljakovine, ki jih ne potrebujejo. Namesto izključenih genov pa se bodo vključili tisti geni, ki bodo razmnoženim bakterijskim celicam omogočili nadaljnje preživetje. V mnogoceličnih organizmih imajo vse telesne celice enako DNA, kar pomeni, da vsaka vsebuje vse gene organizma. A kljub enakim genskim navodilom se celice med seboj razlikujejo, tako po zgradbi kot nalogah, ki jih opravljajo. Pomislite samo, koliko različnih celic sestavlja naša telesa – mišične celice, maščobne celice, kostne celice, živčne celice. A vsi ti celični tipi so nastali med razvojem iz ene same oplojene jajčne celice in vse nastale celice imajo popolnoma enake kopije molekul DNA. Tako kot v bakterijah tudi v evkariontskih organizmih delujejo posebni mehanizmi genskega nadzora, ki določajo, kdaj in kje naj se določeni geni izrazijo. S tem celica, tkivo, organ in organizem dobijo ravno prave količine specifičnih beljakovin, ki so v nekem trenutku potrebne za nemoteno delovanje in obstoj organizma.

operon

p ve o l z

Dva vsebinska dela

205

Delovanje laktoznega operona.

A pro se m oto r

Uvod v učbenik in njegov zaključek

gametofit 227 gametofitna generacija 227 gen 60, 150, 153, 157, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 166, 182, 191, 192, 194, 198, 202, 203, 206, 208, 209, 210, 212, 215, 217, 220, 224, 225, 228, 231, 238, 239, 246, 247, 248, 250, 251, 252, 254, 255, 256, 258, 273 genetski kod 191, 192, 193, 194, 273 genetsko inženirstvo 151, 246, 273 genom 150, 192, 208, 210, 228, 239, 253, 254, 255, 273 genomske mutacije 216 genotip 157, 158, 160, 161, 163, 164, 165, 166, 274 genska mutacija 211, 212 genska okvara 162, 211, 217, 218, 219 genska raznolikost 213, 239 genska tehnologija 256 genski lokus 164, 223, 224, 228, 274 genski polimorfizem 211, 214, 274 gensko izražanje 142, 191, 192, 202, 238, 239, 274 gensko spremenjeni organizmi 151, 247, 254, 255, 256, 257, 258, 274 gibalna beljakovina 30, 128, 129, 134, 136 glicerol 34, 35, 36, 44 glikogen 25, 44, 145 glikoliza 103, 104, 105, 107, 110 glive 26, 47, 52, 69, 70, 72, 108, 109 glukoza 19, 24, 25, 26, 27, 78, 103, 105, 107, 108, 110, 145, 274 Golgijev aparat (GA) 47, 61, 53, 71, 84, 176 gostitelj 57, 67 gradniki življenja 18 grah 153, 154, 155, 157, 158, 159, 166, 174 gvanin 28, 44, 143, 182, 183, 184, 188 gvanozin difosfat (GDP) 143, 144 gvanozin trifosfat (GTP) 143, 144, 145 Haldane, John B. S. 263 haploid 216, 217, 223, 226, 227, 228, 230, 231, 232, 274 Hardy-Weinbergovo ravnotežje 153, 163, 164, 165, 274 hčerinska generacija 155, 156, 166 hčerinski celici 169, 170, 171, 176, 178, 184, 187, 222, 229, 230 hčerinski jedri 175, 176, 178 hemiceluloze 70, 71 hemofilija 162, 255 hemoglobin 29, 30, 31, 117, 217 heterotrof 67, 113, 114, 274 heterozigot 153, 157, 160, 165, 217, 224, 274 hidratacijski ovoj 22 hidrofoben 33, 36, 41, 42, 142, 263, 274

hidroliza 23, 27, 63, 143. 144 hipertermofilni organizmi 32 hipertonična raztopina 75, 80, 274 hipertonična stran membrane 75 hipotonična raztopina 75, 274 hipotonična stran membrane 78 hipotonično okolje 78, 79 hipotonično okolje 92 histon 47, 59, 174, 274 hitin 26, 44, 47, 69 holesterol 19, 37, 85 homologni kromosom 223, 224, 225, 226,228, 229, 230, 231, 232, 274 homozigot 153, 157, 160, 165, 217, 224, 274 Hooke, Robert 17, 71 hormon 30, 37, 85, 139, 141, 142, 145, 146, 207, 254, 255, 274 human immunodeficiency virus (HIV) 43, 199, 255 Huntingtonova bolezen 218, 220 induktor 203, 204, 279 informacijska RNA (mRNA) 191, 192, 193, 195, 196, 197, 198, 204, 206, 207, 214, 215, 250, 252, 274 infrardeča svetloba 116 inhibitor 129, 133, 136 insercija 213, 214, 215, 220 interfaza 169, 171, 172, 178, 274 intron 191, 198, 214, 252, 274 invazivna rastlina 163 inzulin 30, 241, 242, 247, 254, 255 ion 19, 20, 22, 62, 79, 82, 83, 139,145, 274 ionski kanalček 83, 142 ireverzibilna inhibicija 133 izbirna prepustnost membrane 75, 76, 77, 78, 82, 86, 97 izotonično okolje 79 izražanje gena 142, 191, 192, 202, 238, 239, 274 izrojenost (degeneriranost) genetskega koda 193, 214, 274 izvor podvojevanja 181, 185, 186 Jacob, François 205 jajčna celica 162, 226, 227, 238, 242, 244 jajčnik 226, 227 jedrce 47, 53, 59, 60, 172, 274 jedrna ovojnica 58, 59, 172, 173, 175 jedrna plazma 58, 50 jedrna pora 58, 59 jedrni genom 192 jedro 47, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 58, 59, 60, 64, 67, 68, 72, 162, 169, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 178, 185, 191, 192, 195, 198, 199, 200, 207, 216, 226, 230, 231, 232, 238, 239, 242, 244 jogurt 108, 109 jojobin vosek 35

7

11. 03. 13 15:25

somerno organizacijo telesa imajo mrežasto živčevje

Živčni nadzor delovanja živali

prevodne celice živčevja oblikujejo preprost preplet mrežasto povezanih živčnih vlaken, ki so razprostranjena po vsem telesu. Takemu živčevju rečemo mrežasto živčevje. V njem ni osrednjega nadzora; impulzi se počasi širijo od mesta sprejema dražljaja v sosednja območja. Taka oblika je primerna za pritrjene ožigalkarje, ki se umaknejo le tako, da se na mestu dotika skrčijo in vpotegnejo lovke v telesno votlino.

Pri plavajočih meduzah je že razvit preprost osrednji nadzor. V klobuku imajo živčni obroč, v katerega se stekajo živčne celice.

Prevajanje signala z ene strani telesa na drugo je tako hitrejše kot Pri plavajočih meduzah je že razvitse preprost nadzor. Vmeduze z pri naključno razporejeni mreži.

Odraža priosrednji plavanju klobuku imajo živčni obroč, v katerega se stekajo živčne celice.

Pritrjeni trdoživ ima preprosto mrežasto Prevajanje signala z ene strani telesa na drugo je tako hitrejše kot ritmičnimi koordiniranimi krčenji klobuka. živčevje (a); plavajoče meduze (b)in pa imajo

Pritrjeni trdoživ ima preprosto mrežasto živčevje (a); plavajoče meduze (b) pa imajo poleg mrežastega živčevja razvit že preprost osrednji nadzor.

pri naključno razporejeni mreži. Odraža se pri plavanju meduze z ritmičnimi in koordiniranimi krčenji klobuka.

poleg mrežastega živčevja razvit že preprost osrednji nadzor.

Živčni nadzor delovanja živali

V učbeniku so vsebine o zgradbi in delovanju a organizmov predstavljene nekoliko drugače kot v učbenikih s podobno vsebino. V njem namreč ni suhoparnega sprehoda skozi sistem živih bitij in ločene predstavitve posameznih kraljestev. Avtorji so opise organizmov omejili na nekaj posameznih primerov, vključno in c z rastlinskimi, živčna vrvica ive ž jih povezali po posameznih procesih i čsn hrano, izmenjave plinov, – od oskrbe e r p notranjega transporta, obrambe, živčnega ali hormonalnega nadzora do čutil in razmnoževanja.

Pomemben del je vezan na zgradbo in delovanje človeka, kar vsebinsko ni izvzeto iz konteksta vretenčarjev ali sesalcev, je pa Lestvičasto oblikovno jasno ločeno. živčevje vrtinčarja.

učbenikih iste učbeniške serije.

nje na okolje), ki za procesiranje zapletenih informacij potrebujejo ustrezno razvite možgane.

možgani

živčna mreža

ganglij živčno vlakno Živčni sistem glavonožca.

Recenzenti: prof. dr. Dušan Šuput, prof. dr. Maja Kovač in Majda Kamenšek Gajšek

i

čn

pre

ec živ

živčna vrvica

Lestvičasto živčevje vrtinčarja.

b

možgani

oko

V bočno somernem telesu vrtinčarjev je preprosto lestvičasto živčevje, razporejeno kot lestev. Sestavljata ga dva živčna snopa, ki potekata vzdolž trebušne strani telesa. Med sabo sta večkrat prečno povezana. Na obeh straneh vsake povezave je drobna odebelitev, ki se imenuje živčni vozel ali ganglij. V prednjem delu telesa, v glavi, so osrednji živčni vozli, ki informacije posredujejo vzdolž lestvičastega živčevja proti zadnjemu delu telesa. Pri vrtinčarjih torej

b

140

možgani

oko

Inteligenca hobotnic in njihova sposobnost učenja sta predmet številnih znanstvenih raziskav. Vedenjski poskusi z reševanjem nalog so pokazali, da imajo razvit kratkotrajen in dolgotrajen spomin. V ujetništvu se z lahkoto naučijo razlikovati oblike in vzorce, kažejo tudi elemente igre. Na svetovnem nogometnem prvenstvu leta 2010 v Nemčiji, je bila ena od zvezd hobotnica Paul. V svojem akvariju naj bi s svojim prehranjevalnimi navadami pri spretnem odpiranju škatel s školjkami napovedovala zmagovalce tekem.

Bočno someren živčni sistem je povezan z razvojem možganov v glavi

Bočno someren živčni sistem je povezan z razvojem možganov v glavi TUDI V BREZPLAČNI E-OBLIKI!

V bočno somernem telesu vrtinčarjev je preprosto lestvičasto živčevje, razporejeno kot lestev. Sestavljata ga dva živčna snopa, ki potekata vzdolž trebušne strani telesa. Med sabo sta večkrat prečno povezana. Na obeh straneh vsake povezave je drobna odebelitev, ki se imenuje živčni vozel ali ganglij. V prednjem delu telesa, v glavi, so osrednji živčni vozli, ki informacije posredujejo vzdolž lestvičastega živčevja proti zadnjemu delu telesa. Pri vrtinčarjih torej

mo

sipe, lignji in hobotnice. Ti imajo velike možgane, ki so v tesni Živčni sistem deževnika. povezavi z očmi. Iz možganov segajo v telo orjaška živčna vlakna. j i l g Dobro razvito živčevje glavonožcev je povezano z njihovim dejavgan nim plenjenjem in dobro razvitimi čutili, zlasti očmi ( OdzivaMed nevretenčarji imajo najbolj razvito živčevje glavonožci – sipe, lignji in hobotnice. Ti imajo velike možgane, ki so v tesni nje na okolje), ki za Živčni procesiranje zapletenih informacij potrebujeKazalka nakazuje podobno sistem deževnika. povezavi z očmi. Iz možganov segajo v telo orjaška živčna vlakna.

Dobro razvito živčevje glavonožcev je povezano z njihovim dejavjo ustrezno razvite možgane. tematiko v drugih poglavjih ali nim plenjenjem in dobro razvitimi čutili, zlasti očmi ( OdzivaDeževniki imajo v sprednjem delu telesa zelo odebeljen del živčevja, ki ga že lahko enačimo z možgani. Živci, ki izhajajo iz tega ganglija, se nadaljujejo v trebušnjačo. Ta usklajeno oživčuje posamezne telesne člene. V vsakem od členov je na trebušnjači ganglij, iz katerega izhajajo posamezni živci.

Hobotnica Paul in napovedovanje nogometnih rezultatov

a

tre bu šnj ač a

skupni vsem organizmom. Strani, ki obravnavajo rastline, živali ali človeka, Med nevretenčarji imajo najbolj razvito živčevje glavonožci – so označene s piktogrami.

že lahko govorimo o nekakšnem zametku možganov osrednjega živčnega sistema, delu živčevja, ki se je v evoluciji specializiral za analizo podatkov in postal tudi koordinacijsko središče telesa.

V postopku potrjevanja.

Na voljo maja 2013!

Avtorji: doc. dr. Helena Lenasi, prof. dr. Markoživčna Kreft, mreža prof. dr. Tom Turk in prof. dr. Marina Dermastia

139

an i

138

Deževniki imajo v sprednjem delu telesa zelo odebeljen del živčevja, ki ga že lahko enačimo z možgani. Živci, ki izhajajo iz tega ganglija, se nadaljujejo v trebušnjačo. Ta usklajeno oživčuje posamezne telesne člene. V vsakem od členov je na trebušnjači ganglij, Vsebine učbenika povezujejo procesi, iz katerega izhajajo posamezni živci. mo žg

Pri pritrjenih ožigalkarjih, kot sta zeleni trdoživ ali morska vetrnica, prevodne celice živčevja oblikujejo preprost preplet mrežasto povezanih živčnih vlaken, ki so razprostranjena po vsem telesu. Takemu živčevju rečemo mrežasto živčevje. V njem ni osrednjega nadzora; impulzi se počasi širijo od mesta sprejema dražljaja v sosednja obOrganizmi z zvezdasto močja. Taka oblika je primerna za pritrjene ožigalkarje, ki se umasomerno organizacijo telesa mrežasto knejo le tako, da se naimajo mestu dotikaživčevje skrčijo in vpotegnejo lovke v Pri pritrjenih ožigalkarjih, kot sta zeleni trdoživ ali morska vetrnica, telesno votlino.

tre bu šnj ač a

Zgradba in delovanje organizmov

živčnega sistema, delu živčevja, ki se je v evoluciji specializiral za analizo podatkov in postal tudi koordinacijsko središče telesa.

Hobotnica Paul in napovedovanje nogometnih rezultatov V barvno ločenih okvirjih so predstavljeni primeri, ki dopolnjujejo Inteligenca hobotnic in njihova glavno besedilo, so del maturitetnih sposobnost učenja sta predmet številni ali izbirnih vsebin ali ponujajo možgani znanstvenih raziskav. Vedenjski poskus dodatno razlago. z reševanjem nalog so pokazali, da ganglij imajo razvit kratkotrajen in dolgotrajen spomin. V ujetništvu se z lahkoto naučijo razlikovati oblike in vzorce, kažejo Opis delovanja človeškega telesa tudi je elemente igre. Na svetovne živčno vlakno nogometnem dopolnjen z opisi bolezni. Te vsebine so prvenstvu leta 2010 v zbrane v okvirjih, označenih s poštno Nemčiji, je bila ena od zvezd hobotnica Živčni sistem glavonožca. znamko, na kateri zdravnikPaul. cepi Vpacienta. svojem akvariju naj bi s svojim prehranjevalnimi navadami pri spretnem odpiranju škatel s školjkami napovedovala zmagovalce tekem.

Živčni nadzor delovanja živali

možgani hrbtenjača

Živčni nadzor delovanja živali

Človekov živčni sistem ima veliko skupnega z živčevjem drugih vretenčarjev

Osrednji živčni sistem sprejema informacije in nanje odgovarja

Pri vretenčarjih je živčni sistem sestavljen iz osrednjega in obkrajnega živčevja. Živčevje je organizirano v osrednje in obkrajno. Osrednje živčevje vključuje možgane in hrbtenjačo. Obkrajno živčevje izrašča iz osrednjega; sestavljeno je iz somatskega in avtonomnega živčevja. Informacije med osrednjim in obkrajnim živčevjem se prenašajo po živcih.

Osrednje živčevje z možgani in hrbtenjačo lahko razdelimo na sivino in belino. Sivina je temnejše barve. Sestavljajo jo telesa nevronov in kratki izrastki brez mielinskih ovojnic. Belina je svetlejša, ker imajo aksoni mielinske ovojnice, ki so svetlejše barve. Osrednje živčevje je zaščiteno z možganskimi ovojnicami – meningami. V možganih in hrbtenjači so votline, ki so napolnjene s tekočino. Votline se z možganov nadaljujejo v osrednji kanal hrbtenjače.

141

Meningitis je okužba možganskih ovojnic

Možgani so glavno nadzorno središče Možgani so največji organ živčnega sistema. Sestavlja jih do 100 milijard povezanih nevronov in še mnogo večje število pomožnih celic. V možganih številne dejavnosti potekajo nehoteno. Nekatere dejavnosti pa lahko nadzorujemo. Če želimo stegniti roko, bodo možgani poslali signal po motoričnih nevronih do motoričnega nevrona v hrbtenjači, ta pa do mišic v roki. Mišice se bodo skrčile in roka se bo premaknila.

Ovojnice v osrednjem živčevju se lahko okužijo z bakterijami in virusi. Vnetje, ki ga povzroči okužba, imenujemo meningitis. Ta lahko pusti trajne posledice. Za virusnim meningitisom lahko zbolimo zaradi ugriza z virusi okuženega klopa.

Pred klopnim meningitisom se je mogoče zavarovati s cepljenjem ( Organizmi imajo pred napadalci dobro razvite obrambne mehanizme).

Zgradba človeških možganov

čelni reženj

veliki možgani

senčni reženj temenski reženj

talamus hipotalamus hipofiza

obkrajno živčevje mali možgani

Učbenik prinaša: • 272 strani formata 19,7 x 26,5 cm • 12 poglavij in 34 podpoglavij • 398 fotografij • 120 ilustracij in shematskih prikazov • 51 okvirčkov z dodatno vsebino • 30 opisov bolezni

zatilni reženj

Pri vretenčarjih je telesna organizacija z delitvijo na glavo, telo in okončine zahtevala veliko povečanje osrednjega živčevja – možganov in hrbtenjače. Drugače kot trebušnjača hrbtenjača ni sestavljena iz posameznih ganglijev in vmesnih povezav. V hrbtenjači še vedno potekajo številne preproste koordinacijske naloge, kot so denimo refleksi, nadzor celotnega sistema pa so prevzeli možgani in se temu primerno tudi razvili. V možganih so vsa središča za nadzor zapletenih vedenjskih vzorcev.

 Več na zadnji strani kataloga

Živčevje človeka

8

130105 katalog bio srednja 3.indd 8-9

podaljšana hrbtenjača

leva in desna hemisfera

Razvoj možganov je v tesni povezavi s čutili. Možgani vse informacije iz čutil uskladijo in posredujejo drugim delom telesa. Osrednji živčni sistem je v vretenčarskem telesu ustrezno zaščiten – možgani so zaščiteni z lobanjskimi kostmi, hrbtenjača leži v hrbteničnem kanalu, ki ga obdajajo vretenca hrbtenice.

Največji del možganov so veliki možgani. To kupolasto območje je središče našega mišljenja, govora, čustvovanja in večine naših spominov. Nadzorujejo zavestna gibanja in omogočajo, da občutimo dotik, svetlobo, zvok, vonj, okus, bolečino, toploto in mraz. Sestavljeni so iz dveh polobel – hemisfer in iz osrednjega dela ali medmožganov. Leva hemisfera usmerja desno stran telesa in desna levo. Leva hemisfera nadzoruje predvsem dejavnosti, kot so govor, branje, pisanje in reševanje problemov. Desna hemisfera pa nadzoruje prostorsko razmišljanje, izvajanje glasbe in čustvovanje.

Hemisferi imata več režnjev. V čelnem režnju so območja, ki določajo osebnostne značilnosti, načrtovanje zapletenega vedenja in

Zakaj so možgani v glavi?

Vse živali z možgani imajo le-te v sprednjem delu telesa, v glavi. Taka namestitev ni naključna in je povezana s smerjo gibanja. Sprednji del živali je pri bočno somernih živalih tisti, ki prvi pride v stik z novim dražljajem. Naravni izbor je dajal prednost koncentriranju čutilnih organov v tem delu telesa, kar je vodilo tudi do povečanja sprednjega dela živčevja.

9

11. 03. 13 15:25

Zgradba in delovanje organizmov  struktura učbenika Uvod v vsako poglavje Vsako poglavje začne uvodna dvojna stran, ki prinaša vsebinsko povezano fotografijo, motivacijsko besedilo, podkrepljeno s citati, ključne pojme in vse podnaslove znotraj poglavja.

Za začetek in konec …

Prva in zadnja stran učbenika, pred začetkom in po končanem »uradnem« besedilu, prinašata motivacijski fotografiji s tematsko povezanima citatoma.

Gibanje in opora

Organizmi imajo pred napadalci dobro razvite obrambne sisteme

Čeprav v vsakdanjem življenju po navadi rečemo, da so rastline pritrjene in se ne premikajo ter se živali, v nasprotju z njimi, dejavno premikajo, gibanje ni le lastnost živali.

Kljub temu pa so se najbolj izdelani gibalni mehanizmi razvili pri živalih.

jo in je, da vleče spoln ih Naloga mišic kajo, razen ne da potis a. in jezik organov ----- (1452–1519), da Vinci telj, izumi Leona rdo i arhitekt, italijansk kipar inžen ir, r in slika

. šica t mi se so ko am o, lj an i o. orab Možg dobr h up Ko ji mo zelo ti 96), poču 34–19 -n (19 zi k -- -ga Sa ofi astr Ca rl iški am er

Uvod v učbenik

Lomljenj e valo v in kont sled ita rakcija istemu zakonu. mišic ravnotež Močno je vzdr telesno žuje le ---- -tank a črta.

Dag Hamm arskjöld švedski (1905–19 ekonomis 61), in poli t, prav tik, tret nik, dipl ji gene OZN, Nobe omat raln i lov nagr sekretar ajen ec za mir

Učbenik se začne s kratko uvodno enoto – dvojno stranjo z motivacijskima citatoma in štirimi stranmi, ki dijake spodbudijo k razmišljanju o življenju, njegovi organiziranosti in vzdrževanju.

Tematika po učnem načrtu je zelo zahtevna, zato je bilo pri ustvarjanju učbenika zagotovo potrebnega mnogo truda in inventivnosti. Avtorjem za zanimivo in kvalitetno delo čestitam, saj so kompleksne teme predstavili na dovolj poenostavljen način, ki ustreza nivoju znanja gimnazijcev, hkrati pa ne zahaja v posploševanja ali poenostavitve, ki bi okrnile jasnost, pravilnost in popolnost podatkov.

Rastline in živali napadajo mikroorganizmi iz istih skupin– virusi, bakterije, glive, gliste; stalna nadloga rastlin pa so tudi rastlinojedi. Ker so napadalci ves čas prisotni v zraku, prsti ali vodi, so bili v evoluciji organizmi z njimi v stalnem stiku. Evolucija obrambnih mehanizmov je tako še vedno potekajoča koevolucija – skupen razvoj napadalcev in napadenih gostiteljev ter stalno prilagajanje ene skupine drugi. Organizmi so pred napadalci ustrezno zaščiteni, v primeru napada pa se tudi učinkovito branijo. Posledica zaščitnih in obrambnih mehanizmov je, da večina organizmov ostaja zdravih. Sistem obrambe pred povzročitelji bolezni je imunski sistem. Njegova osnovna značilnost je, da ločuje telesu lastne snovi od tujkov.

Gibanje in opora rastlin • Pri nekaterih rastlinah so razvita hitra gibanja • Celice s sekundarnimi stenami nudijo rastlini trdno oporo in tudi zaščito Ureditev skeleta • Preproste gibljive živali imajo hidrostatsko ogrodje • Trdno ogrodje pritrjenih in slabo gibljivih živali • Ogrodje živali je lahko zunanje ali notranje • Med dvema deloma skeleta je sklep • Slabost zunanjega ogrodja je, da ne raste • Zunanje ogrodje omejuje velikost živali • Notranji skelet vretenčarjev raste skupaj z drugimi telesnimi deli • Kosti vretenčarjev niso mrtve, temveč žive in dejavne • Kostno tkivo je mineralizirano • Hrustančno tkivo je čvrsto in prožno • Gibljive zveze med kostmi so sklepi Mišični sistem človeka • V človeškem telesu so trije različni tipi mišic • Delovanje mišic je hoteno in nehoteno • Gibanje mišic je kontrakcija • Mišice, pritrjene na kosti, so skeletne • Celica skeletne mišice je mišično vlakno • Prenos impulza z živčnega vlakna na mišično vlakno • Energija za delovanje mišic • Srčna mišica je prečno progasta • V gladkih mišicah ni jasno vidne progavosti

ž iv l j enj e?

Ključni pojmi

Posamezna rastlinska celica samostojno odgovarja na napad z mehanizmi prirojene odpornosti • Prva obrambna črta rastlin je njihova povrhnjica • Napadalce, ki vstopijo v rastlino, zaustavljajo fizične prepreke in kemične snovi druge obrambne črte Človeško telo se stalno brani pred patogeni • Redki patogeni prečijo prvo obrambno črto telesa • Vnetna reakcija je druga obrambna črta • P ridobljena imunost je tretja obrambna črta • Ob ponovni okužbi z enakim mikroorganizmom je imunski odgovor učinkovitejši in hitrejši • Imunost lahko sprožimo tudi umetno • Imunski sistem je učinkovit, vendar ni popoln • Alergija je premočan imunski odziv telesa • Imunski sistem včasih napade lastno telo

je je okol jenje. an je živl notr od no no ob Stal za sv 78) j 3–18 (181 pogo -ard in -- -Bern iolog de i fiz ralec Clau sk co ig ki fran ališ gled

42 Oskrba s hranili

alergija antigen bezgalka celica B celica T cepljenje limfni sistem limfocit lubje patogen pluta povrhnjica prenos signala prirojena odpornost protitelo receptorska beljakovina vranica

Oskrba s hranili 43

Ključna spoznanja v tem poglavju

Uporabite svoje znanje

☞ Razlike med organizmi so po večini odraz načina, s katerim si posamezen organizem zagotavljajo hrano.

☞ Pri večini živali se proizvodi prebave do vseh celic v telesu prenašajo s transportnim sistemom.

Odgovorite na vprašanja.

1 Po vlogi primerjajte majhno korenino

in koreninski lasek?

☞ Vsi heterotrofni organizmi so odvisni

Na koncu poglavja

Sem iz in teko snov da i, či im mesa -am n – -mo pa -Ra met. rd a in ko lph sti, la am hk Wa er o ce vl ldo Nevi iški lo aken Elli pi dn reče i čl sate son m, Elli ovek lj in so lite n (1 914 ra rn i kr –199 itik 4), ;

popolno prebavilo. Pri prvem se prebavljeni ostanki hrane iztrebljajo skozi usta, pri drugem skozi zadnjično odprtino.

in raztopljenimi minerali. Rastlini dajejo oporo in jo zasidrajo v tla.

2 Kaj pomeni izraz zunanja prebava in

kaj je prednost take prebave za živali?

1 Razmislite o pomembnosti korenin

3 Zakaj ne moremo hkrati govoriti in

za ljudi.

2 Poskušajte ugotoviti, zakaj prebava

pri govedu in drugih prežvekovalcih pomembno prispeva k izpustom toplogrednih plinov v ozračje.

požirati?

☞ Korenine preskrbujejo rastlino z vodo

3 Povežite naloge jezika s procesi govora,

☞ Notranji zajedavci sprejemajo hrano preko celotne površine telesa neposredno od gostitelja.

4 Kakšen je pomen kislega želodčnega

hranjenja, dihanja.

soka?

☞ Koreninski laski so najpomembnejše mesto vstopa vode blizu koreninskega vršička.

Zadnji strani poglavja sta grafično oblikovani kot mapa s ključnimi spoznanji tega poglavja in rubriko Uporabite svoje znanje, ki prinaša nekaj vprašanj za utrjevanje znanja in zahtevnejša vprašanja za razmislek.

Premislite skupaj s sošolci in učiteljem.

☞ Nevretenčarji imajo nepopolno ali

od visokoenergijskih spojin, ki so jih predhodno izdelali fotosintezni organizmi z uporabo sončne energije.

14

☞ Koreninskemu sistemu olajšuje sprejem mikorizna simbiotična povezava glivnih hif s koreninami. Poglavitni fotosintezni organ rastlin so zeleni listi. Večina fotosinteze poteka v stebričastem tkivu.

Gobasto tkivo omogoča gibanje plinov.

☞ Prebava se začne v ustih. Tam hrano z zobmi prežvečimo, slina iz žlez slinavk jo navlaži, encimi pa začnejo razgradnjo ogljikovih hidratov.

5 Kakšen je pomen nagubane notranje

površine tankega črevesa?

6 Kaj je vloga slepega črevesa pri človeku?

☞ Cev prebavnega trakta potiska hrano s peristaltiko. Požiralnik potiska hrano proti želodcu. Želodčna kislina uničuje bolezenske mikroorganizme. V želodcu se začne prebava beljakovin.

☞ List je pokrit s tanko povrhnjico, ki omogoča prehod svetlobe v notranjost lista.

☞ Prebava je razgradnja makromolekul v hrani na enostavne molekule (gradnike).

☞ Živali s prebavo hrane dobijo

☞ V tanko črevo se izlivajo encimi iz trebušne slinavke. Ti razgrajujejo ogljikove hidrate, maščobe, beljakovine in nukleinske kisline. V tanko črevo se izliva tudi žolč, ki pomaga pri raztapljanju maščob. V tankem črevesju se vsrkajo hranilne snovi in voda.

visokoenergijske spojine in gradnike telesa.

☞ V debelem črevesu se vsrka še več vode,

☞ Pri živalih prebava po večini poteka izven

preostala neprebavljena vsebina pa se iztreblja.

celic, v prebavilih s pomočjo različnih encimov. Razgrajena hranila nato celice vsrkajo in porabijo.

15

Čeprav se morda zdi, da vprašanje, kaj je življenje, ni pretežko, je odgovorov nanj veliko. Znanstveniki si pri iskanju odgovora pomagajo s posebnimi znanstvenimi vprašanji – hipotezami.

Te preizkušajo tako, da dejavnike, ki naj bi sestavljali življenje, opazujejo na Zemlji, iščejo na drugih planetih ali celo spreminjajo in ustvarjajo v laboratorijskih razmerah.

Preprost odgovor na vprašanje, kaj je življenje, bi lahko bil, da življenje razlikuje živo od mrtvega, pri čemer mrtvo nima elementov živega. Seveda vam je jasno, da je taka definicija življenja nezadostna. Življenja ne moremo izločiti in opisati kot preprosto lastnost, ne moremo ga osamiti na mikroskopskem objektu ali v epruveti. Kljub temu pa o njem in vseh živih bitjih vemo čedalje več. In več ko vemo, jasneje postaja, da življenjski procesi temeljijo na enakih kemijskih in fizikalnih zakonih, ki delujejo tudi v kamnu ali kozarcu vode.

Vsak dan Zemljo in druge planete v našem osončju doseže velika količina energije s Sonca. Vsak dan se ta energija s planetov tudi odbija nazaj v vesolje. Glede na današnje znanje o našem osončju se zdi, da se na Zemlji za zelo kratek čas ujame in shrani le majčken delež te energije. Ta drobcen zamik v toku kozmične energije pa poganja življenje na našem planetu. Rastline ujamejo sončno svetlobo in njeno energijo uporabijo za izgradnjo svojih teles. Živali sončno energijo uporabijo tako, da jedo rastline ali druge živali, ki so jedle rastline. Na vsaki stopnji v procesih življenja in smrti se sprošča toplota. Ta se nato združi z energijo, ki se vrne v vesolje.

Tudi v tej knjigi boste spoznavali, kako več milijonov vrst organizmov na Zemlji porablja ta delček sončne energije in kaj imajo ti organizmi skupnega.

Vse organizme povezujeta enaka kemijska zapletenost in visoka organiziranost. Prav tako kot so elementi življenja skupni vsem celicam ( I, Gradniki življenja), so skupni tudi vsem organizmom, od preprostih enoceličnih prokariontov do evkariontskih eno- in večceličnih rastlin in živali. Prav vse povezujeta enaka kemijska zapletenost in visoka organiziranost. Atomi se povezujejo v izjemno veliko število molekul, le-te skupaj delujejo v najmanjši enoti, ki ima znake življenja – živi celici.

Molekule se povezujejo v funkcionalne enote celice – organele. V celicah so molekule DNA, v katerih je zapisan univerzalni genetski jezik vseh organizmov. Celice, ki opravljajo posebne naloge, se povezujejo v tkiva. Več različnih tkiv sestavlja organ.

Posamezen organ sicer v telesu opravlja določeno nalogo, a nikoli povsem samostojno. Organi delujejo skupaj, povezani

v organske sisteme, ki sestavljajo telo posameznega organizma. Vsaka nova raven organizacije ima nove lastnosti in ni le seštevek lastnosti predhodne. Saj se še spomnite? Življenje ni rezultat naključne biološke juhe – celica je živa, medtem ko enake molekule, ki jo sestavljajo, če jih zmešamo v epruveti, niso. Posamezni organizacijski deli in organizacijske ravni so vedno sestavljeni tako, da njihova zgradba kar najbolje ustreza nalogi, ki jo opravljajo. Zaradi tega nam poznavanje zgradbe veliko pove o delovanju posamezne celice, tkiva ali organa. Poznavanje povezav med obliko in nalogo je eno osnovnih načel v biologiji. Vsa eleganca rastlinskih listov ali cvetov, ptičjih peruti ali sesalskih mlečnih žlez je le posledica naravnega izbora, ki kot finomehanik izbira in oblikuje oblike, da te kar najbolje opravljajo svoje naloge v posameznih okoljih. Želodec je primer organa, v katerem usklajeno deluje več tkiv. Živčno tkivo v želodcu delno nadzoruje izločanje kisline, ki pomaga pri prebavi hrane, ter signalizira, da je želodec poln. Živčno tkivo po telesu pošilja električne signale. Želodec je obložen z epitelnim tkivom.

Epitelna tkiva prekrivajo in varujejo tkiva, ki ležijo pod njimi. Epitelna tkiva sestavlja enotna plast celic.

V želodcu je tudi vezivno tkivo, ki povezuje, daje oporo, izolira, prehranjuje in oblazinja organe.

Zaradi vezivnih tkiv organi ne razpadejo na posamezne dele. V vezivnih tkivih so celice raztresene v osnovi – medceličnini, v kateri so beljakovinska vlakna.

Vsebina se v želodcu premeša zaradi njegovega gibanja. Gibanje omogočajo plasti mišičnega tkiva v steni želodca, ki se aktivno krčijo in sproščajo.

V steni želodca je tekoče tkivo – kri, ki dovaja kisik in hranila.

248 Slovarček ključnih pojmov

Vsi organizmi uporabljajo energijo za potek presnovnih procesov.

SlovArČek kljuČnih pojmov

Organizmi vzdržujejo svoje notranje okolje. Vzdržujejo ga tudi takrat, ko se zunanje okolje zelo spremeni. Celice živijo le toliko časa, dokler je v notranjem okolju dovolj kisika, ionov, hranil in sta primerni temperatura in vrednost pH. Mehanizme, ki zagotavljajo stalne razmere v notranjem okolju, s skupnim imenom imenujemo homeostaza. Notranjega okolja pa si ne smete predstavljati kot nekaj povsem nespremenljivega. Njegovo vzdrževanje je dinamičen proces med odgovori na zunanje in notranje spremembe. Zaradi homeostaze se vse spremembe v

Na koncu učbenika 16

17

Velika večina mehanizmov uravnavanja procesov v organizmu deluje z negativno povratno zanko. Sprememba vrednosti neke količine povzroči, da sistem nasprotuje spremembi te količine. Poleg senzorja v negativni povratni zanki sodelujeta še krmilni sistem in izvršitelj.

Avtomatsko uravnavanje temperature v stanovanju deluje z negativno povratno zanko. Termometer meri temperaturo, termostatski krmilnik jo primerja z nastavljeno temperaturo in grelec zmanjšuje razliko med nastavljeno in dejansko temperaturo v prostoru.

Podoben sistem z negativno povratno zanko za uravnavanje temperature deluje tudi v našem organizmu.

organizmih dogajajo v mejah, ki so še sprejemljive za žive celice. K ohranjanju stalnosti notranjega okolja prispevajo vsi organi in tkiva v telesu. Pljuča vzdržujejo primerno koncentracijo kisika, ledvice zagotavljajo stalno koncentracijo ionov, prebavila pa dovajajo hranila. Različne evolucijske rešitve pri različnih organizmih so povezane z evolucijo različnih mehanizmov za vzdrževanje homeostaze.

Velika večina mehanizmov uravnavanja procesov v organizmu deluje z negativno povratno zanko, pri kateri končna stopnja procesa zavre isti proces. Na tak način negativna povratna zanka prispeva k stabilnosti določenega procesa ali količine neke snovi v organizmu. Delovanje negativne povratne zanke si lahko ponazorite z delovanjem avtomatskega uravnavanja temperature v stanovanju. Termostat, ki smo ga nastavili na določeno temperaturo, pri nižjih temperaturah vklopi grelec ter ga pri višjih ugasne. Podoben termostat je v naših možganih.

Nekatere druge primere pa boste spoznali v učbeniku.

Spremembe v okolju

Organizmi se v razvojnih procesih razvijejo v zapletenejše oblike. Informacije o vzorcih za rast in razvoj so zapisane v genih. Organizmi se razmnožujejo; potomci posamezne vrste so pripadniki iste vrste. Za vse najrazličnejše kombinacije in različnosti življenjskih oblik pa imamo prav tako znanstveno razlago – organizmi se v času tudi spreminjajo v procesu evolucije.

V tej knjigi boste spoznali, kako vsi ti procesi potekajo pri različnih skupinah evkariontskih organizmov. Spoznali boste, da so različne evolucijske rešitve organizmov le posebne prilagoditve na posebne načine življenja. Še posebej se boste seznanili z vašim telesom. To je kot natančno uravnan stroj, sestavljen iz številnih sistemov, ki delujejo skupaj. Vaš prebavni sistem pretvarja hrano, ki jo pojeste, v energijo in to energijo uporabijo vaše celice. Vaša pljuča sprejemajo kisik. Vaši možgani se odzivajo na okolico, tako da vidite, slišite, vohate in pošiljate signale skozi živčni sistem. Ta nato povzroči, da okolici tudi odgovorite.

Senzor

Krmilnik Termometer izvršitelj

Telo je podhlajeno (35 °C)

liN

EuCAryA (evkarionti)

E

i

arj

živAli

e

Možgani uravnavajo krčenje mišic

evglene

vE

Gli

Sproščena toplota ogreje telo

kremenaste alge

eb

Termoreceptor v možganih

Grelec

alk

et

ig

m

am

Termostatski krmilnik

Soba se ogreje

rAST

zelene alge rdeč kope e alg nske rastli e ne

Domnevno drevo življenja ( III, Kako narediti živi svet bolj pregleden), ki kaže pestrost živega sveta. V njem evkarionti, skupaj z nami ljudmi, predstavljajo le majhen delež.

Hladna soba (19 °C)

Nasprotovanje spremembi

EubACTEriA (bakterije)

Skeletne mišice drgetajo

ArCHAEA (arhebakterije)

domnevna korenina drevesa življenja

Učbenik se zaključi s ključnimi pojmi iz posameznih poglavij, z odgovori na vprašanja in s stvarnim kazalom.

Abscizinska kislina Rastlinski hormon, ki upočasnjuje rast. Med drugim je vključen v spodbujanje mirovanja semen in prenašanja suše.

Acetilholin Živčni prenašalec; deluje tako, da se veže na receptorsko beljakovino in spremeni prepustnost postsinaptične membrane za specifične ione.

Adrenalin Hormon sredice nadledvične žleze, ki kot hiter odgovor na stresno situacijo sproži odgovor »boj ali beg«; deluje tudi kot živčni prenašalec.

Akcijski potencial (električni impulz) Hitra sprememba membranskega potenciala, ki se širi po vzdraženi celici. Spremembo povzroči selektivno odpiranje in zapiranje natrijevih in kalijevih kanalčkov.

Aktin Kroglasta beljakovina, ki sestavlja aktinske filamente v vseh evkariontskih celicah.

Aktivni transport Premikanje molekul skozi membrane s strani z višjo na stran z nižjo koncentracijo; za aktivni transport je potrebna energija.

Alergija (preobčutljivostna reakcija) Premočan imunski odziv na snovi, ki same ne škodujejo organizmu.

Amonijak Majhna, strupena molekula, ki nastaja kot odpadni proizvod presnove nukleinskih kislin in beljakovin.

Antidiuretični hormon (ADH) Hormon hipofize, ki omogoča ponovno vsrkanje vode v ledvicah in na ta način zadržuje vodo v telesu. Imenujemo ga tudi vazopresin.

Antigen Molekula, običajno beljakovina ali polisaharid, ki sproži imunski odziv.

Arterija (žila odvodnica) Žila, ki vodi iz srca in prenaša kri po telesu.

Avksin Naravni rastlinski hormon z raznolikimi učinki, vključno s podaljševanjem celic, razvojem korenin, sekundarno rastjo in rastjo plodov.

Avtonomno živčevje Del obkrajnega živčevja vretenčarjev, ki uravnava notranje okolje. Sestavlja ga simpatično in parasimpatično živčevje. Imenujemo ga tudi vegetativno živčevje.

Avtotrof Organizem, ki lahko iz preprostih anorganskih molekul, kot sta CO2 in H2O, sintetizira organske molekule, ki jih porablja za svojo rast. Najpogostejši avtotrofi so fototrofi, ki to počno s fotosintezo.

Blastocista Zgodnja razvojna stopnja pri sesalcih; votla kroglica, ki se pri človeku razvije en teden po oploditvi; oblika blastule.

Blastula Votla kroglica v zgodnjem razvoju zarodka.

Brstenje Nespolno razmnoževanje, pri katerem iz starševskega organizma poženejo izrastki.

Ti se lahko odščipnejo in živijo neodvisno ali ostanejo pritrjeni in končno oblikujejo veliko kolonijo.

Celica B Vrsta limfocita, ki izdeluje protitelesa.

Celica T Vrsta limfocita, ki dozori v priželjcu. Imunost sproži ob stiku z antigenom; koordinirajo imunski sistem in napadajo okužene celice.

Celična stena Toga zaščitna plast na zunanji strani celične membrane v celicah rastlin, gliv, bakterij in nekaterih praživali; celico ščiti in vzdržuje njeno obliko.

Celično dihanje Proces, v katerem se oksidirajo molekule hrane in sprošča energija. Celično dihanje sestavljajo procesi glikolize, citratnega cikla, elektronske transportne verige in kemiosmotske sklopitve. Celično dihanje je aerobno, kadar je 254 Uporabi svoje znanje končni sprejemnik elektronov kisik, in anaerobno, kadar kisik ni elektronski sprejemnik.

Cepljenje Proces, s katerim na ZnAnje uporABi Svoje umeten način dosežemo imunost.

Cevnica Rastlina s prevodnimi tkivi. oskrba s hranili Cirkadiani ritem Fiziološki cikel, prisotenodgovorite v vseh organizmih, ki je na vprašanja. uravnan na dnevno-nočni ritem.

1 Koreninski lasek je izrastek celice povrhnjice in glavno Citokinin Naravni rastlinski hormon, mesto vstopa vode v koreninska tkiva; korenina je ki skupaj z avksinom pospešuje organ, sestavljen iz različnih tkiv, tudi povrhnjice, ki celične delitve, vpliva na skupaj opravljajo različne naloge, tudi sprejem vode diferenciacijo, nadzoruje rast v s koreninskimi laski. višino in zavira staranje.

Zunanja prebavazpomeni, da ta ne poteka neposredno Cvet Kratko 2 steblo kritosemenk do v celicah, ampak v posebni, različno oblikovani štirimi vretenci spremenjenih prebavni votlini. listov; deli cveta delujejo medS tako prebavo žival lahko prebavi večje kose hrane in neprebavljene ostanke tudi lažje spolnim razmnoževanjem. iztrebi iz telesa. Čutna zaznava Proces sprejemanja 3 V žrelu se križata poti dihal in prebavil, torej mora informacije zunanjega dražljaja. grižljaj prečkati dihalno pot. Zato ne moremo hkrati govoriti ali dihati in požirati.

Debelo črevo Cevasti del 4 Želodčni sokcevi imamed pH okoli dve, kar omogoča pravilno vretenčarske prebavne delovanje prebavnih encimov in razkuži hrano. tankim črevesom in zadnjikom; njegova glavna naloga je sprejem 5 Tanko črevo ima številne gube, na površini katerih so vode v telo in oblikovanje blata. še črevesne resice prstaste oblike. Na resicah so celice Difuzija Premikanje delcev v z izrastki – mikrovili.Tako je površina za vsrkanje hranil raztopini ali suspenziji z območja, zelo velika. kjer je njihova koncentracija Pri človeku črevo shranjuje koristne bakterije, velika, na6območje, kjerslepo je nizka; ki po preboleni driski nadomestijo bolezenske. energijo za difuzijo zagotavlja naključno gibanje molekul. Zaradi skupaj s sošolci in učiteljem. difuzije premislite postaja razporeditev delcev v mediju enakomerna.

1 Korenine rastlin so že tisočletja pomemben vir Diploid Organizem, ki vsebuje hrane; npr. človek goji korenje že več kot 2000 let, dve garniturikorenine homolognih sladkorne pese so pomemben vir namiznega kromosomov in tako dve kopiji Iz korenin pridobivamo zdravilne sladkorja (saharoze). vsakega gena. učinkovine (npr. ginseng, pomirjevalo rezerpin) in Dražljaj Vsak dejavnik ki zbudi barvila okolja, (npr. rastline iz družine broščevk, korenje). receptorsko celico.

2 Pri prebavi goveda se zaradi delovanja simbiotičnih bakterij (fermentacijskih in metanogenih bakterij), ki so nujne za prebavo celuloze, sproščajo velike količine metana (CH4) in tudi nekaj CO2. Oba sta pomembna toplogredna plina in prispevata h globalnemu segrevanju ozračja.

3 Krčenje mišic jezika povzroči spremembo oblike jezika, kar mehansko oblikuje grižljaj in sodeluje pri mehanski obdelavi hrane. Z okušalnimi brbončicami okušamo.

Jezik sodeluje pri govoru. Z jezikom tudi zelo dobro tipamo. Jezik pa lahko sodeluje tudi pri obrazni mimiki – lahko pokažemo jezik.

izmenjava plinov odgovorite na vprašanja.

1 Ta površina mora biti tanka, navadno je sestavljena le iz ene plasti celic. Poleg tega mora biti tudi v tesnem stiku z obtočili.

2 Pljuča ptičev so bolj učinkovita, ker jih sestavljajo tudi 262 Stvarno kazalo zračne vreče. Poleg tega je tok zraka v ptičjih pljučih vedno enosmeren, kar pomeni, da zrak vstopa v pljuča po eni poti in jih zapušča po drugi. To omogoča popolno izmenjavo plinov in boljši izkoristek.

STvArno kAZAlo 3 Preko grla se zrak prenaša iz žrela v sapnik. Poklopec nad grlom loči dihalno pot odVprebavne in med kazalo socevi zajete najpomembnejše požiranjem hrane prepreči, daobravnave bi ta zašlainv omembe dihalne posameznih poti. V grlu sta glasilki, ki s svojim vibriranjem pojmov. Številka strani v ležečem omogočata tvorbo glasov in govor.

Barva glasu je tisku označuje slikovno gradivo, v odvisna od napetosti glasilk, jakost pa pa od slovarsko amplituderazlago pojma. krepkem vibracij. abscizinska 118 4 Običajno suh vdihani zrak vsebuje skoraj kislina 80 odstotkov acetilholin 137,je 145, 185, 248 dušika ter 20 odstotkov kisika, drugih plinov manj Adamovo kot odstotek. Izdihani zrak vsebuje manjjabolko kisika 53 119, 120,75 125, 248 (približno 15 odstotkov), manjadrenalin dušika (približno 187 odstotkov) ter več ogljikovegaaerobna dioksidavadba (CO2,186, približno Ahilova6tetiva 183, 183 4 odstotke) in vodne pare (približno odstotkov).

99, 225celičnega Kisika je manj, ker se porabljaAiDS v procesih akcijski potencial 124, 132, 134, dihanja, CO2 je več, ker nastaja pri celičnem dihanju.

163, 165, Vodne pare je občutno več, ker se135, zrak135,136, v telesu 153, navlaži.

185, 187, 248 5 Iz pljučnih mešičkov v arterijsko kri v pljučnih akne 200 kapilarah difundira kisik, zato se kri oksigenira. Iz krvi akromegalija 122 pa v pljučne mešičke difundira ogljikov dioksid. Plina akson 133, 133, 135, 136, 137, 141, prehajata skozi dve plasti celic: skozi steno kapilare 142, 144 (ena plast endotelijskih celic) ter preko celic, s katerimi aktin 184, 185, 185, 187, 248 so obloženi pljučni mešički. Obema plastema celic aktivni transport 27, 65, 69, 109, lahko rečemo dihalna membrana. Hitrost difuzije je 112, 248 odvisna od razlike delnih tlakov plinov med pljučnimi alergen 59, 99 mešički in krvjo ter od debeline in površine dihalne alergija 59, 99, 248 membrane. alveol 54, 55, 56, 251 ameba 17,okužbe; 29, 29 oba 6 Najpogostejše so virusne in bakterijske 137 povzročitelja lahko napadetaamfetamin zgornja in spodnja amilaza 34, 40 ali dihala. Virusi najpogosteje povzročijo prehlad aminokisline 30, 69, 82, 106, 111, vnetje žrela, redkeje vnetje grla (laringitis) 23, ali sapnika 120, 126, 132, 159, 247 ter pljučnico. Bakterije lahko povzročijo vnetje amnijska 236 obnosnih votlin (sinusitis), vnetje žrela tekočina in mandljev, amnijski ovoj 236 bronhitis ali pljučnico. amonijak 23, 106, 106, 107, 248 7 Kajenje kronično povzroči kronični bronhitis, ki lahko anabolni steroidi 125 trajno okvari pljuča, saj nastane emfizem,ki onemogoči anafilaktični šok 99 normalno izmenjavo dihalnih plinov. Kajenje lahko anemija 82 povzroči pljučnega raka. anemija srpastih celic 82 antidepresivi 137 antidiuretični hormon 113, 123, 248 antigen 83, 94 – 97, 96, 99, 248 aorta 72, 76, 78 apikalni meristem 231, 231 arterija 50, 55, 57, 71 – 78, 72, 73, 75, 76, 85, 111, 112, 186, 219, 248 arteriole 76, 76 artritis 99, 179 Aspergilus 24 Aspirin 37, 95, 159 astma 59 ateroskleroza 78, 85

ATp 18, 62, 126, 184, 199 avksini 118, 151, 248 avtoimunske bolezni 99, 125 avtonomno živčevje 123, 140, 144, 145, 181, 187, 248 avtotrofni organizmi 18, 20, 25, 27, 92, 230, 248 bakterijska okužba 23, 38, 58, 87, 94 barvna slepota 162 bela mišična vlakna 186 bele krvničke 79, 79, 250 belina 141, 142, 143, 143, 144 beljakovinska vlakna 15, 84, 199 beljava 68 beločnica 40, 161, 201 bezgavke 87, 94, 250 biogeni amini 120, 123 biološka ura 142, 150 blastocista 236, 248 blastula 233, 248 bobnič 164, 164, 165 bočni (lateralni) meristem 228, 238 bočno somerni živčni sistem 132 bolezni dihal 58 bolezni dlesni 35 bolezni izločal 113 Bowmanova kapsula 110, 110 branike 68 brazda 192, 208 – 211, 208 –211, 213 brbončice 34, 153, 159, 159, bronhitis 58 brstenje 216, 216, 248 buba 235, 235 celice B 95, 96 celice T 83, 95, 96 celici zapiralki 46, 46,193, 252 celična stena 24, 64, 64, 65, 92, 104, 170, 170, 171, 171, 192, 230, 248 celična usteca 29, 29 celični požiralnik 29 celični zadek 25 celično dihanje 44, 47, 52, 58, 62, 125, 186, 248 celjenje ran 200 cepljenje 97, 98, 141, 248 cevasto srce kobilice 70, 70 cevnice 64, 248 ciklični Amp 119 CinDi Slovenija 41 cirkadiani ritmi 150, 248 citokinin 118, 248

citosol 29, 120, 135, 170, 184 Cortijev organ 164, 164, 165, 165 cvet 61, 202, 248 cvetišče 213 cvetnice 206 cvetno odevalo 208 čaša 208 čašasto oko 155, 155 čašni listi 208, 208, 210 čebula 67, 67 čelni reženj 141, 141, 142 čepast sklep 179, 179 čepnice 162, 162, 163 češerika 121, 121 členek 66 človeški hormonski sistem 121 človeški možgani 141, 141, 142, 142 človeški zarodek 233, 233 črevo školjke 32 črne koze 98 čutna zaznava 153 čutnice 153, 158, 162, 252 čutno prilagajanje 153 danka 33, 33, 218 davica 97 debelo črevo 33, 33, 40, 41, 248 dejavnik rh 83, 237 dendrit 133, 133, 142, dentin 35 deoksigenirana kri 57, 71 – 73, 72 – 74, 76, 78, depolarizacija 134, 135, 185 deviška kožica 230 deževnik 31, 31, 32, 48, 48, 70, 71, 71, 108, 108, 139, 139, 172, 172, 217 diafragma 224 dializa 113 diastola 74, 77, 78 diferencirane celice 118, 215, 221, 230, 234, 236 difuzija 44, 46, 47, 48, 49, 49, 58, 64, 69, 248 dihala 42, 42, 53, 59, 123, 234 dihalne mišice 56, 57, 183 dihalni sistem pri človeku 52, 52 dihalno središče 56 dihanje 50, 51 dihanje s celotno površino kože 48, 48 dihanje vodnih živali 49 dihanje kopenskih živali 51

rije

kte

ba no

cia

Veliko redkeje organizmi za vzdrževanje homeostaze uporabljajo pozitivno povratno zanko, ki povzroči hiter odmik od stabilnega stanja. S pozitivno povratno zanko se npr. uravnavajo in pospešeno krčijo mišice maternice med porodom. Krčenje mišic sprožijo kemični signali. Krčenje povzroči oddajanje še več kemičnih signalov, ki povzročijo še več krčenj. Tako se jakost krčenj ves čas stopnjuje do vrhunca, ki končno iztisne otroka iz maternice.

130105 katalog bio srednja 3.indd 10-11

Nepremag ljivost na obra temelji mbi, možn zmago ost za na napa du.

---- -Sun Tzu (544–496 pr. n. š.), kitajski filozof

acetilholin aktin gladka mišica hitin hrustančno tkivo kita kostno tkivo levitev miofilament mioglobin miozin mišica mišično vlakno motorična ploščica prečno-progasta mišica (skeletna mišica) sekundarna celična stena sinapsa srčna mišica turgorski tlak živčni prenašalec

Kaj je

prof. dr. Dušan Šuput, dekan Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani

10

Ključni pojmi

11

11. 03. 13 15:25

Evolucija in sistem živega sveta 24 Biotska evolucija je spremenila naš planet

Biotska evolucija je spremenila naš planet 25

like CH

Kako naj razumem evolucijo – kratek napotek za najnestrpnejše dijake in njihove vedoželjne starše A

RLIE

I I like CHARLIE ... and ALFIE too.

Naslednje zaporedje podatkov in sklepov, ki nam razlagajo evolucijo, smiselno sledi Darwinovim idejam. Seveda ne povsem, v veliki meri pa.

Kdo je (bil) Charlie?

Ni prenesel krvi, pa je vendar pristal na študij medicine.

Ni prenesel morja, pa se je le spravil na škripávi barki okrog sveta. Šel je študirat za duhovnika, pa se Cerkvi izpridil v kamen spotike.

Pripravljal se je za podeželskega ležetrudnika, pa končal v svetovni slavi.

Ta protislovna osebnost je bil Charles Robert Darwin (1809–1882). Pred nekaj več kot 150 leti je utemeljil teorijo, ki je osnova temu učbeniku.

Predstavil jo je leta 1859 v nesmrtnem delu O nastanku vrst z naravnim izborom (On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life). Pozneje (1871) je objavil še delo The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex; in seveda še kaj. Teorijo, ki je v osnovah živa in priznana še danes, je ta genij snoval na tedaj zelo pomanjkljivi biologiji in celo na zgrešeni družboslovni teoriji – maltuzijanstvu.

V postopku potrjevanja.

Na voljo maja 2013!

Darwin ni bil prvi, ki je skušal razložiti evolucijo. A je dal prvo na neizpodbitnih in oprijemljivih dejstvih zasnovano razlago.

Avtor: prof. dr. Boris Sket Recenzenta: prof. dr. Peter Trontelj in Majda Kamenšek Gajšek

Učbenik obravnava evolucijo na nov način – drugače kot v dosedanjih učbenikih o evoluciji. Napisan je kot rezultat več kot petdesetletnega avtorjevega raziskovalnega in pedagoškega dela na tem področju.

Namesto iz imen in definicij izhaja iz razumevanja pojavov in poskuša razložiti, da je evolucija predvsem posledica nekaterih osnovnejših dogajanj v naravi, in ne njihov vzrok, ne njihovo gibalo.

Posebno poglavje učbenika obravnava filogenetski sistem živih organizmov, ki je usklajen z učbenikom Čudovite oblike.

Nekatera poglavja, ki jih učni načrt uvršča v poglavja o evoluciji, so bila že predstavljena v učbeniku Kjer se življenje začne in v tej knjigi niso ponovno predstavljena.

Kaj pa Alfie?

Alfred Russel Wallace je bil Darwinov sodobnik (1823–1913). Ob istem času je prišel do skoraj enakih ugotovitev o evoluciji. Pa je odstopil od objave, se (morda nevede) odpovedal slavi in dal prednost Darwinu, ki je teorijo bolj dodelal. Ta uvidevnost postavlja Wallacea visoko še na nravnem (moralnem, etičnem) Parnasu.

Že zaživa je bil deležen neverjetne pozornosti, seveda tudi nasprotovanja.

In kljub slednjemu so ga po veličastnem državnem pogrebu položili počivat v Westminstrsko opatijo, ob bok drugim velikanom britanske znanosti – kot je npr. Isaac Newton. Imamo ga za eno najvplivnejših osebnosti v človeški zgodovini.

1

Organizmi se čezmerno množijo

V soodvisnosti z nastajanjem življenja se je pojavilo tudi obnavljanje živečega. S kombiniranjem beljakovin in nukleinskih kislin so nastale tvorbe, zmožne lastnega podvojevanja ( I, Kjer se življenje začne). Od takih molekul, pracelic in pozneje bitij, organizmov so se lahko obdržali in naprej razvijali le tisti, ki so dajali več potomcev, kot je bilo staršev. Tisti, ki tega pogoja niso izpolnjevali, so prej ali slej izginili.

Kaj pa

novo generacijo. Tudi nekatere rastlinske in živalske vrste imajo lahko izjemno veliko potomcev. Ob vsakem novem rodu jih jeŽe lah-zaživa je bil deležen neverjetne pozornosti, seveda tudi nasprotovanja. ko več milijonov; lahko pa se število potomcev povečuje sicer bolj Alfie?

In zlagoma, a enako nezadržno, skozi desetletja njihove rodne dobe.kljub slednjemu so ga po veličastnem državnem pogrebu položili

počivat v Westminstrsko opatijo, ob bok drugim velikanom britanske Posledica je torej: Alfred Russel Wallace je bil Darwinov čezmerna znanosti –a kot je npr. Isaac Newton. Imamo ga za eno najvplivnejših množitev sodobnik (1823–1913). Ob istem času osebnosti v človeški zgodovini. je prišel do skoraj enakih ugotovitev 2 Nosilnost okolja je omejena o evoluciji. Pa je odstopil od objave, okolje zasedajo – zapolnjujejo, se (morda Prebivalci nevede) odpovedal slavi izrabljajo, onesnažujejo … in dal prednost Darwinu, ki prostor. je teorijo Vsak organizem potrebuje Prostor za bivanje, premikanje, b pa tudi kot vir vseh dobrin. Iz svojega okolja (in to je prostor 1 z vseKoliko let bi potrebovali, da iz tega začetka (a) bolj dodelal.

Ta uvidevnost postavlja mi svojimi značilnostmi) si jemlje vodo, hrano, tukaj se morajo do ves travnik prekrijemo z regrati (b)? nerazpoznavnosti njegovi izločki. V tem prostoru pa so Wallacea visoko še na razredčiti nravnem tudi druga bitja, med njimi njegovi zajedavci in plenilci, ki si jemlje(moralnem, etičnem) Parnasu. jo krvni davek od »našega« organizma. Zaradi vseh naštetih V dejavsoodvisnosti z nastajanjem življenja se je pojavilo tudi obnavlja-

3

Preprost ločeno, to obstati. Č mljivo šte Pravilom ali slej po zvoja, že ma dosež In podob

nikov je v določenem razpoložljivem okolju tako prostora kot virov dovolj le za omejeno število osebkov posamezne vrste. To označujemo kot nosilnost (kapaciteto) okolja – ki je torej omejena.

nje živečega. S kombiniranjem beljakovin in nukleinskih kislin so nastale tvorbe, zmožne lastnega podvojevanja ( I, Kjer se življenje začne). Od takih molekul, pracelic in pozneje bitij, organizmov čezmerna omejena množitev nosilnost okolja Kazalka nakazuje podobno so se lahko obdržali in naprej razvijali le tisti, ki so dajali več potematiko v drugih poglavjih ali tomcev, kot je bilo staršev. Tisti, ki tega pogoja niso izpolnjevali, so 3 Omejitev preživetja učbenikih iste učbeniške serije. prej ali slej izginili.

Zaradi prej povedanega ne morejo preživeti vsi »porojeni« osebki.

Preprost premislek pove, da v omejenem prostoru in okolju z določeno, torej omejeno nosilnostjo vsi člani novega rodu ne morejo obstati. Če populacija že dlje časa živi tukaj in je že dosegla sprejemljivo številčnost, bo še posebej lahko obstalo le malo potomcev.

Praviloma le toliko, kot je staršev. Vsi drugi, nadštevilni, bodo prej ali slej podlegli. Odpadali bodo postopno, v različnih stopnjah razvoja, že kot jajčeca, pa kot mladiči, kot odraščajoči osebki. Praviloma doseže generacija končno številnost ob spolnem dozorevanju.

In podobno se bo godilo njihovim potomcem v naslednjem rodu.

čezmerna množitev

omejena nosilnost okolja

Posledica torej – om

V barvno ločenih okvirjih so predstavljeni primeri, ki dopolnjujejo glavno besedilo, so del maturitetnih ali izbirnih vsebin ali ponujajo dodatno razlago.

omejitev preživetja

Biotska evolucija je spremenila naš planet 33

In kaj lahko očitamo lastnemu telesu? Pa mušjemu?

To le v vednost, saj reklamacije niso mogoče.

TUDI V BREZPLAČNI E-OBLIKI!

Ličinka enodnevnice, štirje kolobarji zadka.

Dobro so vidne razvejane traheje v škržnem lističu (š), kjer kisik prehaja iz vode v trahealni sistem; dokaj neopazno pa je razvejanje v notranjosti telesa (n), kjer kisik skozi stene trahej difundira v tkiva in se porablja.

Del naših telesnih pomanjkljivosti je posledica nepopolne prilagoditve na pokončno držo z dvonožno hojo. Naša hrbtenica je razmeroma slabo prilagojena pokončni drži in je zato veliko bolj izpostavljena poškodbam kot hrbtenica živali na štirih nogah. Pogosto dobimo krčne žile na nogah (torej na spodnjih okončinah); lahko nas prizadene kila (hernija), dobimo ploske noge; zaradi preoblikovanja medenice je težaven porod. Ohranil se nam je delno zakrnel slepič, ki je za vnetja občutljiv in zato nadležen, sicer pa precej nepotreben. Naša očesna mrežnica ima slepo pego, kjer je neobčutljiva – pa bi šlo brez tega; podobno oko glavonožcev je na primer urejeno brez slepe pege. Brez obračanja glave (pa še trupa) ne vidimo, kaj se dogaja za nami, mnoge žuželke pa imajo istočasen pregled nad skoraj vso okolico. Ker so naša dihala tako povezana s prebavili, z vsakim grižljajem ali požirkom tvegamo zadušitev. Žuželke in sploh nevretenčarji te težave nimajo, saj so njihova dihala daleč od prebavil. Po drugi strani imajo tudi žuželke svoje hibe. Tako njihov svojevrstni tip dihal narekuje majhno prostornino telesa in s tem višjo izgubo toplote. V tako majhnem telesu se tudi ne morejo razviti veliki možgani, kar povsem onemogoča kakšne višje mentalne zmogljivosti. In tisto imenitno žuželčje oko nikakor ne more posredovati tako ostre slike kot človeško (kot vretenčarsko). Pri vsaki živalski ali rastlinski vrsti ali skupini bi lahko podobno našteli kup sorazmernih pomanjkljivosti. Še kaj o vrlinah in hibah naših oči? Človekov organ za vid je zelo učinkovit; vidimo barve, vidimo v mraku, slika je zelo ločljiva (natančna); zaradi čelne namestitve oči je mogoč globinski (trodimenzionalen) vid. A če hočemo videti okoli sebe, moramo obračati glavo in trup; človek ima le vse, kar je podedoval od predniških primatov. Že vid kameleonov ima verjetno vse vrline človekovega, za razgledovanje pa je celo bolje urejen.

In žuželke imajo ob svojem krožnem razgledu tudi globinski vid.

Glava črne mušice (Simulium), obarvano. Le tistega, kar zastira lastno telo, mušica ne vidi.

Po drugi strani pa mrežasto oko členonožca ne more dati tako podrobne slike kot vretenčarsko oko.

11

Speciacija – diverzifikacija

Videli smo, kako napreduje posamezna populacija ali vrsta. Vrsta pa se lahko prostorsko razdeli in njene populacije živijo ločeno.

Vsaka populacija se prilagaja svojemu okolju. In ker so mutacije povsem neusmerjene, se v vsaki posamezni populaciji pojavljajo kakšne mutacije, ki jih v drugi ni. Tako postajata populaciji različni.

Tako zelo, da nista več zmožni medsebojnega križanja. Rečemo, da sta (iz poprejšnje) nastali novi vrsti. Seveda so tudi drugačni načini cepitve in množitve vrst, a ta naj bi bil najobičajnejši; imenujemo ga alopatrična speciacija ali pa bolj razumljivo: cepitev vrst po prostorski ločitvi. Spolna ločitev (reproduktivna izolacija) je zelo pomemben pojav v evoluciji, ker pomeni, da se bosta novi obliki (vrsti) tudi na pozneje skupnem ozemlju plodili vsaka zase in tako ohranjali svoje posebnosti, da se bo vsaka po svoje naprej prilagajala in se bo vsaka spet lahko razcepila v nove vrste. Tako živi svet vedno temeljiteje izrablja okoljske vire, vidimo pa, da se bogati pestrost živega sveta, tudi tisto, čemur rečemo biotska raznovrstnost.

Populacija je torej zaradi čezmerne množitve prisiljena širiti svoj prostor. Pri tem tudi zaseje nove populacije. Populacije se prilagajajo novim okoljem in postajajo različne. Vrste se cepijo v nove vrste ob prilagajanju na nova okolja. Posledica vsega tega je vedno učinkovitejša in temeljitejša izraba Zemljinih virov. A to ni namen evolucije, to je njena posledica. Tako kot je evolucija posledica drugih prej omenjenih naravnih danosti.

V evoluciji so mogoči tudi drugi mehanizmi Seveda, v naravi so mogoča tudi odstopanja od naravnega izbora in v evoluciji lahko občasno prevladajo drugačni pojavi, vendar je vse to, kot kaže, bolj v ozadju. Tak mehanizem je na primer genetski zdrs (angleško genetic drift), to je sprememba deležev posameznih alelov v genskem skladu naslednje generacije brez vpliva selekcije. To se lahko zgodi predvsem v majhnih populacijah, kjer odpovedo pravila naključnosti. To si lahko predstavljate kot napako pri metanju kovanca. Npr. ko kovanec vržete desetkrat in vedno pade cifra, čeprav bi, po verjetnostnem računu, morala pasti cifra tolikokrat kot mož; slednje se bo bolj zanesljivo zgodilo, če ga vržete tisočkrat.

Om

Zaradi pr

Organizmi se čezmerno množijo

32 Biotska evolucija je spremenila naš planet

 Več na zadnji strani kataloga

130105 katalog bio srednja 3.indd 12-13

Darwin ni bil prvi, ki je skušal razložiti evolucijo. A je dal prvo na neizpodbitnih in oprijemljivih dejstvih zasnovano razlago.

A nekatere vrste bakterij že v nekaj minutah s cepitvijo izdelajo

Posledica čezmerne množitve v okolju z omejeno nosilnostjo je torej – omejitev preživetja.

Učbenik prinaša: • 174 strani formata 19,7 x 26,5 cm • 7 poglavij in 21 podpoglavij • 271 fotografij • 53 ilustracij in shematskih prikazov • 36 okvirčkov z dodatno vsebino

12

mi svojim nerazpoz tudi drug jo krvni d nikov je v dovolj le jemo kot

Predstavil jo je leta 1859 v nesmrtnem delu O nastanku vrst z naravnim izborom (On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life). Pozneje (1871) je objavil še delo The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex; in seveda še kaj. Teorijo, ki je v osnovah živa in priznana še danes, je ta genij snoval na tedaj zelo pomanjkljivi biologiji in celo na zgrešeni družboslovni teoriji – maltuzijanstvu.

Ozko grlo in ris v Sloveniji Kot zanesljiv, čeprav nenaraven primer ozkega grla bi lahko navedli populacijo risa (Lynx) v Sloveniji. Primera ni pripravila naravna katastrofa, ampak človek, ki je leta 1908 najprej ubil zadnjega risa tukajšnje populacije.

Zatem je z naselitvijo le nekaj parov iz Slovaške leta 1973 ustvaril novo majhno populacijo z zelo siromašnim genskim skladom. To je bilo ozko grlo. Majhno število osebkov in razmeroma kratek čas obstoja te populacije seveda nista omogočila nastanka številnih novih mutacij, ki bi omenjeno pomanjkljivost izničile. V začetku 21. stoletja zato ugotavljamo, da je nadaljnji obstanek populacije vprašljiv. Osiromašen genski sklad, torej majhno število različnih alelov, pogojuje zelo omejeno prilagodljivost.

Genetski zdrs je pogosto vezan na pojav ozkega grla (angleško bottleneck), kot imenujemo zmanjšanje populacije zaradi naravne ali antropogene katastrofe, ob nastanku nove populacije s selitvijo nekaj osebkov ali celo ene same oplojene samice. V takih primerih je genski sklad povsem drugačen, kot bi ga narekoval naravni izbor.

13

11. 03. 13 15:25

Evolucija in sistem živega sveta  struktura učbenika Uvod v vsako poglavje Vsako poglavje začne uvodna dvojna stran, ki prinaša vsebinsko povezano fotografijo, motivacijsko besedilo, podkrepljeno s citati, ključne pojme in vse podnaslove znotraj poglavja.

Uvod v učbenik in njegov zaključek Prva in zadnja stran učbenika, pred začetkom in po končanem »uradnem« besedilu, prinašata motivacijski fotografiji s tematsko povezanima citatoma.

Evolucija v živo in v stripu

Nekaj posebej pomembnih poglavij v evolucijski zgodovini

O resničnosti evolucije danes le malo kdo še dvomi. Tudi tisti, ki pripisujejo smiselnost v naravi višjemu stvarniku, večinoma priznavajo evolucijo, le z drugačnimi mehanizmi, kot jih poznamo naravoslovci. Čeprav je bila ideja o izvoru vrst s spreminjanjem revolucionarna, je bilo zanjo že v Darwinovem času veliko dokazov. Ob tem je takoj dobila neverjetno veliko zagovornikov.

Glede na pomembno vlogo vere in Rimskokatoliške cerkve v naši družbi je treba povedati tudi naslednje. Leta 1950, skoraj sto let po izidu Darwinovega dela, je papež Pij XII. v encikliki 'Humani Generis' dal previdno vedeti, da teorija o evoluciji in Biblija nista v nasprotju. Leta 1996 pa je Janez Pavel II. priznal, da številna odkritja govorijo tej teoriji v prid, in jo je podprl kot prepričljivo razlago pojavov, ki jih obravnava.

Razdelitev na poglavja je zanimivo povezana v zgodbo. Naslovi ključnih poglavij so duhoviti in dajejo celosten pregled vsebine, hkrati pa prek ključnih besed omogočajo zgraditev strukture znanja. Jezik besedila je tekoč, duhovit, na trenutke hudomušen, ob tem pa ostaja strokoven. To učbeniku daje svojevrsten osebni pečat, zato se ga lepo bere in vsebino dobro pomni.

Majda Kamenšek Gajšek, profesorica biologije, Gimnazija Celje – Center

Učbenik je notranje razdeljen na dva dela – o evoluciji življenja na Zemlji in o sistemu živega sveta. Uvodna dvojna stran posameznega dela prinaša motivacijsko fotografijo in izbrane tematsko povezane citate.

a j č e v Naj dstava e r p po Ve l i ke m p o k u

Ključni pojmi

Evolucija življenja za Zemlji Napredek z združevanjem ali kako je nastala prava evkariontska celica • Arheje in bakterije z drugimi organizmi povezujejo različni simbiotični odnosi • Endosimbiontska teorija razloži nastanek kloroplastov in mitohondrijev • Izvor bičkov in migetalk ter jedra • Sekundarna endosimbioza Učinkovite simbioze so se razvile večkrat • Endosimbioza pri koralah • V lišajih se na različne načine simbiotično povezujejo glive, cianobakterije in alge • Povezovanje istovrstnih evkariontov • Povezovanje evkariontskih celic v višje enote • Povezovanje mnogoceličnih organizmov v višje enote Poseljevanje kopnega je spet posledica gneče • Najprej živa hrana • Prve kopenske rastline so bile sorodne mahovom • Za rastlinjem še živali • Kopenski nevretenčarji • Končno še vretenčarji • Kot riba na kopnem Evolucijski razvoj človeka • Spremembe telesa, povezane s pokončno hojo • Druge spremembe, ki so posredno povezane s pokončno hojo • Razvoj človečnjakov – nevšečno sorodstvo?

• Rod Homo izhaja iz zgodnje veje avstralopitekov • Razvoj vrste Homo sapiens • Psihosocialna raven je evolucijska novost

Darwinov največji prispevek k evolucijski biologiji je bila preverljiva razlaga mehanizma, ki omogoča spreminjanje. In ta mehanizem je naravni izbor. Tako je Charles Darwin 'le' spregledal in oblikoval tisto razlago evolucijskih mehanizmov, ki jo v grobem še danes sprejemamo.

Vendar, poglejmo nekaj primerov, ki nam najbolj očitno ponazarjajo možnost spreminjanja živih vrst.

O kemi jsko-fizi oloških v živl jenju procesih zajedavs vemo le kih gliv malo.

Raziskav procesov e teh namreč simbioti zelo otež čni odno ujejo ---- -si.

Anton De Bary (1831–18 nemški 88), kiru rg, bota nik, mikrobio log in mikolog

Ključni pojmi

Kar zade va konj e, sem pisc

i močn v nasp o nakl rotju izvi rajo onjen z neka prepriča teri mi iz eneg nju, da ---- -a same vse pasm ga divj ega pred e Charles nika.

Darwin (1809–18 naravosl 82), ovec, utem elji O nast telj teor anku vrst ije o z nara evolucij vnim izbo i, rom (185 9)

z je le zelje o.

Cvetača razb sko izob visokošol ---- -–1910), n (1835 rist. in humo Mark Twai pisatelj ameriški

DNA filogenetika filogenetsko drevo filogeneza fosil RNA

Z vzgojo novih sort in pasem človek nekoliko usmerja in pospeši evolucijo Odpornost proti antibiotikom ali insekticidom se razvije v nekaj generacijah bakterij ali žuželk Okamneli ostanki razvojnih vej so kot ilustrirani koledarji iz preteklosti, ali kot strip • Naravne katastrofe so večkrat povzročile izumrtje rastlinskih in živalskih vrst Molekulski dokazi evolucije

prostor vidi m e. odnosti raziskav ji prih lje, V daln mbnejše nove teme ko pome dobila za veli ija bo opnem o post Psiholog obnosti r v nujn alni h spos r in sice ment n bo izvo anju tlje . Osve pridobiv oj. ljivosti ov razv in zmog njeg in človeka 82), telj (1809–18 ---- -utem elji Darwin ovec, vrst Charles ank u naravosl O nast i, angleški evolucij 9) teorijeo m izborom (185 vni z nara

ioza si mb vstv a. k je da i ro zaje r dolg jša od a. Ka Na je. abne bavn nd ri upor bolj za toho e mi Tudi šajt , vpra 1954) , -(r. ovec ll -- -sl Wa ko r, y zi ra me La rr ki je iš prog kega am er lj in ms te ogra pisa ik pr tn zače Perl ka jezi

Ves razvoj živega sveta je ena napeta in zanimiva zgodba. Pa vendar znotraj nje naletimo na še posebej zanimiva poglavja in nekaterim od teh se bomo dodatno posvetili. Na primer, kako neverjetno visok pomen imajo sožitja različnih organizmov. Ali se dovolj zavedamo, da je normalno človekovo bivanje tudi posledica sožitij z neštetimi bakterijami v in na našem telesu? In da je to še bolj pestro pri govedu in pri termitih? Ali vemo, da je evkariotska celica sploh nastala s popolnim zlitjem dveh sobivajočih prokariontov? In da je šele tako nastala celica omogočila nastanek mnogoceličnosti? O takih sobivanjih bomo izvedeli še kaj več zanimivega. Zanimiva štorija je tudi poseljevanje dotlej povsem pustega kopnega iz vode; pri čemer so morale rastline utreti pot živalim. Zgodba zase je seveda nastanek človeka in njegovega povsem novega sveta.

Pri tem pa Darwin seveda sploh ni bil prvi evolucionist. O samospočetju in razvoju živega sveta so filozofirali že davno pred njim. Spomnimo se samo Heraklitovega reka πάντα ῥεῖ - (panta rhei), vse teče, vse se spreminja. Za pionirja evolucionizma pravzaprav velja JeanBaptiste Lamarck (okoli leta 1800), ki je postavil prvo celovito evolucijsko teorijo – vendar se je izkazalo, da na napačnih (deloma tudi idealističnih) osnovah. Konec koncev, tudi Charlyjev dedek Erasmus Darwin je nekaj prispeval v tem pogledu.

Dva vsebinska dela

Učili so me, da so človeški do seda možgani j vend ar kron a mislim, evolucij e, da so sistem zelo slab za prež ivetje.

---- -Kurt Vonn egut mlaj ameriški ši, pisec roma nov, in liko vni umet sati rik nik (192 v revi ji The 2 – 2007 Observer ) (1987)

biček cevnica endosimbiontska teorija govor hitinjača inteligenca kloroplast kopuča (korm) kultura kutikula migetalka mikoriza mitohondrij molekulska ura možgani mutualizem notranje ogrodje organ pljuča pokončna hoja reža simbioza tkivo vzdušnica (traheja) zadruga zajedavstvo (parazitizem) zarodek

Prvi del:

Največja predstav poku sva a po Veli jaz in kem ---- -ti!

Lorenzo Costanti – Jova no Cher notti ubin i (1966), italijan ski peve c

162 Pregled – sistem živega sveta

Pregled – sistem živega sveta 163

Ključna spoznanja v tem poglavju

Uporabite svoje znanje

Odgovorite na vprašanja.

☞ Živi svet danes delimo na dve

, ta ko iji vr ti oluc o ev Zemlja iti se da dvom s je om ili, dv Da ne – ), biolog bi a. i kot 1941 , jk Sonc . (r tu re ucis okli ins evol litera -Dawk og, -- -ne ol ard stve i et Rich zn an ansk brit satelj (1976) pi gen in čn i Sebi

fosila, nobenega jo do našli ne bi noma vodi Celo če . li veči in prav e živa preživel imel Darw da je sklepa, – ), (r. 1941 ---- -biolog Dawk ins ucisjki re, Rich ard og, evol i etol literatu ne ansk stve brit (2009) telj znan a na Zemlji in pisa predstav ečja Najv

prokariontski domeni (Bacteria in Archaea) ter domeno Eukaryota.

Le pri evkariontih se je lahko razvila večceličnost, in to večkrat. Najuspešnejša večcelična telesa so se razvila pri rastlinah in živalih.

Na koncu poglavja

1. Katere so glavne značilnosti bakterij, arhej in evkariontov?

2. V čem se (prave) rastline razlikujejo od mnogoceličnih alg?

3. Opišite osnovne značilnosti mahov, praprotnic, semenk.

☞ Z vrstami daleč najbogatejša skupina so žuželke, ki obsegajo (s skoraj milijonom znanih vrst) več kot polovico vseh živih bitij. In od tega je skoraj polovica hroščev.

4. Opišite osnovne značilnosti (živalskih debel).

☞ Vseh znanih vrst živih bitij, vključno

Zadnji strani poglavja sta grafično oblikovani kot mapa s ključnimi spoznanji tega poglavja in rubriko Uporabite svoje znanje, ki prinaša nekaj vprašanj za utrjevanje znanja in zahtevnejša vprašanja za razmislek.

z bakterijami, je vsaj poldrugi milijon.

Domnevajo, da jih je v resnici najmanj petkrat toliko.

Drugi del:

Kakeodit nar vi et živi s p re g l e d en?

164 Slovarček ključnih pojmov

SlovArček ključnih pojmov

Na koncu učbenika Učbenik se zaključi s ključnimi pojmi iz posameznih poglavij, z odgovori na vprašanja in s stvarnim kazalom.

Alel Ena od oblik gena; gen ima lahko dva ali več alelov. Alel je na določenem mestu v kromosomu – na kromosomskem (genskem) lokusu. Diploiden posameznik ima za vsak gen lahko dva alela.

Analogija Podobnost med dvema vrstama kot posledica konvergentnega razvoja in ne razvoja iz skupnega prednika.

Avtotrof Organizem, ki lahko iz preprostih anorganskih molekul, kot sta CO2 in H2O, sintetizira organske molekule, ki jih porablja za svojo rast. Najpogostejši avtotrofi so fototrofi, ki to počno s fotosintezo, npr. zelene rastline.

Biček Dolg in tanek, aktivno gibljiv izrastek celice z značilno zgradbo.

Bički prokariontov in evkariontov se razlikujejo glede na zgradbo in naloge, ki jih opravljajo. Biček evkarionta je grajen enako kot migetalka.

Biotska/biotična raznovrstnost (biodiverziteta) Celota različnih organizmov v nekem okolju, ki vključuje genetsko raznovrstnost, raznovrstnost vrst in raznovrstnost ekosistemov.

Biološka vrsta, koncept Definicija vrste kot skupine posameznikov, ki se v naravi med seboj uspešno parijo in so reproduktivno ločeni od podobnih skupin.

Brstenje Nespolno razmnoževanje, pri katerem iz starševskega organizma poženejo izrastki.

Ti se lahko odščipnejo in živijo neodvisno ali ostanejo pritrjeni in končno oblikujejo veliko kolonijo.

Cepitev Način nespolnega razmnoževanja, pri katerem se starševska celica razdeli na dve, običajno genetsko identični hčerinski celici enake velikosti.

Cevnica Rastlina s prevodnimi tkivi.

Divergenca Pridobljene razlike po evolucijski ločitvi (npr. vrst).

14

130105 katalog bio srednja 3.indd 14-15

Uporabi svoje znanje 167

Deoksiribonukleinska kislina (DnA) Polimer deoksiribonukleotidov, povezanih s fosfodiestrskimi vezmi. Pri večini organizmov je prisotna v obliki dvojne vijačnice, sestavljene iz dveh polimernih molekul, enojnih verig, ki se druga drugi prilegata v nasprotni smeri.

Domena Taksonomska kategorija, višja od kraljestva. Tri domene so Archaea, Eubacteria in Eukarya.

Dominantnost Prevladujoča lastnost, posledica odnosa med aleli.

Dominanten je alel oziroma fenotip, ki se v kombinaciji z drugimi aleli v heterozigotnih osebkih izraža kot prevladujoč.

Dvodelno ime Dvodelno latinsko poimenovanje vrst, sestavljeno iz rodovnega in vrstnega dela. ekološka niša Večdimenzionalen prostor, v katerem vrsta udejanja vse svoje potrebe in vključuje habitat in delovanje organizma ter odnose z drugimi organizmi (npr. njegovo mesto v prehranskem spletu; ali je organizem plenilec, zajedavec ali plen). endosimbioza Simbiotičen odnos, pri katerem en organizem živi znotraj drugega.

Fenotip Izražena (gradbena, oblikovna, fiziološka, biokemijska ali psihološka) manifestacija genetske lastnosti organizma; je posledica interakcije med njegovim genotipom (genetsko zasnovo) in okoljem.

Filogenija Evolucijska zgodovina organizmov ali genov.

Filogenetsko drevo Diagram, ki prikazuje evolucijsko zgodovino vrst ali drugih taksonov.

Fosil (okamenina) Ohranjen ostanek ali odtis organizma, ki je živel v preteklosti.

Genetski zdrs Naključna sprememba v frekvenci alelov med generacijama zaradi naključnih variacij pri razmnoževanju posameznikov v končno veliki populaciji.

Genom Celoten genetski material v posamezni celici organizma (ali virusa). Pri diploidnih organizmih sestavljajo genom telesne celice dve garnituri jedrnih kromosomov ter genom organelov (mitohondrijev, plastidov). V haploidnih (tudi spolnih) celicah je le ena garnitura kromosomov. Pri mnogoceličarjih je genom praviloma v vseh telesnih celicah enak.

Genotip Genetska zgradba organizma. Seštevek vseh celičnih alelov. Izraz pa se lahko nanaša tudi na posamezen gen ali manjšo skupino genov – alelne razlike med celicami/osebki pomenijo različne genotipe.

Genski lokus Specifično mesto na kromosomu, kjer je gen za neko lastnost. V lokusu je prisoten eden od alelov gena.

Genski sklad Vsi geni neke populacije v določenem času. heterozigot Diploiden organizem (celica) z različnima aleloma nekega gena (genskega lokusa). homologija Podobnost zaradi izvora iz skupnega prednika. V genetskih raziskavah se nanaša na gene, ki so v genomu na istih lokusih. V fenotipskih raziskavah se nanaša na znake ali stanja znakov, ki so prisotni v skupini vrst in pri njihovem skupnem predniku. homozigot Diploiden organizem (celica) z enakima garniturama kromosomov. Vsak gen je zastopan dvakrat z istim alelom. izmenjava generacij Življenjski krog, v katerem se izmenjujeta diploidna in haploidna ali spolna in nespolna generacija.

B

C

bili mehurčki v morju,







potem ribe,



A



uporABi Svoje ZnAnje Nekoč smo

vesolje se razvija in mi v njem

potem kuščarji in



–

–

podgane in







1 Razvoj je evolucija, torej razvoj živega sveta kot celote, ki je predvsem prilagajanje in popestritev. Razvoj je tudi filogeneza, razvoj vrste v nove vrste, ki je osnova sorodnosti med njimi. Razvoj je tudi osebni razvoj osebka (ontogeneza) od spojka (zigote) skozi zarodek do spolne zrelosti in smrti.

potem opice in





stotine stvari vmes.





2 Zvrstile so se predbiotska (fizikalna in kemična), biotska in psihosocialna faza. Ob slednji še vedno potekata tudi prejšnji.

dletasti zobje zajca in

odgovorite na vprašanja.

3 Glavni vir kisika v ozračju so fotoavtotrofni organizmi.

Zato je delež kisika v atmosferi začel hitro naraščati, ko so se razvile cianobakterije. Prisotnost in delež kisika pa sta spet življenjsko zelo pomembni lastnosti ozračja.

4 Ker tako definiramo naravo – kot tisto, česar ni ustvaril človek. Človek si je ustvaril umetno okolje.

5 Vsi delni procesi v živem bitju potekajo na podlagi fizikalnih in kemijskih zakonitosti. Ne moremo se na primer izogniti delovanju sile teže. Snovi med seboj reagirajo po enakih zakonitostih kot v neživi naravi.

In navidezno upiranje zakonu entropije pri npr. izgrajevanju osebka in večanju pestrosti živega sveta gre lahko le na račun večanja entropije v okolju. A vse to se v živem svetu dogaja posebej organizirano.

6 Živo bitje je sistem, v katerem potekajo življenjski procesi; torej osebek, ki živi. Je zaključen, omejen, pa vendar v obojesmernem odnosu z okoljem.

Njegove bistvene značilnosti so celična zgradba (v podobi celice ali mnogoceličnega telesa) z genomom in beljakovinskimi strukturami. Življenje je poseben sklop (povezanih in soodvisnih) procesov, ki omogočajo rast z asimilacijo ter samoreprodukcijo z dednostjo.

Ta roka je bila nekoč plavut,





ta roka je nekoč imela kremplje.





V naših ustih so bili volčji sekalci in

 













meljaki kakor pri kravi.



Naša kri je slana kot





morje, v katerem smo včasih živeli.





Ko se prestrašimo, se naši lasje naježijo,





kot se je nekoč dlaka, ki je prekrivala naša telesa.





Mi smo zgodovina.





 da

 ne

– pogojno

Biotska evolucija je spremenila naš planet kako naj razumem evolucijo odgovorite na vprašanja.

1 Tako označujemo danost, da v določenem prostoru lahko preživi določeno število osebkov neke vrste.

Omejena je zato, ker vsak osebek preprosto potrebuje in izrablja svoj delež okolja. Omejujoči so omejen prostor in omejeni razpoložljivi viri.

2 ‘Boljše’ so tiste lastnosti, ki olajšujejo preživetje. In tiste, ki dajo več možnosti za učinkovito reprodukcijo.

3 V povprečju preživi na vsak osebek v populaciji po en osebek naslednjega rodu. Seveda velikost populacije med generacijami niha, a le okoli določene vrednosti.

4 Ne zagotavlja zato, ker je veliko možnosti, da se osebek znajde ‘ob nepravem času na nepravem kraju’; v tem primeru lahko »pobere« tudi najbolje opremljene osebke.

5 Osnova dednosti je dejstvo, da se mladi osebek razvije iz celice, v kateri je enak genom, kot so ga imeli starši.

Genom pa je navodilo za izgrajevanje in delovanje osebka.

15

11. 03. 13 15:25

Ekologija 26 Organizmi v okolju

Organizmi v okolju 27

Uspešnost organizma ali skupine organizmov v danem okolju je odvisna od vseh dejavnikov okolja. Dejavnik, ki se po obsegu približuje meji strpnosti organizma ali jo celo presega, je omejujoči dejavnik. Obseg spreminjanja določenega okoljskega dejavnika, v katerem obstaja določena vrsta, je ekološka valenca. Ekološki optimum je obseg določenega okoljskega dejavnika, v katerem življenjski procesi nemoteno potekajo. Meje delovanja organizma v okviru določenega okoljskega dejavnika44 predstavljata minimum Okoljskeekološki razmere postavljajo meje organizmom in maksimum.

Zunanje in notranje okolje organizma se razlikujeta.

Strpnost organizma prikažemo s strpnostno krivuljo Organizmi v okolju večinoma živijo v razmerah, kjer je nečesa preveč (na primer soli, vode, svetlobe), ali premalo (na primer vode, svetlobe, kovin). Prilagojenost organizmu omogoča, da preživi znotraj skrajnih mej različnih okoljskih dejavnikov. Strpnost organizma do določenega okoljskega dejavnika lahko grafično prikažemo s strpnostno krivuljo. Na osi x je okoljski dejavnik, medtem ko je na osi y dejavnost vrste. Osrednji del krivulje je optimalno območje okoljskega dejavnika, kjer ima organizem največji odziv in se uspešno razmnožuje. Levo in desno od optimuma sta območji, kjer organizem raste in se razvija, vendar se ne razmnožuje. Skrajna dela krivulje predstavljata meje preživetja organizma.

V postopku potrjevanja.

Na voljo maja 2013!

Avtorica: prof. dr. Alenka Gaberščik

Na sliki je primer strpnostne krivulje glede na okoljske temperature.

spodnja meja strpnosti

Recenzenta: doc. dr. Igor Zelnik in Nada Udovč Knežević

Rdeča nit celotne knjige je Cerkniško jezero, h kateremu se avtorica večkrat vrača, saj je predmet njenih dolgoletnih znanstvenih raziskav. Obsežen del učbenika je sicer vezan na izbirne vsebine Človek in naravni viri, vendar je razumevanje umestitve človeka v okolje z vsemi pozitivnimi in negativnimi posledicami nujno prav za vsakega dijaka.

propad organizma

ekloška valenca

optimalno območje

odziv vrste

organizma ni

organizma ni

največja prilagojenost

rast

rast

ekološki minimum

v preži

re ž

e etj

p

Naslov učbenika se kar dobesedno nanaša na ekologijo – iz grških besed oikos (domovanje, hiša, prostor za bivanje) in logos (beseda, govor, znanost). Avtorica na zanimiv način popelje dijaka skozi ekologijo kot vedo, skozi organizme v okolju, okoljske razmere, razmerja med organizmi in kroženje snovi. Predstavi tudi nekaj primerov zgradbe in delovanja ekosistemov.

zgornja meja strpnosti

propad organizma

ekološki maksimum ive tje

temperatura okolja nizke

nizke temperature

gradient okoljskega dejavnika

Nekatere živali, kot so na primer kotačniki, počasniki in talne glist lahko preživijo popolno izsušitev.

visoke temperature

Na pomanjkanje vode so odlično prilagojeni tudi velblodi. Naenkrat lahko popijejo ogromne količine vode, tudi od 70 do 100 litro Kadar jim vode primanjkuje, jo lahko pridobijo z oksidacijo maščo be v grbi ( I, Celično dihanje). Vodo dobro izkoristijo, saj so njiho vi izločki močnoKazalka koncentrirani ( II, Uravnavanje sestave telesnih nakazuje podobno tekočin). Pregretje dobro prenašajo in njihova telesna temperatu tematiko v drugih poglavjih ali učbenikih iste učbeniške se lahko nekoliko spreminja glede naserije. dan in noč.

Prilagoditve organizma ali adaptacije Meje strpnosti organizmov so odvisne od njihove prilagojenosti na okoljske danosti. Posamezne vrste imajo različne vedenjske, morfološke, biokemijske in fiziološke lastnosti, ki so se ohranile v procesu naravnega izbora. Te lastnosti omogočajo ali povečajo organizmom možnost preživetja v določenem okolju, pod vplivom različnih živih in neživih dejavnikov. Imenujemo jih prilagoditve ali adaptacije. Prilagoditve povečajo strpnost do dejavnikov okolja Velblod (na primer sevanja, temperature, vlažnosti, slanosti, vetra, paše), izboljšajo izrabo virov (sevanja, vode, hranil) in odnos organizma do drugih organizmov (na primer partnerjev, zajedavcev in plenilcev). Delovanje različnih okoljskih dejavnikov v ekosistemu je lahko sinergistično ali pa nasprotno, zato so dejanske prilagoditve organizma kompromis odzivov na posamezne dejavnike.

V barvno ločenih okvirjih so dejavnikov Spreminjanje okoljskih predstavljeni primeri, ki dopolnjujejo povzroča spremembe v številčnosti glavno besedilo, so del maturitetnih ali izbirnih vsebin ali ponujajo pojavljanja vrst

V kolikor en okoljski dejavnik ni optimalen za razvoj organizma, se strpnost tudi za druge lahko zmanjša. Na primer, če rastlina, ki sicer uspeva na odprtih rastiščih, raste v senci, bo bolj občutljiva na okužbe, kar bo prizadelo njeno rast. Pogosto se tudi zgodi, da organizmi v naravi ne živijo v okviru optimuma določenega okoljskega dejavnika, ker jim drugi dejavniki to preprečujejo. Tak dejavnik je tudi prisotnost vrst, ki so uspešnejše pri izkoriščanju virov. Nekatere rastlinske vrste, ki rastejo na hranilno revnih tleh, bi lahko živele na bogatejših, vendar le v odsotnosti vrst, ki rastejo na hranilno bogatih tleh, ki rastejo hitreje, saj bi jih te izpodrinile.

dodatno razlago.

Okoljske razmere vplivajo na številčnost posameznih vrst na določenem območju. Na primer na visokogorskem pašniku lahko opazujemo vplive paše na prisotnost rastlinskih vrst. Pašne živali pašnik teptajo in z izločki gnojijo. Največji vpliv pa ima objedanje ki povzroči uničenje celotne rastline ali njenih delov. Rastline, ki sobivajo s pašnimi živalmi, se uničenju izognejo na različne način Nekatere imajo poseben način rasti in hitro nadomeščajo objede tkiva, na primer trave. Druge izdelujejo različne strupene, neužitn ali neokusne snovi, to so na primer materina dušica, rosnik, šentjanževka in kislica. Spet tretje pa se pred plenilci zaščitijo s trni a bodicami kot na primer osat in bodeča neža. Raziskave so pokaza da se po opustitvi paše zmanjša delež trav ter poveča številčnost pestrost dvokaličnic.

visoke 44 Okoljske razmere postavljajo meje organizmom

Okoljske razmere postavljajo meje organizmom 45

Nekatere živali, kot so na primer kotačniki, počasniki in talne gliste, lahko preživijo popolno izsušitev.

Spremembe številčnosti in pojavljanja vrst pa so povezane tudi s spremembami sezonskih vzorcev temperature, vlažnosti in sončevega sevanja ter z nenadnim pojavljanjem neugodnih razmer in različnih motenj, kot so požari in poplave. Na območju Cerkniškega jezera, na primer, se v različnih letih vodne razmere zelo razlikujejo, zato se pojavljajo tudi velike razlike v številčnosti nekaterih vrst rastlin in živali. V letih z višjimi vodostaji so razmere ugodne za razvoj rastlinskega planktona, parožnic, klasastega rmanca, rumenega blatnika, vodne dresni in prave potočarke, medtem ko se v letih z nižjimi vodostaji bolj številčno pojavljajo močvirski grint, širokolistna koščica in številne amfibijske rastline, kot so na primer božja milost, česnov vrednik in vodna meta. Spremembe se pojavljajo v številčnosti nekaterih vrst rib, pa tudi ptic, ki gnezdijo na območju poplav. Pravimo, da se številčnost populacij različnih vrst organizmov spreminja.

Na pomanjkanje vode so odlično prilagojeni tudi velblodi. Naenkrat lahko popijejo ogromne količine vode, tudi od 70 do 100 litrov.

Kadar jim vode primanjkuje, jo lahko pridobijo z oksidacijo maščobe v grbi ( I, Celično dihanje). Vodo dobro izkoristijo, saj so njihovi izločki močno koncentrirani ( II, Uravnavanje sestave telesnih tekočin). Pregretje dobro prenašajo in njihova telesna temperatura se lahko nekoliko spreminja glede na dan in noč.

TUDI V BREZPLAČNI E-OBLIKI! Velblod

Spreminjanje okoljskih dejavnikov povzroča spremembe v številčnosti pojavljanja vrst

Ker so ekološke vsebine v veliki meri sinteza vsebin predhodnih učbenikov na višji ravni, jih dijak ne more razumeti brez poznavanja biologije celice, genetike, zgradbe in delovanja organizmov ter evolucije. Da bi se avtorica izognila podvajanju vsebin, zanimive primere, predhodno razložene v drugih učbenikih, predstavlja predvsem v slikovnem gradivu, za temeljitejšo razlago pa bralca napoti na predhodne učbenike.

Učbenik prinaša: • 208 strani formata 19,7 x 26,5 cm • 17 poglavij in 38 podpoglavij • 281 fotografij • 35 ilustracij in shematskih prikazov • 62 okvirčkov z dodatno vsebino

Strpnost organizma se spreminja glede na okoljske razmere. Krivulje prikazujejo obseg dejavnosti organizma v različnih okoljskih razmerah.

strpnost

Organizem je živ sistem, ki se odziva na dražljaje iz okolja, raste in se razmnožuje. Beseda izvira iz grške besede organon, kar pomeni inštrument.

Zunanje okolje organizma se lahko močno dnevno in sezonsko spreminja, medtem ko notranje okolje ostaja bolj ali manj enako. Vzdrževanje stalnosti notranjega okolja v spremenljivem zunanjem okolju imenujemo homeostaza ( II, Kaj je življenje). Organizem vzdržuje homeostazo, tako da zaznava spremembe v okolju in se nanje odziva z morfološkimi, fiziološkimi in biokemijskimi spremembami ter z različnimi vzorci vedenja.

Okoljske razmere vplivajo na številčnost posameznih vrst na določenem območju. Na primer na visokogorskem pašniku lahko opazujemo vplive paše na prisotnost rastlinskih vrst. Pašne živali pašnik teptajo in z izločki gnojijo. Največji vpliv pa ima objedanje, ki povzroči uničenje celotne rastline ali njenih delov. Rastline, ki sobivajo s pašnimi živalmi, se uničenju izognejo na različne načine.

Nekatere imajo poseben način rasti in hitro nadomeščajo objedena tkiva, na primer trave. Druge izdelujejo različne strupene, neužitne ali neokusne snovi, to so na primer materina dušica, rosnik, šentjanževka in kislica. Spet tretje pa se pred plenilci zaščitijo s trni ali bodicami kot na primer osat in bodeča neža. Raziskave so pokazale, da se po opustitvi paše zmanjša delež trav ter poveča številčnost in pestrost dvokaličnic.

Ljudje na območju Cerkniškega jezera živijo z jezerom. Vsako leto, ko voda presiha, rešujejo ribe.

Pogled na gorski pašnik odkriva veliko mozaičnost površine, saj pašne živali izbirajo svojo hrano in se nekaterim rastlinam izogibajo.

Pogled na gorski pašnik odkriva veliko mozaičnost površine, saj pašne živali izbirajo svojo hrano in se nekaterim rastlinam izogibajo.

Navadno je Cerkniško jezero poleti suho, jeseni in spomladi pa se napolni z vodo. Včasih se zgodi, da voda poleti ne odteče ali pa se jezero ponovno napolni.

Nenadejane spremembe na višku sezone lahko motijo organizme, ki tam živijo.

Bodeča neža napoveduje vreme.

c

 Več na zadnji strani kataloga

Bodeča neža ali brezstebelna kompava ima pritlično rozeto bodečih listov in dobro zaščiteno socvetje (košek), saj so tudi ovojkovi listi polni ostrih trnov. Njeno socvetje se odziva na vlažnost zraka, zato jo po ljudskem izročilu uporabljajo za napoved vremena. Široko odprta socvetja napovedujejo lepo vreme, ko pa se vlažnost zraka povečuje, se socvetja zaprejo.

b a Na pašnikih pogosto ostanejo rastline, ki imajo dobro zaščito pred rastlinojedci.

Takšne rastline so na primer preobjeda (a), volnati osat (b), plahtica ali rosnik (c).

Bodeča neža s široko odprtim socvetjem napoveduje lepo vreme.

c

b

16

Mladoletnice so žuželke s popolno preobrazbo, katerih ličinke in bube živijo v vodi. Ličinke pogosto živijo v raznovrstnih tulcih, ki jih izdelajo iz različnih materialov – delcev peska, vejic in listja. Na sliki so ličinke mladoletnic, ki so ostale na kopnem, ko je voda odtekla.

17

a

130105 katalog bio srednja 3.indd 16-17

Na pašnikih pogosto ostanejo rastline, ki imajo dobro zaščito pred rastlinojedci.

Takšne rastline so na primer preobjeda (a),

11. 03. 13 15:25

Ekologija  struktura učbenika Organizmi živijo v populacijah

Uvod v vsako poglavje Uvod v učbenik in njegov zaključek Prva in zadnja stran učbenika, pred začetkom in po končanem »uradnem« besedilu, prinašata motivacijski fotografiji s tematsko povezanima citatoma.

Vsako poglavje začne uvodna dvojna stran, ki prinaša vsebinsko povezano fotografijo, motivacijsko besedilo, podkrepljeno s citati, ključne pojme in vse podnaslove znotraj poglavja.

Rast človeške populacije je eksponentna. Največji porast smo zabeležili v preteklem stoletju, ko se je v le 40 letih, od leta 1950 do 1990, populacija ljudi povečala z dveh in pol na pet milijard. Podvojitev je zahtevala celo manj časa, kot je povprečna življenjska doba ljudi. Populacija še vedno narašča. Vsak dan se v času ene šolske ure na planetu rodi več kot 10.000 osebkov naše vrste, kar pomeni približno tri rojstva vsako sekundo. Takšna rast prebivalstva pa je na planetu, kjer so prostor in viri omejeni, dolgoročno nemogoča, saj na rast človeške populacije vplivajo isti dejavniki kot na druge vrste, ki bivajo na Zemlji.

Tako je tudi povečevanje števila ljudi odvisno od gostote osebkov in znotrajvrstnega tekmovanja, razpoložljivosti virov ter okoljskih razmer, vključno s prisotnostjo drugih vrst. Ljudje smo v medsebojnem tekmovanju bolj ali manj uspešni, v tekmovanju za vire in prostor pa izpodrivamo druge vrste. Kljub temu danes približno polovica svetovnega prebivalstva živi v revščini, petina nima zadostne količine hrane, spreminjajo pa se tudi razmere za življenje.

je vzd ržu ) lah ko (človeške pla net ikost rast vel mora Končen li. očeno o se i nič le dol cije. Zat bližat pop ula cije pri 2003), (1915– pop ula din Har --- --- t Jam es Gar ret ekolog ški am eri

Ključni pojmi nosilnost okolja populacija populacijska dinamika

Populacija je osnovna ekološka enota • Zgradbo populacije opišemo z gostoto, porazdelitvijo ter starostno in spolno sestavo • Na dogajanje v populaciji vplivajo rodnost, smrtnost ter doseljevanje in odseljevanje osebkov • Spreminjanje številčnosti populacij je posledica spreminjanja okoljskih danosti • Prostorske potrebe osebkov in populacij so različne za različne vrste • Populacije različnih vrst uspešno sobivajo

Dva vsebinska dela

Poglavja o varstvu okolja in vplivu človeka na naravo bralca nikakor ne pustijo ravnodušnega. Nasprotno – bralca se dotaknejo in na ta način prispevajo k ozaveščanju mladih o resnosti okoljskih problemov, saj le tako lahko še pravočasno spremenimo vrednostni sistem večine.

V učbeniku je jasno razvidna avtoričina skrb za odnos mladih do okolja, ki izhaja iz zavedanja, da je sprememba vrednot pogoj za kolektivno spremembo načina življenja in boljše gospodarjenje z ekosistemi v prihodnje.

Učbenik je notranje razdeljen na dva dela – o ekologiji kot vedi in o človekovem vplivu na okolje. Uvodna dvojna stran posameznega dela prinaša motivacijsko fotografijo in izbrane tematsko povezane citate.

Prvi del:

E ko l o gija

184 Trajnostni razvoj

Trajnostni razvoj 185

Ključna spoznanja v tem poglavju

Uporabite svoje znanje

☞ Trajnostni razvoj pomeni gospodarjenje na način, ki omogoča zadovoljitev osnovnih potreb sedanje družbe, ne da bi zmanjšali možnosti prihodnjim generacijam. Pogoj za udejanjanje trajnostnega razvoja ni samo enakost med generacijami, ampak tudi med ljudmi, ki danes naseljujemo Zemljo.

Na koncu poglavja Zadnji strani poglavja sta grafično oblikovani kot mapa s ključnimi spoznanji tega poglavja in rubriko Uporabite svoje znanje, ki prinaša nekaj vprašanj za utrjevanje znanja in zahtevnejša vprašanja za razmislek.

☞ Trajnost ne pomeni le ohranjanja stanja, ampak trajno ohranjanje procesov, ki temeljijo na življenjskih združbah ter omogočajo nemoten pretok energije in kroženje snovi. Pri tem je ključno, da obnovljive vire uporabljamo tako, da hitrost izrabe ne presega obnove.

☞ V naravi snovi krožijo in vsak odpadek je tudi vir. Z vidika trajnosti je pomembno tudi ravnanje z odpadki, saj vnašanje odpadnih snovi v okolje ne sme preseči zmožnosti okolja, da sprejme odpadne snovi.

☞ Odpadek je vsaka snov ali predmet, ki ga ne moremo (ali ne želimo) uporabiti in ga zavržemo. Poglavitni vzrok za nastajanje odpadkov je prekomerna potrošnja dobrin. Prekomerna potrošnja povečuje tudi rabo energije in virov, njihova proizvodnja pa lahko temelji tudi na izkoriščanju delovne sile.

☞ Ravnanje z odpadki vključuje zbiranje, prevoz, začasno skladiščenje, predelavo in odstranjevanje na varen način.

Odgovorite na vprašanja.

Premislite, opazujte, raziščite.

1. Kaj je trajnostni razvoj?

• V naravi veljajo načela trajnosti.

Razložite, zakaj.

2. Kateri so glavni pogoji za udejanjanje trajnostnega razvoja?

☞ Dobro gospodarjenje z odpadki pomeni preprečevanje nastajanja odpadkov, zmanjševanje količin, zmanjševanje škodljivih vplivov na okolje ter pravilno ravnanje z odpadki. Za učinkovito izrabo odpadkov je potrebno ločeno zbiranje.

• Ocenite, koliko odpadkov imate pri vas doma (na dan, na teden).

3. Kaj je odpadek?

• Zakaj je treba ločevati odpadke?

4. Kaj so odpadki v naravnih sistemih (brez vpliva človeka)?

☞ Pri nakupih in uporabi dobrin bodimo

• Na kakšen način lahko zmanjšamo količino odpadkov?

5. Kaj je glavni vzrok za nastajanje odpadkov?

pozorni na: izvor in dostopnost materiala, ki sestavlja dobrino, postopek in mesto njene izdelave oziroma pridelave, učinke, ki jih imajo izdelava, uporaba in razgradnja dobrine na okolje, naravo in ljudi ter spoštovanje pravic ljudi, ki so dobrino izdelali oziroma pridelali.

• Kaj menite o potrošništvu?

6. Kakšne postopke vključuje dobro gospodarjenje z odpadki?

• Razmislite, kaj resnično potrebujete za svoje življenje.

☞ Tehnologija je lahko učinkovito orodje za dosego našega najpomembnejšega cilja, živeti kakovostno življenje. To pa je mogoče le v kakovostnem okolju, z vsemi živimi in neživimi dejavniki.

☞ Trajnostno gospodarjenje je mogoče le na podlagi dobrega poznavanja zgradbe in delovanja naravnih sistemov.

doc. dr. Igor Zelnik, Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani 198 Slovarček ključnih pojmov

200 Uporabi svoje znanje

SlovArček ključnih pojmov

Drugi del:

Ljudje

o m s p re m i n j a

Na koncu učbenika Učbenik se zaključi s ključnimi pojmi iz posameznih poglavij, z odgovori na vprašanja in s stvarnim kazalom.

Adaptacije Vedenjske, morfološke, biokemijske in fiziološke lastnosti organizma, ki so se ohranile v procesu naravnega izbora in omogočajo ali povečajo možnost preživetja organizma v določenem okolju, pod vplivom različnih živih in neživih dejavnikov.

Aklimatizacija Povečevanje zmožnosti organizma za preživetje sprememb okoljskih danosti v okviru genskih danosti organizma oziroma v okviru njegovih adaptacij.

Biocenoza (življenjska združba) Skupnost vseh živih organizmov v ekosistemu.

Bioindikator Vrsta ali skupina vrst organizmov, ki jo uporabimo za sledenje stanja okolja ali ekosistema. Bioindikatorji nam pokažejo skupne učinke različnih onesnaževal v ekosistemu in tudi približen čas njihove prisotnosti s spremembami delovanja, obnašanja ali s kemisjkimi spremembami.

Biotop (življenjski prostor) je neživi del ekosistema, ki obsega fizično okolje organizmov.

Biotska pestrost (biotična oziroma biotska raznovrstnost, biodiverziteta) Raznolikost življenja, ki vključuje pestrost vseh ravni življenja: znotrajvrstno in vrstno pestrost ter pestrost ekosistemov.

Conacija Pasovno pojavljanje združb zaradi značilnosti območja, kjer se eden ali več dejavnikov postopno spreminja, kot na primer s povečevanjem nadmorske višine, globine vode, ravni talne vode, slanosti in podobno.

je okolje o v s

Dejavniki okolja (okoljski dejavniki) Vsi dejavniki, ki delujejo na žive organizme na določeni lokaciji.

Delimo jih na nežive (abiotske) in žive (biotske).

ekolog Znanstvenik, ki deluje na področju ekologije. ekologija Znanstveno področje biologije, ki proučuje odnose med živimi organizmi in okoljem (živim in neživim), njihove prilagoditve na razmere, v katerih živijo, ter vzorce porazdelitve in bogastva živih organizmov. ekološka niša Večdimenzionalen prostor, v katerem vrsta udejanja vse svoje potrebe in vključuje habitat in razširjenost organizma, njegovo delovanje organizma (na primer njegovo mesto v prehranskem spletu) ter medsebojne odnose z drugimi organizmi (na primer, ali je organizem plenilec ali zajedavec). ekološka sukcesija (ekološko zaporedje) Postopno in na videz usmerjeno spreminjanje združbe na določenem območju. ekološka učinkovitost Delež prenosa energije z ene prehranjevalne ravni na drugo. ekološki odtis Odraz trenutne potrebe ljudi na določenem območju po površini glede na zmožnost obnove območja oziroma njegovo biokapaciteto. ekosfera Vsa živa bitja na Zemlji in njihova medsebojna razmerja, vključno z njihovo povezavo s pedosfero, litosfero, hidrosfero in atmosfero. ekosistem Skupnost vseh organizmov, ki živijo na določenem območju skupaj z njihovim fizičnim okoljem. ekosistemska pestrost Pestrost habitatov, združb in ekoloških procesov v ekosistemih. ekosistemske storitve Vse koristi, ki jih imamo ljudje od narave, in vključujejo vse procese in snovi, ki nam omogočajo življenje.

Ekosistemske storitve delimo na podporne, ker ustvarjajo snovno osnovo za naše življenje, vzdrževalne, preskrbovalne in socialne oziroma kulturne.

ekoton Prehod med dvema ekosistemoma; ima posebno zgradbo.

Fenotipska gnetljivost Obseg zmožnosti organizma za spreminjanje fenotipa.

Fotosinteza Proces, v katerem rastline in nekatere bakterije z uporabo energije sonca iz CO2 in vode izdelujejo organske molekule.

Gensko spremenjen organizem Organizem, v katerega genom smo vnesli molekulo oziroma molekule DNA nekega drugega organizma. S tem lahko pridobi novo lastnost oziroma se spremenijo njegove lastnosti. habitat Življenjski prostor vrste, kjer okoljske razmere omogočajo njeno preživetje in razmnoževanje. invazivna tujerodna vrsta Po definiciji Konvencije o biološki raznovrstnosti tujerodna vrsta, ki se je ustalila in se širi ter s tem ogroža ekosisteme, habitate ali vrste. Definicija invazivne tujerodne vrste, ki jo uporablja Svetovna zveza za varstvo narave (IUCN), je širša in kot invazivne obravnava tujerodne vrste, ki ogrožajo zdravje ljudi, gospodarstvo in/ali domorodno biotsko raznovrstnost. koevolucija Sočasni razvoj dveh ali več vrst, ki so v medsebojnem razmerju in navadno poteka v smeri, da postane razmerje vzajemno koristno. motnje Vsakršna fizična sila, ki povzroči poškodbe in umiranje organizmov. So naravne ali pa jih povzročamo ljudje. Naravne motnje so ogenj, paša, veter, spremembe vodostaja, valovanje, močan tok in vulkanski izbruhi. mutualizem Vzajemen pozitiven odnos med dvema vrstama, ki nastane na ravni organizma ali

Štejemo leto 2040. Dijaki sedijo na vrtu, ki je prava oaza sredi urbanih površin, in se pogovarjajo s svojim učiteljem. Videti so zadovoljni, čeprav so njihovi obrazi nekoliko zmedeni. Pogovor teče o nedavni zgodovini človeštva. Ne gre jim v glavo, na kakšen način in kako so predhodniki tako zelo uničili ta planet. Že od mladih nog spoznavajo organizme in procese v naravi. Do narave in virov čutijo občudovanje, spoštovanje in hvaležnost. Živijo v težkih časih in dostopnost dobrin še zdaleč ni samoumevna.

Kaj je pravzaprav povzročilo globalno spreminjanje okolja?

Poseben dodatek Poseben dodatek učbenika je namišljeni razgovor med učiteljem in dijaki nekje v prihodnosti o usodi našega planeta in razmišljvanje o položaju človeške družbe v današnjem svetu.

Dolgo je že tega, ko se je večinska kultura ljudi odločila, da ne bo več neposredno odvisna od muhaste narave in trenutne dostopnosti naravnih virov.

Zato so začeli hrano pridelovati sami in si ustvarjati zaloge. To je v tolikšni meri spremenilo njihovo življenje, da smo ta mejnik v zgodovini človeštva poimenovali kar kmetijska revolucija. Da so lahko gojili eno vrsto, so z določenega območja izgnali vse druge vrste, ki so tam živele. V skladu z zakoni populacijske dinamike je več hrane povzročilo tudi rast človeške populacije. Včasih je pridelek zaradi suše in škodljivcev propadel, zaloge so bile porabljene, novega pridelka ni bilo, zato so se ljudje soočili z lakoto. Ljudje so se izmojstrili in proces kmetovanja izboljšali z namakanjem, gnojenjem in nazadnje še z uporabo različnih snovi za uničenje živih bitij, ki niso bila zaželena na kmetijskih površinah. Populacija je naraščala in več ljudi je potrebovalo čedalje več hrane, zato so v polja spreminjali nove in nove površine neokrnjene narave. Ta zgodba se je nadaljevala tisočletja, do nekaj desetletij nazaj, posledice pa so vidne še danes.

Toda, kako je to mogoče? Ali niso poznali osnovnih zakonitosti narave?

Naši predniki (rod Homo) so na Zemlji prisotni že dva milijona let, kmetijska revolucija pa je bila razmeroma nov dogodek.

Glavna težava je bila, da so bili vsi negativni učinki sprva lokalni, tako so ljudje spremenjene in izčrpane površine opustili in obdelali nove. In še nekaj. Če prekršite fizikalni zakon, takoj občutite posledice na lastni koži. Gotovo vsi poznate posledice prostega pada. Povratne zveze v naravi pa so zaradi celovitosti procesov postopne. Če “kazen” ne pride takoj, nima več pravega učinka. In ljudje so bili prepričani, da so viri neomejeni in da bo narava zabrisala sledove, ki so jih puščali za seboj.

uporABi Svoje ZnAnje

kaj je ekologija?

1 Ekologija je znanstveno področje biologije, ki proučuje odnose med živimi organizmi in okoljem (živim in neživim), njihove prilagoditve na razmere, v katerih živijo, ter vzorce porazdelitve in bogastva živih organizmov.

2 Ekologija združuje in nadgrajuje znanja različnih področij biologije in sorodnih znanosti. Ekologija v svojih raziskavah uporablja izsledke osnovnih področij biologije (molekulska, strukturna in razvojna biologija, genetika) ter znanja o posameznih skupinah organizmov (rastline – botanika, živali – zoologija, mikroorganizmi – mikrobiologija). Ekološko znanje predstavlja izhodišče za trajnostno in preudarno gospodarjenje z ekosistemi in naravnimi viri ter za varovanje okolja in ohranjanje narave.

3 Sistem je abstrakcija dejanskega sveta. Deli sistema so med povezani, tako da sistem deluje. Za delovanje sistema je potrebna gonilna sila ali vir energije. Sistemi so lahko popolnoma ločeni od širšega okolja (izolirani), zaprti ali odprti.

4 Predmet proučevanja ekologije so večji sistemi; to so vrste, populacije, ekosistemi ter njihova umeščenost v krajini.

5 Znanje o značilnostih okolja in mehanizmih, ki poganjajo procese v naravi, nam omogoča, da razumemo, kako okolje deluje in zagotavlja, da učinki našega delovanja na naravo ne motijo procesov in ne povzročajo škode. Ekološko znanje predstavlja izhodišče za trajnostno in preudarno gospodarjenje z ekosistemi in naravnimi viri ter za varovanje okolja in ohranjanje narave.

6 Na izsledkih ekološke znanosti temeljijo ohranitvena biologija, varstvo okolja in narave, krajinska ekologija, gospodarjenje z ekosistemi, uporabni pa so tudi v gozdarstvu, kmetijstvu in biotehnologiji.

2 Homeostaza je vzdrževanje stalnosti notranjega okolja v spremenljivem zunanjem okolju. Organizem vzdržuje homeostazo, tako da zaznava spremembe v okolju in se nanje odziva z morfološkimi, fiziološkimi in biokemijskimi spremembami ter z različnimi vzorci obnašanja.

3 Na osi x je okoljski dejavnik, medtem ko je na osi y dejavnost vrste na okoljski dejavnik. Osrednji del krivulje je optimalno območje okoljskega dejavnika, kjer ima organizem največji odziv in se uspešno razmnožuje. Levo in desno od optimuma sta območji, kjer organizem raste in se razvija, vendar se ne razmnožuje. Skrajna dela krivulje predstavljata meje preživetja organizma.

4 Prilagoditve ali adaptacije so vedenjske, morfološke, biokemijske in fiziološke lastnosti vrste, ki so se ohranile v procesu naravnega izbora in omogočajo organizmom preživetje v določenem okolju, pod vplivom različnih živih in neživih dejavnikov.

5 Prilagojenost organizmom omogoča sobivanje z drugimi organizmi ter učinkovito izrabo virov in energije v danih razmerah.

6 Hitre spremembe okoljskih danosti pomenijo grožnjo za obstoj vrst, saj le-te niso prilagojene na nove razmere. Bolj so ogroženi specialisti oziroma vrste z ozko ekološko valenco.

7 Učinkovitost glede prilagojenosti organizmov osebka na bivanjske razmere merimo z uspešnostjo razmnoževanja.

8 V spreminjajočem okolju organizmom omogoča preživetje velika fenotipska gnetljivost in zmožnost izogibanja neugodnim razmeram.

okoljske razmere postavljajo meje organizmom 1 Glede na način privzema ogljika organizme delimo na avtotrofe in heterotrofe.

2 Učinkovit privzem ogljikovega dioksida omogočajo različne morfološke, biokemijske in fiziološke prilagoditve. Med slednjimi sta tudi fotosinteza C4 in CAM.

organizmi v okolju 1 Habitat je življenjski prostor vrste, kjer okoljske razmere omogočajo njeno preživetje in razmnoževanje.

3 Rubisko je karboksilaza in oksigenaza, saj katalizira vezavo CO2 v Calvinov cikel in O2 v proces fotorespiracije. Zaradi dvojne vloge rubiska se lahko fotosinteza močno zmanjša.

Saj je vendar več kot očitno, da je naravi nešteto povratnih zvez in da nič ni samoumevno!

Seveda, danes se tega dobro zavedamo, ampak kot sem že rekel, se posledice nespoštovanja naravnih zakonitosti pojavljajo s časovnim zamikom. Po drugi strani so ljudje pozabili, da so del narave, pa ne samo to, verjeli so, da je njihovo preživetje vprašanje tehnološkega razvoja in ne vprašanje odvisnosti od narave.

Obenem so se površine spremenjenih in uničenih ekosistemov povečevale.

Prožnost in vitalnost biosfere se je zmanjševala. Delovanje našega planeta je postalo neuravnoteženo, kar je postalo očitno, ko se je začela povečevati pogostost skrajnih dogodkov. Lahko bi rekli, da je Zemlja “zbolela”. Znaki bolezni so bili jasni: višanje temperature, obremenjenost ozračja, tal in vode, hrana je bila slabše kakovosti, in celo sevanje, ki je prihajalo od sonca, je postalo nevarno življenju.

To je res nenavadno. S čim bi pa sploh gospodarili, če ne bi bilo narave?

Ja, danes je to očitno. Ampak naša izkušnja je bila težka in posledice bomo čutili še dolgo, čeprav upam, da nam bo uspelo vsaj delno popraviti napake iz preteklosti.

Kaj pa je potem pripeljalo do tako hitre spremembe naravnanosti ljudi po letu 2010?

Veste, razmere so bile zelo podobne tistim, ko resno zboli človek. Ko zdravila še delujejo in se dobro počutiš, si prepričan, da je vse v redu in da se ti ne more nič zgoditi. Ko pa tvoje telo (ki je tudi sistem) odpove, si prisiljen, da ali spremeniš način življenja ali pa umreš. Nenadoma pogledaš na svet drugače in začneš ceniti vse tisto, kar je bilo prej samoumevno. Kot da bi se v hipu rešil vse navlake, ki je zastirala pogled in motila razmišljanje. Ko smo ljudje spoznali, da pomanjkanje osnovnih virov na planetu postaja dejanskost in življenjske razmere na določenih območjih postajajo neznosne, smo se končno zavedli, da je prihodnost človeške populacije negotova. Opustili smo večino potreb, ki so bile pravzaprav le mašilo za praznino, ki je nastala, ko smo zgubili povezavo z naravo in s svojimi koreninami.

Postavili smo nov sistem vrednot, in končno cenimo to, kar je res vredno.

Ali so se spremembe začele kar naenkrat?

Kako to mislite? Gotovo so se zavedali, da so del narave.

Razvoj človeške družbe je imel različne posledice. Ena od njih je bila odtujitev od narave, zaradi izgube neposrednega stika z njo. Ljudje so se poskušali postaviti nad naravo in jo obvladovati. Spoštovanje narave in hvaležnost za vire, ki sta bila prej vedno prisotni in so ju ljudje izražali z različnimi obredi, sta pri večini postopno izginili. Zato so se ljudem zdeli vsi viri samoumevni.

18

130105 katalog bio srednja 3.indd 18-19

Ne, seveda ne. Vse to se je dogajalo postopno. Ključen premik je nastal, ko so ljudje začeli uporabljati besedo trajnost. Prvič je bila omenjena leta 1992 v Riu de Janeiru na svetovnem srečanju o okolju. Potem se je začela uporabljati v najrazličnejših besednih zvezah, ki so se nanašale na okolje.

Večina pravzaprav ni niti vedela, kaj beseda pomeni. Kakorkoli že, če se nekaj neprestano ponavlja, ljudje začnemo razmišljati in spreminjati način svojega življenja. Ne nazadnje smo le Homo sapiens (misleči človek).

19

11. 03. 13 15:26

Preizkusite učbenike v e-obliki!

Delovne različice učbenikov so na voljo v brezplačni elektronski obliki na spletnem portalu www.irokus.si.

E-oblika na videz spominja na navadno knjigo, s tem da ima dodatno orodjarno s 17 uporabnimi orodji.

Orodjarna vam omogoča: • listanje po gradivu, • pisanje in risanje po straneh, • označevanje besedila, • dodajanje lastnega besedila in priponk, • vnašanje opomb, • dodajanje spletnih povezav, • povečevanje posameznih delov strani, • usmerjanje pozornosti dijakov s senčenjem in še več!

Tiskani učbenik

E-gradivo po vaši meri!

Orodjarna omogoča, da gradivo popolnoma prilagodite sebi in svojim dijakom. Vse, kar boste napisali ali drugače dodali na posameznih straneh gradiva (priponke, pripisi, komentarji, risbe in vse drugo), bo ostalo tam, če boste tako želeli. Do svojega prilagojenega gradiva z vsemi shranjenimi dodatki boste imeli dostop samo vi – s kateregakoli računalnika na svetu.

Za uporabo e-gradiva je potrebna le preprosta in brezplačna registracija, ki vam vzame minuto ali dve.

Elektronski učbenik z orodjarno

Brezplačna predstavitev na vaši šoli!

V katalog smo strnili le najpomembnejše informacije. Če želite izvedeti več o učbenikih, si ogledati gradivo ali podrobneje spoznati e-gradivo, ne odlašajte – povabite nas na svojo šolo.

Za vas bomo pripravili kratko brezplačno predstavitev in odgovorili na vaša vprašanja. Želeni datum in uro predstavitve nam sporočite po e-pošti: seminarji@rokus-klett.si ali nas pokličite na 01 513 46 53 (Teja Jesenko).

European Educational Publishers Group

EPG

Založba Rokus Klett, d.o.o.

Založba Rokus Klett

Stegne 9 b, 1000 Ljubljana

je članica Evropskega združenja

telefon: 01 513 46 00

šolskih založnikov (EEPG).

telefaks: 01 513 46 99 e-pošta: rokus@rokus-klett.si www.rokus-klett.si

130105 katalog bio srednja 3.indd 20

11. 03. 13 15:26