BIOLOOGIA GÜMNAASIUMILE 11. klassi kokkuvõte (0)

1. BIOLOOGIA UURIB ELU:
Bioloogia uurib elu. Elu saab määratleda vaid mitme tunnuse koosesinemise kaudu. Biomolekulide esinemine on esmane elu tunnus. Rakk on kõige väiksem üksus, millel on kõik elu omadused. Elu iseloomustav organisatoorne keerukus väljendub ehituslikul, talituslikul ja regulatoorsel tasandil. Aine- ja energiavahetuslike protsesside regulatsiooniga tagatakse organismide sisekeskkonna stabiilsus. Organismid sünnivad, arenevad ja surevad ning teevad oma individuaalses arengus läbi rea muutusi. Iga liigi esindajad on võimelised paljunema ja selle tulemusena andma endasarnaseid järglasi. Organismid reageerivad välisärritajatele. See võib väljenduda näiteks liikumises.
Bioloogia uurib eluloodust selle eri tasemetel : molekulaarsel, rakulisel, organismilisel, liigilisel ja ökosüsteemsel. Iga tasemega tegelevad bioloogia mitmed teadusharud. Loodusteadlased kasutavad oma igapäevases töös teaduslikku meetodit. See hõlmab järgmisi etappe : probleemi püstitamine, taustinfo kogumine, hüpoteesi sõnastamine ja kontrollimine ning tulemuste analüüs ja järelduste tegemine. Teadusliku meetodi rakendamisega jõutakse teaduslike faktide ja seadusteni. Ühe valdkonna faktide ja seaduste üldistamisega võib välja töötada teadusliku teooria.
2. ORGANISMIDE KOOSTIS:
Organism koosneb anorgaanilistest ja orgaanilistest ainetest. Kõige rohkem on nende koostises hapnikku, süsinikku ja vesinikku. Rakus esinevatest ainetest moodustab vesi üle 80%. Ta ob hea lahusti, osaleb mitmesugustes keemilistes reaktsioonides ja aitab säilitada organismisisest püsivat temperatuuri. Enamik organimis leiduvatest anorgaanilistest ühenditest on dissotsieerunud katioonideks ja anioonideks. Need osalevad organismi aine- ja energiavahetuses ning paljude elutegevusprotsesside regulatsioonis.
Sahhariidid , lipiidid , valgud ja nukleiinhapped on organismide peamised orgaanilised ained ehk biomolekulid . Neist polüsahhariide, valke ja nukleiinhappeid nimetatakse ka biopolümeerideks. Sahhariididel ja lipiididel on põhiliselt energeetiline ja ehituslik ülesanne.
Valgud koosnevad peptiidsidemega ühendatud aminohappejääkidest. Nad täidavad organismis ensümaatilist, ehituslikku, transport-, retseptor-, regulatoorset-, kaitse-, liikumis - ja energeetilist funktsiooni.
Kõigis organismides on kahte tüüpi nukeliinhappeid: DNA ja RNA. DNA molekul on kaksikahelaline biheeliks . Ta on kromosoomide peamine koostisaine , mis talletab oma nukleotiidses järjestuses pärilikku infot. Geneetilise info realiseerumine toimub erinevate RNA molekulide kaasabil.
3.RAKU EHITUS JA TALITLUS:
Kõik organismid on rakulise ehitusega. Rakkude ehitus ja talitlus on omavahel kooskõlas. Vastavalt rakutuuma olemasolule eristatakse eel- ja päristuumseid (pro- ja eukarüootseid) rakke. Sellest tulenevalt jaotatakse ka organismid pro- ja eukarüootideks. Prokarüootide hulka kuuluvad bakterid ning eukarüootide hulka protistid, seened, taimed ja loomad.
Iga rakk on ümbritsetud rakumembraaniga. Ained läbivad seda passiivse või aktiivse transpordiga. Eukarüootse raku kromosoomid on membraanidega ümbritsetud rakutuumas . Viimase karüoplasmas asuvad kromosoomid, milles paikneb raku pärilik info. Kõige rohkem on rakus ribosoome. Nendes sünteesitakse valke. Rakule mittevajalikud makromolekulid lagundatakse lüsosoomides. Tsütoplasmat läbivad tsütoskelett ja tsütoplasmavõrgustik.
Taimerakud on lisaks membraanile kaetud rakukestaga. See täidab kaitse-, tugi- ja transportfunktsiooni. Plastiidid on taimedele ainuomased organellid . Neis sisalduvate pigmentide alusel eristatakse leuko-, kromo -, ja kloroplaste. Kloroplastides toimub fotosüntees. Taimerakus esineb väikesemõõdulisi vakuoole, mis raku vananedes moodustavad ühe suure tsentraalvakuooli. Vakuoolid sisaldavad vees lahustunud varu- või jääkaineid.
Seened on heterotroofid , kelle hulka kuulub nii üherakulisi kui hulkrakseid organisme. Koos bakteritega on nad ühed peamised surnud organismide lagundajad. Hulkraksete seente mütseel koosneb hüüfidest. Rakke ümbritseb membraan ja peamiselt kitiini sisaldav kest. Osal liikidel koosneb seeneniit ühest hulktuumsest rakust. Sugulise paljunemise perioodil areneb seentel viljakeha , milles valmivad eosed.
Bakterid on üherakulised prokarüoodid, kelle ehituses puuduvad rakutuum ja membraanidest koosnevad organellid. Neil on ainult üks rõngaskromosoom. Lisaks sellele on bakteri tsütoplasmas mõned plasmiidid .
Need koosnevad samuti DNA-st ning on peamiselt ainevahetusliku tähtsusega. Bakterid osalevad looduses toimuvas aineringes. Ühtlasi rakendatakse neid paljudes biotehnoloogilistes protsessides.
RAKU EHITUS: joonis.
4. AINE- JA ENERGIAVAHETUS:
Kõik organismid vajavad oma elutegevuseks energiat. ATP kui universaalne energia ülekandja on kasutatav assimilatsiooniprotsessides mitmesuguste ainete sünteesiks. ATP tekib sahhariidide, lipiidide ja valkude dissimilatsioonil. Assimilatsioon ja dissimilatsioon moodustavad organismi aine- ja energiavahetuse, mille kaudu ta on seotud väliskeskkonnaga.
Glükoos on peamine rakusisene keemilise energia allikas. Glükoosi lagundamine koosneb glükolüüsist, tsitraaditsüklist ja hingamisahela reaktsioonidest. Aeroobsel glükolüüsil tekib 2 molekuli püroviinamarihapet, 2 ATP-d ja 2 NADH2 molekuli. Tsitraaditsüklis moodustub 10 NADH2 ja vabanevad CO2 molekulid. Nii glükolüüsil kui ka tsitraaditsüklis tekkinud NADH2 kasutatakse ära hingamisahela reaktsioonides. Selle tulemusena moodustub veel 36 ATP molekuli ja vesi. Kokku saadakse ühe glükoosimolekuli aeroobsel lagundamisel kuni 38 molekuli ATP-d. Anaeroobsel glükoluusil ehk käärimisel tekib piimhape või etanool . Selle käigus moodustub ühe glükolüüsi molekuli kohta üksnes 2 ATP molekuli.
Valdav enamik autotroofsetest organismidest on rohelised taimed, kelle kloroplastides toimub valgusenergia arvel fotosüntees. Protsess koosneb valgus- ja pimedusstaadiumi reaktsioonidest. Valgusstaadiumis moodustuvad NADPH2 ja ATP molekulid. Lisaks sellele toimub vee fotooksüdatsioon, mille tulemusena eraldub O2, mis väljub atmosfääri. Pimedusstaadiumi reaktsioonid moodustavad Calvini tsükli. Protsessi käigus seotakse CO2 molekulid, vesinikuallikana kasutatakse NADPH2 ja tarbitakse ATP energiat. Fotosünteesi tulemusena saadud glükolüüs on kasutatav energiaallikana nii auto- kui heterotroofsetes organismides. Lisaproduktina eralduv O2 on vajalik kõigis rakkudes toimuvaks hingamisprotsessiks.
GLÜKOLÜÜS: joonis.
.
Hingamisahela reaktsioon : joonis.
5.ORGANISMIDE PALJUNEMINE JA ARENG:
Rakkude jagunemine on vajalik organismi kasvuks, surnud rakkude asendamiseks ja paljunemiseks. Päristuumsed rakud jagunevad mitoosi teel. Enamikul hulkraksetel organismidel on igas rakus diploidne kromosoomistik ning mitoosil jääb see muutumatuks.
Organismide paljunemine võib toimuda sugulisel ja mittesuguliselt teel. Mittesuguline paljunemine jaguneb eoseliseks ja vegetatiivseks. Vegetatiivne paljunemine on iseloomulik bakteritele, protistidele, seentele, osale selgrootutest ja paljudele taimdele. Katteseemnetaimedest paljunevad vegetatiivselt enamasti mitmeaastased liigid. Vegetatiivne paljunemine võimaldab suhteliselt lühikese ajaga anda palju järglasi. Seejuures on järglased info poolest samased vanemorganismidega. Protistid, seened, vetikad, sammal - ja sõnajalgeosed haploidse kromosoomistikuga ning on geneetiliselt emastaimest erinevad.
Sugulisel paljunemisel saab uus organism enamasti alguse kahe suguraku ühinemisel moodustunud sügoodist. Valdavalt pärinevad sugurakud kahelt vanemorganismilt. Isas - ja emassugurakud on haploidse kromosoomistikuga. Kromosoomide arvu kahekordne vähenemine toimub meioosi teel sugurakkude arengu käigus. Meioos koosneb kahest järjestikusest rakujagunemisest, mille tulemusena tekib neli tütarrakku. Meioosi esimesel jagunemisel võib toimuda homoloogiliste kromosoomide ristsiire, mille tulemuseks on geenivahetus. See võimaldab uute geenikombinatisoonide teket kromosoomides.
Ontogenees algab viljastumise hetkel ja lõpeb surmaga. Nii taimede kui ka loomade ontogeneesis saame eristada lootelist ja lootejärgset arengut. Loomariigis esineb nii kehasisene kui ka kehaväline viljastumine .
Varases embrüogeneesis võime eristada kobarloote, põisloote ja karikloote staadiumit. Kariklootel arenevad kolm lootelehte, millest igaühest arenevad kindlad elundid ja elundkonnad . Nii taimede kui ka loomade embrüonaalne areng allub biogeneetlilisele reeglile. Selle kohaselt meenutab arenev embrüo oma evolutsiooniliste eellaste looteid. Alles embrüogeneesi hilisemas järgus kujunevad välja liigile iseloomulikud tunnused. Inimese lootel algab esimese paari arengukuu jooksul enamiku elundkondade areng. Et mitte saada vääraarenguga last, tuleb sel perioodil hoolega järgida tervislikke eluviise.
Lootejärgne areng võib toimuda loomariigis otseselt või moondeliselt. Viimane jaguneb omakorda täis- ja vaegmoondeks. Sünnijärgses arengus läbitakse juveniilne elujärk, sigimisvõimeline periood ja vananemisperiood. Iga organismi vananemise algus ja eluiga on määratud geneetiliselt, kuid seda mõjutavad ka keskkonnategurid. Inimestel eristatakse kliinilist ja bioloogilist surma. Biloogiline surm saabub esmaabi puudumisel hiljemalt viis minutit pärast kliinilist. Koos bioloogilise surma saabumisega kaob võimalus inimese elustamiseks.
6.PÄRILIKKUS:
Pärilikkus on looduse üldine seaduspärasus, mille kohaselt järglased sarnanevad oma vanematega. Iga isendi tunnused kujunevad tema genotüübi ja keskkonnategurite koosmõju tulemusena.
Replikatsioon , transkriptsioon ja translatsioon on universaalsed protsessid, mis on pärilikkuse avaldumise molekulaarseks aluseks. Rakujagunemisele eelneb replikatsioon. Seetõttu saavad mitoosis moodustuvad tütarrakud ühesuguse geneetilise info. Geen on DNA lõik, millelt sünteesitakse RNA molekule. Geen avaldub, kui sellelt toimub transkriptsioon, mille käigus sünteesitakse DNA ühelt ahelalt komplementaarne RNA molekul . Erinevused hulkrakse organismi rakkude ehituses ja talitluses tulenevad geenide avaldumise erinevustest. Translatsioon toimub ribosoomides. Geen määrab ära valgu aminohappelise järjestuse. Valgusünteesi käigus mõtestatakse lahti mRNA nukleotiidses järjestuses peituv info geneetilise koodi vahendusel. mRNA kolm järjestikust nukleotiidi vastavad ühele aminohappele valgu molekulis.
Viirused on mitterakulised bioloogilised objektid, mis koosnevad valgust ja nukleiinhappest. Neil puudub enamik elu tunnuseid. Uute viirusosakeste moodustumine toimub peremeesrakus. Vastavalt pärilikkuse kandjale eristatakse DNA- ja RNA-viirusi. Enamik neist põhjustab nakatunud organimi füsioloogilisi kõrvalekaldeid, haiguslikku seisundit ja hukkumist. Geenitehnoloogiliste meetoditega muudetud viirusi rakendatakse geeniteraapias.
Esimesed statistilise iseloomuga pärandumise seaduspärasused avastas Gregor Mendel. Homosügootsete hernesortide monohübriidsel ristamisel sai ta esimeses põlvkonnas genotüübilt identsed ja fenotüübilt sarnased järglased. Teises hübriidpõlvkonnas esines tunnuste lahknemine suhtes kolm ühele dominantse tunnuse kasuks. Ka dihübriidsel ristamisel toimus teises põlvkonnas fenotüüpide lahknemine suhtes kolm ühele, kuid seejuures kombineerusid tunnuspaarid omavahel vabalt.
Mendeli töödes esinevad fenotüüpide lahknemissuhted ei leia mitte alati kinnitust. Mitmed pärilikud tunnused on määratud enam kui ühe allelipaari poolt. Ka juhul, kui domineerimisnähtus puudub, ei saada Mendeli poolt leitud arvulisi suhteid. Mendeli sõltumatu lahknemise seadus kehtib siis, kui dihübriidsel ristamisel paiknevad vaadeldavad geenipaarid eri kromosoomides.
Äädikakärbestega korraldatud katsete põhjal jõudis Thomas Morgan järeldustele, et ühes kromosoomis lähestikku asuvad geenid päranduvad järglastele enamasti üheskoos. Geenide aheldus saab muutuda meioosi esimese jagunemise profaasis toimuva kromosoomide ristsiirde tulemusena.
Organismide sugu määratakse sugukromosoomide poolt. Naiste sugukromosoomid on XX ja mehe omad XY. Inimese geene, mis paiknevad X kromosoomis, nimetatakse suguliiteks.
Kõigil organismidel esineb geneetiline ja modifikatsiooniline muutlikkus. Geneetiline muutlikkus jaotub kombinatiivseks ja mutatsiooniliseks. Eristatakse geen-, kromosoom-, ja genoommutatsioone. Keskkonnategureid, mis tekitavad mutatsioone , nimetatakse mutageenideks. Valdav osa mutageene on ühtlasi kantserogeenid. Generatiivsed mutatsioonid päranduvad järglastele sugulisel teel, somaatilised mutatsioonid aga vegetatiivsel paljunemisel. Modifikatsioonile muutlikkus on mittepäralik ja seda põhjustavad mitmesugused keskkonnategurid.
Inimese haigestumine on tingitud kas pärilikkusest, keskkonnateguritest või mõlema koostoimest. Vastavalt sellele eristatakse pärilikke ja mittepärilikke ja päriliku eelsoodumusega haigusi. Vähkkasvajaid põhjustavad geeniregulatsiooni häired, mis on enamasti tingitud somaatilistest mutatsioonidest.
PROFAAS :
METAFAAS:
ANAFAAS :
TELOFAAS:
7