Organismid, evolutsioon, isolatsioon, eluslooduse süsteem, geneetika, rakendusbioloogia, geenitehnoloogia (0)

BIOLOOGIA

ÖKOLOOGILISED TEGURID:

• Abiootilised (Eluta looduse tegurid):
  

• Toitained.
  
• Tuul-torm.
  
• Kliima.
  
• pH.
  
• Niiskus.
  
• Valgus.
  
• Hapnik.
  
• Temperatuur.
  

• Antropogeensed:
  

• Keskkonna saastamine:
  

• Eutrofeerumine .
  
• Happesademed.
  
• osoonikihi hõrenemine.
  
• Kasvuhooneefekt .
  

• Metsade raie:
  

• Erosioon.
  

• Biootilised:
  

• Konkurents .
  
• Kisklus .
  
• Sümbioos.
  
• Parasitism .
  
• Taimtoidulisus.
  
• Kommensalism .
  

ÖKOSÜSTEEM:

• Ökosüsteem- Isereguleeruv süsteem, milles aine- ja energiavahetuse kaudu on seostunud organismid ning eluta keskkond.
  
• Elukooslus :
  

• Taimed.
  
• Loomad.
  
• Seened.
  
• Mikroorganismid .
  

• Ökotoop:
  

• Veekeskkond.
  
• Muldkeskkond.
  
• Õhkkeskkond.
  
• so. eluta osa.
  

• Ökosüsteemil on kindlad ruumilised mõõtmed.
  
• Ökosüsteemide vahel n järsud üleminekud.
  
• Ökosüsteem reageerib välismõjutustele kui üks tervik.
  
• Ökosüsteem on pidevalt muutuv süsteem.
  
• Kõik ökosüsteemid saavad eksisteerida tänu energiaallikale- päikesele.
  
• Ökoloogiline amplituud :
  

• Ökoloogilise teguri intensiivsuse vahemik, mis jääb alumise ja ülemise taluvusläve vahele.
  
• Ökoloogilise teguri optimum - teguri intensiivsus, mille toime on organismi arengule kõige soodsam .
  
• Alumine taluvuslävi- teguri minimaalne intensiivsus, mille alanedes organism hukkub.
  

ORGANISMIDE VAHELISED SUHTED
SUHE
OLEMUS
LIIK A
LIIK B
NÄIDE
SÜMBIOOS
Eri liiki organismide kasulik kooseluvorm
Liblikõieline taim ja mügarbakterid
KOMMENSALISM
Eri liikide organismide kooseluvorm, mis ühele poolele on kasulik ja teisele kahjutu .
0
Inimese soolestik ja bakterid / algloomad
PARASITISM
Eri liiki organismide kooseluvorm, mis on ühele kasulik, ja teisele kahjulik
-eisele kahjuliksmide kooseluvorm, mis on ühele kasulik, ja sulik ja teisele kahjutu.õige soodsam.
ng eluta kekskond.
aditsioone
Solge ja inimene
KISKLUS
Röövlooma ja saaklooma vaheline toitumissuhe-
Ristämblik ja toakärbes
FÜTOFAAGIA
Taimtoidulisus
Lehm ja võilill
KONKURENTS
Sama või eri liiki organismide vastastikku piirav kooseluvorm.
Puud konkureerivad valguse suhtes
KOLONIAALSUS
Sama liik elab koos hulganisti
Sipelgad

GLOBAALSED KESKKONNAPROBLEEMID
PROBLEEM
TEKKE PÕHJUSED
TAGAJÄRJED
ABINÕUD/MEETMED

TOIDUPUUDUS
Õhu, vee ja mullastiku saastumine, põllumajandussaaduste ületootmine, Halvast korraldatud toiduainete jaotussüsteem. Põuaperioodid aitavad ka kaasa. Inimkonna tohutu juurdekasv.
Inimesed surevad nälga
(inimeste koondumine viljakamatesse piirkondadesse on põhjustanud sealsete metsade hävimise, ülekarjatamise, mullastiku vaesumise , erosiooni ja kõrbete tekke.)
Toitumisharjumuste muutmine. Tuleks tähelepanu pöörata majandussuhete korrastamisele. Arengumaades on vaja täiustada maaharimisviise ja –tehnoloogiat ning vältida monokultuuride kasvatamisest tulenevat mullastiku vaesumist

EROSIOON
Looduslikud tegurid(paduvihmad, vooluveed, tuul, temperatuuri kõikumine) ja inimtegevus. Taimestiku puudumine ja monokultuuride kasvatamine põhjustab erosiooni.
Kurnatud mulda ja muutuvad mullad viljatuks.
Mulla erosiooni saab vähendada, kui suured põllumassiivid asendada väiksemate põllulappidega, mis on üksteisest eraldatud looduslike kaitseribadega. Oskuslik maaharimine, terass - ribapõllunduse kasutuselevõtt, õiged külvikordade järgimised.

ENERGIAKRIIS
Liigne loodusvarade tarbimine ja tootmine
Kaevandades põlevkivi muutub kasutuskõlbmatuks väga suur maalapp, põlevkivi põletamisega kaasnevad ka tuhamäed, saaste korstnatest väljatulevast lehdtuhast.
Piirata põlevkivi kaevandamist ja sellel põhinevat elektritootmist. Rohkem rakendada alternatiivseid energiaallikaid(tuuleenergia kasutuselevõtt)

HAPPESADEMED
Inimtegevusest: fossiilsete kütuse põletamisel atmosfääri sattuvad happelised oksiidid ühinevad veeauruga.
Muudavad muldade keemilist koostist. Koos muldade hapestumisega paraneb ka anorgaaniliste ühendite lahustuvus . Taimede kasvu pidurdamine .
Heitgaaside vähendamine.

OSOONIKIHI HÕRENEMINE
Freoonid , lämmastikuoksiidid – lõhuvad osoonikihti
UV-kiirgus suureneb, elusloodus kannab kiirguse intensiivsuse pärast.

KASVUHOONE EFEKT
Kasvuhoonegaasid ,

JÄÄTMETE/PRÜGI PROBLEEM
Inimesed, suurenenud tarbimine, laiskus , liigpakendamine(mittelagunevad pakendid )
Loodus reostub
Prügisorteerimine, taaskasutus, looduses lagunevatele pakenditele üleminek.

MAGEVEE VARUDE VÄHENEMINE
Mittesäästlik kasutamine, veekogude reostumine , põhjavee reostumine
Magevee varude vähenemine
Säästlik kasutamine, puhastusseadiltiste kasutamine,

LIIKIDE HÄVIMINE
Elukohtade kasvukohtade hävitamine, keskkonna reostumine, röövpüük
liikide mitmekesisus väheneb, (ökosüsteemide tasakaal )
Keskkonda hoida, elupaika säilitada, kaitsta kasvukohti

BIOLOOGILISUSE MITMEKESISUSE VÄHENEMINE-biodiversiteet
Elupaikade rikkumine , muutumine ja hävimine, keskkonns reostumine, kultuurtaimede kasvatamine väga suurtel aladel, uute liikide tahtlik ja tahtmatu sissetoomine, eluslooduse ressursside piiramatu tarbimine, maastike killustumine
Bioloogilise mitmekesisuse tasandid :

• Liigirikkuse tasand:
  
• Elupaikade paljususe tasand:
  
• Pärilikkuse paljususe tasand:
  

CITES – loodusliku loomastiku ja taimestiku ohustatud liikide rahvusvahelise kaubanduse regulatsioon .
Invasiivsete liikide kahjulikkus seisneb järgnevad:

• Sisenevad kohalikku toiduahelasse
  
• Konkureerivad teiste organismidega täites samu nišše
  
• Võivad olla toksilised kohalikele liikidele, s.h. inimesele
  
• On patogeenida ja parasiitide kandjateks
  
• Hübridiseeruvad lähedaste liikidega
  
• Närgendavad geneetiliselt kohalike populatsioonide kohastatust.
  

Elupaikade, kasvukohtade ja maastike kaitse

• Viimastel aastakümnetel on üha enam hakatud tähelepanu pöörama elupaikade ja kasvukohtade kaitsele.
  
• Eestis võib metsade ja rabade pindala vähenemine kaasa tuua must-toonekure ja kotkaste kui liikide kadumise.
  
• Ürgilmeliste metsade pindala vähenemine ohustab tugevasti lendorava püsimajäämist Eesti faunasse.
  

LIIGIKAITSE
Kaitsealused liigid jagunevad 3-e kaitsekategooriasse. I ja II kategooria liigid võtab kaitse alla vabariigi valitsus määrusega, III kategooria liigid aga keskkonnaminister määrusega.
Liikide kiire väljasuremine ohustab inimkonna heaolu

• Bioloogilises mitmekesisuses toimunud muutused on viimase 50 aasta jooksul olnud suuremad kui kunagi varem inimkonna ajaloos.
  
• Liikide hävimine vähendab ökosüsteemide poolt inimeste heaolule ja keskkonnale kaudselt mõju avaldavaid positiivseid tegureid.
  
• Bioloogilise mitmekesisuse kahanemine jätkub või isegi kiireneb .
  

LK 41-44
1.Põhjendage säästva arengu vajalikkust .
2.Mis on Agenda 21 eesmärgid?
4.Millised õigused annab Eesti elanikkonnale Arhusi konventsioon?
5.Milles seisneb Eesti keskkonnapoliitika?
6.Milles seisneb elanikkonna roll Eesti keskkonnastrateegia 2010 rakendamisel?
7.Milliste valdkondade arengut käsitleb Säästev Eesti 21?
__________________________________________________________________________________
EVOLUTSIOON
ELU TEKE JA ESIALGNE ARENG
ELUSLOODUSE AJALOOLINE ARENG
Evolutsioonivormid
Füüsikaline evolutsioon – elementaarosakestest -> aatomid , lihtsad molekulid.
Keemiline evolutsioon – lihtsatest molekulidest -> keerukad orgaaniliste ühendite kompleksid .
Bioloogiline evolutsioon – elu areng elusolestest -> inimeseni.
Sotsiaalne evolutsioon – inimühiskonnaareng
Füüsikaline evolutsioon
’’Suure paugu’’ hüpotees – 15 miljardit aastat tagasi üliväikese ja tiheda mateeriakogumiku plahvatuslik laialipaiskumine.
Temperatuuri langedes tekkisid lihtsad aatomid, molekulid.
Esmalt moodustusid kerged elemendid vesinik ja heelium , hiljem raskemad .
6 miljardit aastat tagasi tekkis päike, 4,5-5 miljardit aastat tagasi moodustusid planeedid .
Keemiline evolutsioon
Atmosfäärigaaside omavahelised reaktsioonid -> monomeersed orgaanilised ühendid.
Monomeersete orgaaniliste ainete polümerisatsioon -> orgaanilised polümeerid.
Polümeerid -> püsivad polümeeride kogumikud. Energia saadi reaktsioonideks ultraviolettkiirgusest, õhuelektrist. Tekkisid eeldused elu tekkeks.
Tingimused Maal 4 miljardit aastat tagasi

• Sagedased vulkaanipursked
  
• Maal puudus mullakiht
  
• Maa oli suures osas kaetud madalate soojaveeliste meredega
  
• Vulkaanilistest gaasidest moodustus esialgne atmosfäär (N2,CO2,SO2,H2,NH2,CH4)
  
• Atmosfääris puudus vaba hapnik.
  
• Puudus osoonikiht ning Uv-kiirgus jõudis takistamatult maale.
  

BIOEVOLUTSIOON
Elu tekkis vees.
Protobiondid – esmased elukandjad.
Prokarüoodid( eeltuumsed ) – energia orgaanilistest ühenditest – esmased heterotroofid .
Energia anorgaanilistest ühenditest – esmased kemosünteesijad.
Vanimad eukarüoodid

• Vanima päristuumse ehk eukarüoodi kivistis . Grypania spiralis – leiti Michiganist Usa-s 1,9 miljardi aasta vanustest kivimitest.
  
• 2 miljardit aastat tagasi.
  
• Tuum tekkis lähteraku membraani sissesopistumisel.
  
• Mitokondrite ja plastiidide teke-> endosümbioosi teel – erinevat tüüpi prokarüootide liitumine.
  

EELISED:

• Organellide teke, rakusisene tööjaotus.
  
• Geneetiline materjal kromosoomides.
  
• Arenes välja mitoos , meioos.
  
• Suguline paljunemine.
  
• Geneetiline muutlikkus.
  

Fotosünteesivad prokarüoodid
Hapniku moodustamine keskkonda.
Hulkraksuse kujunemine rakukolooniatest 1 miljard aastat tagasi.
Vetikad Pehmekehalised selgrootud
EELISED:

• Rakkude eristumine kudedeks, organiteks.
  
• Püsiv sisekeskkond . Regulatsioonisüsteemid.
  
• Uute organismitüüpide areng.
  

Elu veest maismaale

• Ürgraikad (sõnajalgtaimed)
  

Eelised: esinevad varred, lehed, risoomid , juured puudusid.

• Hiiglaslikud sõnajalgtaimed
  

Eelised: paljunevad eostega, fotosüntees, mulla teke.

• Paljasseemnetaimed
  

Eelised: paljunemine seemnetega

• katteseemnetaimed
  

Eelised: õied, viljad
Loomad maismaale

• Lülijalgsed(putukad, ämblikud)
  
• Kahepaiksed
  
• Roomajad ( kehasisene viljastumine): 1. imetajad (püsisoojasus, areng emaüsas)
  

2. Linnud (püsisoojasus, lennuvõime)

• Elu on alguse saanud lihtsa ehituse ja talitusega olestest.
  
• Evulutsiooni vältel on ilmunud Maa elukonda üha keerukama ja täislikuma ehitusega organismid.
  
• Kõrvuti uute liikidega tekkega on palju liike välja surnud
  
• Eri organismirühmade vahel on olnud vahepealsete tunnustega üleminekuvorme.
  

Üleminekuvormid
Väljasuremine(liik kaob ära)
Pasteur tõestas, et elu teke elutust ainest ei ole tänapäeval võimalik – kõik elus pärineb elusast. Tänapäeval puuduvad maal keemiliseks evolutsiooniks sobivad tingimused.

Hapnik ’’põletaks’’ ära lihtsad orgaanilised ained.

Osoonikiht takistab UV-kiirguse jõudmist Maale.

Maal elavad organismid kasutaksid toiduks ’’ isetekkinud ’’ orgaanilised ained ja esimesed algelised elusolendid .
MÕISTED
BIOLOOGILINE EVOLUTSIOON- bioevolutsiooni elu ajalooline areng maal, algas keemilise evolutsiooni tulemusena tekkinud esmastest autoreprodutseeruvatest süsteemidest.
EVOLUTSIOON-süsteemi pöördumatu ajalooline areng, mitmekesistumise ja keerustumine.
EVOLUTSIOONITEOORIA -teooria, mis annab teadusliku põhjenduse bioloogilise evulutsiooni toimumisele ja seletab selle põhjuslikke tegureid ning mehhanisme .
FOSSIIL -kivistis, organismi või tema osa kivistunud jäänus või jäljend.
FÜÜSIKALINE EVOLUTSIOON-universumi füüsikalise koosseisu ja struktuuri areng kooskõlas loodusseadustega, keemiliste elementide mitmekesisuse teke, galaktikate, tähtede ja planeedisüsteemide areng.
GEOKRONOLOOGIA -geoloogiline ajaarvamine , geoloogiliste ajaüksuste piirid kivimite ja kivististe vanusehinnangute alusel. Geokronoloogilise skaala suurimad ajaüksused alates pikimast on eoonid, aegkonnad , ajastud.
KEEMILINE EVOLUTSIOON-universumi ja algse maa abiootilistes tingimustes toimunud aatomite ühinemine molekulideks ning lihtsatest anorgaanilistest ja orgaanilistest molekulidest keerukamate orgaaniliste ühendite ja makromolekulide teke.
KUNTSLIK VALIK-inimeste huvidele vastavate tunnustega isendite ebateadlik või teadlik(geneetikaseadustel põhinev) valimine sordi- või tõuaretuses ning sobimatute isendite paljundusest kõrvaldamine.
LOODUSLIK VALIK-populatsiooni isendite ebavõrdne ellujäämus ja paljunemisedukus, mis on tingitud nende geneetilistest erinevustest ja elutingimuste piiravast toimest(olelusvõitlusest), muudab järglaspõlvkonna geneetilist struktuuri suurema kohasuse suunas. Looduslik valik on adaptiivse evolutsiooni põhitegur.
MANDUNUD ELUND -(vestigiaalne elund e. Vestiigium) evolutsioonis taandarenenud funktsionaalselt tähtsusetu jäänukmoodustis.
OLELUSVÕITLUS-organismide elutegevuse ja paljunemise sõltuvus keskkonna ökoloogilistest teguritest, seisneb sobiva elupaiga ja sugupartneri otsimises, toidu hankimises, toimutulekus konkurentide, kiskjate, parasiitide, ebasoodsate temperatuuri-, niiskus-, soolsus -, valgus- jms tingimuste talumises.
PALEONTOLOOGIA -teadus möödunud aegade organismidest, mis on tuvastatud kivististe ehk fossiilide kaudu.
PSEUDOGEEN -genoomi DNA nukleotiidijärjestus, mis sarnaneb mõne normaalse funktsionaalse geeniga, kuid mingi strukituurivea tõttu ei avaldu. Tegib olemasoleva geeni vigasel duplikatsioonil. Iga eukarüootse organismi genoomis on sadu või tuhandeid pseudogeene, mõned neist kümneid miljoneid aastaid vanad.
RNA-maailm-elutekke hüpoteetiline etapp, mil informatsioonikandjateks olid isereprodutseeruvad RNA-molekulid, ribosoomid .
Millal elu tekkis?
LOODUSLIK VALIK
Looduslik valik seisneb organismide ebavõrdses ellujäämises ja paljunemises, mis tuleneb nende geneetilistest ja elutingimuste iseärasustest.
Ellujäämist ja paljunemist piiravad:

• Biootilised tegurid (liigikaaslased, teiste liikide isendid (konkurents, toitumine, parasitism jm)
  
• Abiootilised eluta looduse tegurid (ebasoodne temperatuur, niiskus, soolsus, valgus, üleujutus, maavärin, vulkaanipurse )
  

Ellu jäävad isendid, kellel on erinevalt liigikaaslastest kasulik tunnus:

• Kaitsevärvus
  
• Suurem viljakus
  
• Vastupidavus haigustele, reostusele, antibiootukumidele, mürkidele ja/või klimaatiliste tingimustele
  
• Seega parem kohastumine
  

Kasulik tunnus on määratud geenidega , siis järgmises põlvkonnas on neid geene rohkem. Seega on muutunud populatsiooni geneetiline struktuur.
Kui populatsiooni geneetiline struktuur pidevalt muutub ühes suunas, siis see viib evolutsioonilise muutuseni.
Kõige väiksemad evolutsioonilised muutused on kohastumused.
Valikud :

Stabiliseeriv valik( toimib stabiilsetes keskkonnatingimustes, eelistatud keskmised tunnused, erandid kõrvaldatud )
Stabiliseeriv valik säilitab liigid, kohastumused süvenevad
Olulisemad protsessid( fotosüntees, rakuhingamine , valgusüntees jne) säilivad, sest keskkond on muutumatu
’’Elusad fossiilid“: hõlmikpuu

Suunav valik (eelistatud on keskmisest erinevad tunnused)
elutingimuste kindlasuunaline muutumine.
Aju täiustamine selgroogsetel loomadel on suunav valik.
Bakterite resistentsus antibiootikumine suhtes
Tööstuspiirkondade putukate(liblikate) tiibade värvus.

Lõhestav valik
Lõhestav valik seisneb kahe või enam keskmisest erinevate tunnustega isendirühma eelispaljunemises.
Lõhestava valiku võivad põhjustada ka sesoonsed muutused. (räimed, võililled)

LIIGITEKE
Darwini ajast valitseb seisukoht, et Maad asustavad liigid on tekkinud varem elanud liikidest.
Liik on sarnaste tunnustega isendite rühm, kellel on oma, teistest liikidest erinev geenifond ja levila.
Liigi isendid ristuvad omavahel vabalt ja annavad viljakaid järglasi.
Bioloogiline isolatsioon
(punane leeder ja must leeder)
Ajaline isoleeritus (erinev paljunemisperiood).
Näiteks saaremaal kasvavad must ja punane leeder ei ristu, kuna punane leeder õitseb varem.
Põdrad:
sugurakkude biokeemiline sobimatus
Loomaliikide ristumist aitab vältida nende käitumine paljunemisperioodil.
Kutsehüüd, pulmatants, lõhnaained aitavad ära tunda liigikaaslasi ning välistavad ristumise võõrliikidega.
Hübriidid
Lähedased liigid võivad anda hübriidseid järglasi – hübriide
Liikidevaheline sobimatus avaldub pärast viljastumist
Hübriidid hukkuvad või jäävad viljatuks
Hübriidide arenguhäired on tingitud vanemate geenide sobimatusest.
Eesel ja hobune = muul (tema on viljatu , hübriid)
Geograafiline isolatsioon
Erinevate populatsioonide ja liikide levilad on üksteisest eraldatud veekogude, mägede, asulate või kauguse tõttu.
Liigitekke peamisteks teguriteks on : mutatsioonid, geenisiire , geenitriiv, looduslik valik
Millistel tingimustel kujuneb uus liik?
Geenifond peab võimaldama kohastumist uute elutingimustega.
Selleks peavad olema lähteliigist päritud geenid koos isolatsiooniperioodil muteerunud geenidega andma piisavalt materjali looduslikuks valikuks.
Edukamaks osutunud isendid annavad rohkem järglasi. Muutub kogu rühma geneetiline struktuur ning toimub kohastumine uute elutingimustega.
Uute liikide püsimajäämine sõltub: kohastumisest uute tingimustega, arvukuse tõusust, levila laienemisest, ristumisbarjääri tekkest , ruumilisest eraldamisest.
EVOLUTSIOON
Mikroevolutsioon
Makroevolutsioon
Evolutsioonilised muutused liigi sees.
Liigist kõrgemate organismirühmade( perekondade , seltside , klasside, jne.) teke ja areng
Makroevolutsioon
Progress (täiustumine)
Divergents( mitmekesistumine )
Konvergents( sarnastumine )
Uute keerukamate, täislikumate organismitüüpide teke.
Eri elupaikades algtüüpide lahknemine uuteks liikideks.
Eri päritolu organismid sarnastuvad sarnastes tingimustes.

• Prokarüootidest eukarüoodid.
  
• Ainuraksetest hulkraksete teke.
  
• Uute kudede, organite areng.
  

• Eukarüootide lahknemine seenteks, taimedeks, loomadeks.
  
• Organismide kohastumine elus vees, maismaal
  

• Vaalal ja kalal on voolujooneline keha.
  

Kasutatakse paremini keskkonda.
Sültub organismitüübi arenemisvõimest. Elupaikade mitmekesisusest.
Mikro- ja makroevolutsiooni
võrdlus
SARNASUSED:
Toimuvad samad protsessid: olelusvõitlus, looduslik valik, vähemkohastunud organismide väljasuremine.
Aluseks geneetiline muutlikkus.
Divergentse iseloom(mitmekesistumine)
ERINEVUSED:
Mikroevolutsioon toimub kiiremini.
Mikroevolutsioonilised muutused hõlmavad vähem isendeid.
Mikroevolutsioonis tekivad uued geeni-, alleelid -, makro- evolutsioonis uued geenid.
Eluslooduse süsteem
Süstemaatika
Linne võttis kasutusele liikide nimetamiseks binaarse (kahesõnaline) nomeklatuuri
Liik->Perekond-> Sugukond ->Selts->Klass->hõimkond->riik
Kahesõnaline Ühesõnaline
Alamliikide – trinaarne e kolmesõnaline
Eluslooduse süsteem

6riiki:
prokarüoodid (eeltuumsed) -> bakterid ja arhed
eukarüoodid (päristuumsed) -> protistid , taimed, loomad, seened
ISELOOMUSTAVAD:

Bakterid
( nukleoid ehk tuumapiirkond )
puuduvad membraansed organellid (pole tsütoplasma võrgustikku, mitokondreid, kloroplaste jne..)
pooldumine

Arhed(ehk ürgbakterid)
erilise ehitusega rakukestad (võimaldab neil elada äärmuslikes tingimustes)

Protistid
Lihtsa ehitusega algloomad(kingloom, silmviburlane)
kuuluvad puna- ja pruunvetikad

Taimed
fotosüntees, tselloloosist rakukest ,
sammaltaimed on lihtsa ehitusega(puuduvad juured, lehed on üherakukihilised)
sõnajalgtaimed
paljunevad eostega
paljasseemnetaimed( okaspuud )
õietaimed

Seened
kuuluvad ka samblikud
kasvavad kogu elu
kitiinist rakukest

Loomad
heterotroofse toitumisega
aktiivselt liikuvad
Kontrolltöö kordamine(LK 68-100)

Evolutsiooni protsessid

Looduslik valik (olemus, vormid, näide)

Kohastumine/ kohanemine (erinevused, näited(taimed, loomad)

Liigitekke mehhanismid (isolatsioonid)

Makro- ja mikroevolutsioon

Väljasuremine(mida see endast kujutab)

Klassifikatsiooni taksonid (liik...riik)

Inimese erinevus inimahvidest
TEINE POOLAASTA
Geneetika
Alleelid- ühe geeni erivormid , mis asuvad homoloogiliste kromosoomide samas lookuses(kohas). Erinevad toimelt või struktuurilt ning määravad selle kaudu organismi eritunnuse avaldumise.(AA ; Aa ; aa)
Homosügootsus- ühesuguste alleelida olemasolu munarakus. (AA või aa)
Heterosügootsus- erinevate allelide olemasolu munarakus. (Aa)
Dominantne alleel- selle tunnuse avaldumine toimub ka heterosügootses olekus.
Genotüüp- ühele isendile omane geenidekogum.
Fenotüüp- avaldunud tunnuste kogum.
Monohübriidne ristamine
P(vanemate genotüüp): AA x aa
Gameedid : AA a a
A-kollane
a-roheline
F1(esimene põlvkond) Aa Aa Aa Aa
Fenotüübilt on nad kollased , dominantne määrab, retsessiivne jääb varjatud kujul.
Mendeli I seadus e ühetaolisusseadus – homosügootsete vanemate ristamisel esimeses põlvkonnas avalduvad ainult dominantsed tunnused.
F1: Aa x Aa
Gameedid: A a A a
F2: AA Aa Aa aa (Teine põlvkond)
Genotüübilt: 1 : 2 : 1
Fenotüübiline: 3 : 1 ( kolm osa on kollaseid, üks on rohelisi )
Mendeli II seadus (Teises põlvkonnas toimub tunnuste lahknemine, tulevad esile mõlema vanema tunnused)
Inimese vererühmade geneetiline alus
Mõistega vererühm väljendatakse vere spetsiifilisi omadusi, mille aluseks on teatud antigeenide olemasolu erütrotsüütide pinnali. Need antigeenid on määratud geenidega.
POLÜALLEELSUS – populatsioonis on ühe fenotüübilise tunnuse määramiseks rohkem kui 2 alleeli.
AB0 – süsteem : vererühmade määramisel osaleb 3 alleeli.
IA – määrab antigeeni A tekke erütrotsüüdile.
IB - määrab antigeeni B tekke erütrotsüüdile.
i -Ei määra antigeeni teket.
IA ja IB on dominantsed i suhtes.
Doonori veres ei tohi olla antigeene, mis puuduvad vastuvõtjal, sest vastuvõtja antikehad põhjustavad aglutinatsiooni.(vererakkude kokkukleepumine – tromb)
ABO – süsteemi vererühmad
Vererühm
Genotüübid
Antigeenid
Antikehad plasmas
Kellele võib doonoriks
Sagedus eestlastel
0
i i
0, A, B, AB
34,3%
A
IA IA ja IA i
A
A ja AB
35,3%
B
IB IB ja IB i
B
B ja AB
23,2%
AB
IA IB
A ja B
AB
7,2%
REESUS – süsteem on määratud kahe alleeliga:
R-määrab reesusantigeeni erütrotsüüdi pinnale
r-ei määra antigeeni
Reesuspositiivse(RH+) vere genotüüp on RR või Rr
Reesusnegatiivne(RH-) vere genotüüp on rr
Konflikt tekib kui Rh+ on doonoriks Rh--le, sest Rh- antikehad kahjustavad reesuspositiivseid erütrotsüüte.
Sagedus eestlastel:
Rh+ - 86%
Rh- - 14%

Dihübriidne ristamine
A-kollane
a-roheline
B-sile
b-krobeline
AB – kollane
Aa – sinine
ab - sinine
Ab - punane
P: AABB x aabb
Gameedid: AB AB AB AB ab ab ab ab
F1: AaBb
F1 : AaBb x AaBb
AB Ab aB ab AB Ab aB ab
AB
Ab
aB
ab
AB
AABB
AABb
AaBB
AaBb
Ab
AABb
Aabb
AaBb
Aabb
aB
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
ab
AaBb
Aabb
aaBb
Aabb
Mendeli III seadus ehk sõltumatu lahknemise seadus
Homosügootsete vanemate dihübriidsel ristamisel lahknevad mõlemad tunnusepaarid teises põlvkonnas teineteisest sõltumatult
RAKENDUSBIOLOOGIA
Rakendusteadus - teadus, mis tegeleb loodusteaduslike teadmiste praktiliste rakendamise printsiipide ja meetodite otsimise ja arendamisega põllumajanduse, meditsiini, tööstuse, energeetika , transpordi, olme jm. tarbeks.
Fundamentaalteadus - kui uuritakse objektide või nähtuste olemust ning nendega seotud seaduspärasusi. (teaduse isu, faktid, teooria)
Bioloogia seos teiste teadustega:
Biofüüsika, biokeemia , meditsiin, veterinaaria , taime- ja loomageograafia, looduskaitse, informaatika , sordiaretus, tõuaretus, biotehnoloogia , geenitehnoloogia , bioonika.
Biotehnoloogia kasutusalad
Biotehnoloogia on rakendusbioloogia haruteadus, mis kasutab erinevate organismide elutegevuse tuginevaid protsesse inimesele vajalike ainete tootmiseks. ( jogurt , saiake-pärmseened kergitasid saiakest, juust, või)
Põhiliselt kasutatavad organismid on bakterid, seened.(rohehallik)
Biotehnoloogia eelised

• Suur energiasäästlikkus
  

• Jäätmevaba või loodusele kahjutute jäätmete teke.
  
• Odav tooraine
  

Biotehnoloogia puudused

• Kasutatavad organismid on tundlikud keskkonnategurite suhtes.
  
• Teadlastel kulud palju aega vastavate tüvede saamiseks
  

Antibiootikumid

• Antibiootikumid on ravimid , mida kasutatakse bakterhaiguste raviks.
  
• Tootjateks aktinomütseedid ja seened.
  
• Rohehallitus -> penitsilliin
  
• Aktinomütseedid( niitjad bakterid) -> tetratsükliin
  

Alkaloidid
Tungaltera toodab alkaloide, mida kasutatakse igreeni ja Parkinsoni tõve raviks.(värisemine)
Hormoonid
Insuliin
Aminohapped
Toidulisandid
Vaktsiini tootmine
Haigustekitajate tõrjumine
Ensüümid

• Taimekaitsevahend
  
• Pesuvahendid (sisaldavad bakterite sünteesitud valke, lipiide ja polüsahhariide lagundavaid ensüüme.)
  
• Toiduainetetööstuses ( proteaas piima kalgendamiseks juustu tootmisel, erinevad ensüümid tärklisest suhkru tootmisel.
  
• Tekstiilitööstus
  
• Amülaas tärklise lagundamiseks
  

Toidu omaduste parandamiseks:

• Seentest saadud ensüümid kalgendavad piima juustu tootmisel, parandavad leiva ja õlle omadusi.
  
• Pintselhalliku abil toodetakse hallitusjuustu ja salaamit.
  
• Köögiviljade hapendamine ( kurk ,kapsas)
  
• Pärmitaigen – leib,sai, jne
  

BIOTÕRJE

• Kändude töötlemine kaitsmaks parasiitseene juurepessu eest.
  
• Fermoonid: kahjusputukate meelitamine püünistesse putukate hormonilaadsete lõhnaainete abil
  
• Bakteritoksiinid kahjurputukate vastu.
  

Põllumajanduses:

• Silo valmistamisel
  
• Mügarbakterid küntakse mulda
  

Reoveepuhastamisel

• See süsteem põhineb mõningate mikroorganismide võimel kasutada teatud tingimustes toitumiseks saasteaineid.
  

EMBRÜOSIIRDAMINE JA VILJASTAMINE in vitro
Munarakkude saamine
LOOMADEL:
Folliikuleid stimuleeriva hormooni toimel kutsutakse esile SUPEROVULATSIOON (küpseb 5-10 munarakku)
Eraldatakse munarakud munasarjast või munajuhast(kasutatakse harvem)
Superovulatsiooni korral toimub kuntslik seemendamine emaslooma kehas
Munarakkude eraldamisel munasarjast toimub katseklaasi viljastamine in vitro
6-8 päeva jooksul areneb embrüo emaslooma emakas blastotsüstiks(põislooteks)
Blastotsüstid pestakse emakast välja
Valitakse parimad embrüod ja siiratakse hormonaalse töötluseda innatsüklisse viidud SURROGAAT – ASENDUSEMA emakasse(retsipientlooma)
INIMESTEL:
Munarakud võetakse otse munasarjast
Munarakud viljastatakse katseklaasis seemnerakkudega in vitro
Süstitakse seemnerakk otse munarakku
Arenev embrüo kasvatatakse söötmel blastotsüstiks
7 päevane embrüo siiratakse naise emakasse
Tavaliselt siiratakse 2-3 embrüot
MÕISTE:
In Vitro- väliskeskkonnas
GM-taimede kasvamise levik 2008.a. seisuga:

• Soja 53%
  
• Mais 30%
  
• Puuvill12%
  
• Riis
  
• Raps5%
  
• Suurimad kasvatajad: USA, Argentiina , Brasiilia, Kanada , Hiina, India.
  

• Kasutatakse viljastatud munarakku
  
• Kasutatakse embrüonaalseid tüvirakke
  

Geenitehnoloogia loomade tõuaretuses

• Suurendada lihasmassi (sigade ja lammaste kaal kasvas 30%, forell kasvas 2 korda suuremaks .
  
• Parandada lammaste villa kvaliteeti
  
• Muuta piima koostist, et lihtsustuks juustu tootmine
  
• Kalkunite munevus suurenes
  
• Lihaloomad, kelle tailiha ja rasva osakaal on täpselt määratud
  
• Suurendada loomade vastupanuvõimet haigustele
  
• Toota ämbliku võrguniiti kitsepiimas
  

Ravimite tootmisel

• GM- kitse piimas antikehad kasvajate vastu
  
• GM-lehma piimas laktoalbumiin enneaegsetele lastele
  
• GM-sead toodavad inimese hemoglobiini
  
• GM-lehm lüpsab insuliini sisaldavat piima?
  

GM-Loom organdoonoriks
Sobivaim organdoonor oleks siga. Mudelhiired haiguste uurimiseks.
GMO- aretuse poolt:

• Kiiremad tulemused
  
• Geenid teistelt liikidelt
  
• Geenide avaldumist saab reguleerida
  
• Teatakse täpselt, millist geeni üle kantakse, mis muutub uues sordis
  
• Põldudel kasutatakse vähem keskkonnamürke
  

GMO-aretuse vastu:

• Kahjurid võivad muutuda immuunseks
  
• Geenid võivad üle kanduda umbrohule
  
• Erinevate organismide geenide koostoime võib olla ettearvamatu
  
• GM-taimede maitseomadused on tavaliselt halvemad
  
• Geenisaaste
  
• Allergeenne valk võib sattuda toiduainesse, kus teda tavaliselt ei leidu.
  

GEENITEHNOLOOGIA
Geeniteraapia ehk geenravi
Inimesel on teada üle 3000 päriliku puude. Kaks võimalust: 1)asendada haige geen tervega ; 2) Vaigistada haige geen.

• Siiratakse sama liigi geene (inimese geen inimesele, loomad loomadele)
  
• Geenid siiratakse ainult somaatilistesse rakkudesse ( keharakud- somaatilised )
  
• Ei pärandu järglastele
  

Näide: diabeet ( kõhunääre ei sünteesi insuliini)
GEENRAVI

• Normaalselt talitleva geeni siirdamine raske geneetilise puudega inimese mingi koe rakkudesse:
  

Haige luuüdist eraldatakse tüvirakud

Koekultuuris sisestatakse neisse normaalgeen geenivektori abil

Rakud kloonitakse ja paljundatakse

Rakud siiratakse tagasi haige koesse

• Mutantse geeni avaldumise vaigistamine ehk geenivaigistuse meetod:
  

MikroRNA abil blokeeritakse valgusüntees

Geen ei saa avalduda
Pärilike haiguste molekulaargeneetiline diagnostika

• Mutantsete geenide äratundmine DNA proovide abil
  
• DNA- kiibid – võrdlus DNA-lõigud, millega patsiendi geene kõrvutada
  
• Rinnavähk, tsüstiline fibroos(limanäärmed), sirprakuline aneemia( vererakud on sirbikujulised), kurtus , Huntingtoni tõbi(pärilik haigus- ajus on muutused, ei suuda kontrollida oma lihastegevust, vaimne taandareng ) jne
  

DNA-sõrmejälgede metoodika

• Polümeraasse ahelreaktsiooni meetodil (PCR)
  
• Isaduse tuvastamiseks
  
• Isikute tuvastamiseks
  
• Kurjategijate tuvastamiseks
  

INIMESE ÜLDISELOOMUSTUS
Homo sapiens sapiens – tark inimene
Inimene kuulub loomariiki (samad elundkonnad, rakkuline ehitus, sarnasus ehituses)
Riik: Loomariik
Hõimkond: keelikloomad( selgroogsed )
Klass: imetajad(imetame, püsisoojased)
Selts: primaadid
Sugukond: inimlased
Perekond: inimene
Liik: tark inimene
Sarnasus loomadega
Erinevus loomadest
Organismi ülesehitus, ainevahetus , geenide ja valkude struktuur,
Seotud käitumise ja ühiskondliku eluviisiga
Vastastikuliselt sõltuvad, füsioloogiline talitus ja sigimisviis
Mitmesugused ideoloogiad, reeglid ja kultuuritavad.
Sotsiaalne eluviis
Kahel jalal liikumine
Võimelised õppima
Aeglane areng
Kasutavad viipekeelt
Suur aju
Loogiline seostamine
Kooselu
Mõistete omandamine
Tehnoloogilised oskused
KOED :
Inimese ja loomade organism koosneb samadest koetüüpidest ja nende alaliikidest:

• Sidekude ( veri , rasvkude, luukude, kõhrkude)
  
• Epiteelkude (ripsepiteel, näärmeepiteel)
  
• Lihaskude (vöötlihaskude, silelihaskude , südamelihaskude)
  
• Närvikude
  

Molekul -> rakk ->kude->organ->organsüsteem
EPITEELKUDE:
Rakud on tihedalt üksteise kõrval, katte- ja kaitsesüsteem, uueneb kiiresti, rakuvaheainet on vähe.
Esinevad epiteelrakud , närvilõpmed, vahel ka limanäärmed.
Katab elundite pindu.
Võimaldab ainevahetust väliskeskkonna ja organismi vahel (kreemitamine). Eritab nõresid.
Osaleb haavade paranemisel.
SIDEKUDE:
Ehituslikud iseärasused:
esineb palju rakuvaheainet.
Rakke on vähe.
Rakuvaheaine hajusalt rakkude vahel.
Ülesanne:
transport, kaitseülesanne-veri(kaitseb haigustekitajate eest), rasvkude(kaitseb külma eest, mehhaanilised mõjutused)
Tugiülesanne
Kohev sidekude tagab elastsuse, vetruvuse
Kõõlusete kollageensed kiud ühendavad lihaseid luudega
kohev ja tihe sidekude ning veri seovad omavahel teisi kudesid .
toitefunktsioon(veri)
LIHASKUDE:
Ehituslikult:
Rakud on pikad ja peenikesed
Lihas koosneb lihaskiududest
Funktsioonid:
kokkutõmbumisvõime – lühenevad, jämenevad
erutusvõime, erutuse juhtimisvõime
VÖÖTLIHASKUDE:
lihaskiud pikad, hulgituumsed
Valgusmikroskoodis ristipidi-vöödilised
Alluvad tahtele
paiknevad skeletilihastes
kokkutõmme on kiire (ehk kontraktsioon on kiire)
SILELIHASKUDE:
tahtele ei allu
ühetuumalised käävjad rakud
ristipidivöödilisus puudub
siseelundite lihaskude
kokkutõmbumine aeglane
SÜDAMELIHASKUDE:
töötab automaatselt
lihaskiud hargnenud, moodustavad võrgustiku
ristipidivöödilised
erutuse juhtimisevõime
tahtele mittealluvad
NÄRVIKUDE:
Rakud on omapärase kuju ja ehitusega(üks pikk jätke - neuriit , harnenud, palju lühikesi jätkeid e dendriite)
närvirakud – neuronid
Ülesanne:
võtta vastu signaale, edasi anda ülesandeid,
juhtida organismi tegevust
ärrituse ja erutuse vastuvõtmine, edasijuhtimine ja analüüsimine
jätked võtavad vastu erutuse, liidus närviraku kehasse ja antakse edasi järgmisele rakule.
Sünaps- ühe neuroni neuriit puutub kokku järgmise neuroni dendriitidega, tänu millele on võimalik erutuse ülekanne.
Närvirakke juurde ei teki, sest küpsel närvirakul puudub pooldumisvõime.