1. Živá a neživá příroda, význam biologie pro život člověka a společnost

a) Rozdíly mezi živou a neživou přírodou
b) Obecné vlastnosti živých organismu
c) Jedinec a druh
d) Hierarchické uspořádání organismu
e) Závislost existence organismu na prostředí
f) Základní dělení, popis a funkce rostlinných pletiv a živočišných tkání
g) Význam biologie pro společnost
h) Význam biologie pro současný rozvoj vědy a techniky
i) Biologické vědy, aplikované biologické vědy a jejich společenský přínos
j) Metody vědecké práce v biologii
k) Historie biologie

Rozdíly mezi živou a neživou přírodou
Jednotný chemický základ (lipidy, sacharidy, proteiny, nukleové kyseliny; anorganické: voda, soli, plyny), obsahují stejné prvky, sloučeniny, atomy.
Z hlediska fyziky není rozdíl: platí stejné zákony (termiky, dynamiky, gravitace).
Zásadní rozdíl: organizace v prostoru a čase.
Biogenní prvky – prvky, které se vyskytují v organismech. Dělí se na makrobiogenní prvky (podílejí se na složení živé hmoty z 99%, patří sem C, H, O, N, P, mezi makro prvky patří i prvky Na, K, Mg, Ca, Cl, Fe, které jsou však v živých organismech zastoupeny v daleko menším množství, asi 1%) a mikrobiogenní prvky (Cu, Co, Mn, Zn, Sn, Pb, Ni, Br, Mo, As, V, Ti, Ge, Cd, Li, Ba … neboli stopové prvky. Řadíme sem především těžké kovy. Tyto prvky jsou významné pro řadu dějů, které probíhají v organismu. Působí v tzv. stopových množstvích. Ve větších množstvích mohou být pro organismus jedovaté. Biogenní prvky mají velký význam pro výživu rostlin. Zeleným rostlinám je stačí přijímat ve formě jednoduchých anorganických sloučenin.

Obecné vlastnosti živých organismu
1. Podobné chemické složení
2. Hierarchické uspořádání
3. Vlastní metabolismus
4. Dráždivost –pohyby – taxe ,rostliny – tropismy, nastie
5. Ontogeneze
6. Reprodukce
7. Dědičnost
8. Fylogeneze

Vlastní živým organismus a právě jimi se liší od neživých soustav, zabývá se jimi biologie
Buňka: základní stavební a funkční jednotka organismu, u virů = cizí buňka
Přítomnost organických látek: tuky, cukry, bílkoviny a nukleové kyseliny
Základní metabolické děje: dýchání, štěpení cukru, syntéza cukru
Vnímavost = dráždivost: schopnost přijímat podněty z okolí a reagovat na ně
Reprodukce: předávání gen. vlastností = dědičnost, proměnlivost
Růst a vývoj: Ontogeneze – jedince, Fylogeneze – druhu
Pohyb

Hierarchické uspořádání organismů
Atom – molekula – makromolekula – buňka – tkán (pletivo) – orgán – orgánová soustava – mnohobuněčný organismus

Jedinec a druh
Jedinec = jedinečná bytost, trvání je omezeno casem a prostorem, vývoj je individuální (ontogeneze)
Druh =
1. Soubor jedinců, kteří se mohou vzájemně křížit a produkovat životaschopné potomstvo. Jedinci nesou charakteristické druhové vlastnosti, mívají podobný vzhled
2. Genetické hledisko: soubor jedinců se stejným charakteristickým složením genomu
3. Ekologické pojetí: soubor jedinců stejnými nároky na prostředí – obývající shodnou niku.
Druhové vlastnosti: charakteristické pro jedince jednoho druhu
Fylogeneze: člověk se vyvíjí poměrně rychle, naproti tomu žraloci se téměř nevyvinuli ( jsou dokonale přizpůsobení k životu ve vodě)
Reprodukční izolace: různé druhy jsou mezi sebou ohraničený možností reprodukce
Generační bariéra (rozdíl mezi druhem a plemenem): př. kůň + osel

Závislost existence organismu na prostředí
Vzájemné interakce organismu a prostředí
Faktory: Abiotické = fyzikální (teplota, tlak, světlo) a chemické (příjem prvku); Biotické – vzájemné vztahy mezi organismy (parazitismus, kooperace, symbióza – viz ekologie).
Musí se vejít do ekologické valence

Základní dělení, popis a funkce rostlinných pletiv a živočišných tkání
1. Rostlinná pletiva
Pletiva jsou soubory buněk stejného tvaru i funkce, jde o obdobu živočišných tkání. Věda zabývající se tkáněmi a pletivy se nazývá histologie. Existuje mnoho druhů pletiv, všechny jsou popsány níže:
Podle způsobu vzniku dělíme pletiva na:
1. Pravá – vznikla dělením buňky mateřské na buňky dceřinné, které zůstávají seskupeny.
2. Nepravá – druhotné seskupení původně samostatných buněk (např plektenchym u hub)
Podle schopnosti dělení rozlišujeme pletiva
3. Dělivá(meristematická)- zachovaná schopnost dělit se, jde o funkčně nediferenciovaná pletiva
4. Trvalá – vznikají činností pletiv dělivých, zastávají specifickou funkci a ztrácejí schopnost dělit se

Tvarové rozdělení
1. PARENCHYM – tenkostěnné buňky s přibližně stejnou výškou a šířkou, případně mírně protáhlé v jědnom směru, mezi jednotlivými buňkami se hojně vyskytují mezibuňěčné prostory – intraceluláry. Jedná se o velmi měkké pletivo, které musí být chráněno a vyživováno jiným typem pletiv. Dále ho dělíme na:
– Palisádový parenchym -buňky jednosměrně protáhé, kolmé k povrchu (hlavní fotosyntetizující pletivo v listech)
– Mezenchym – kulovité buňky (př. výplně v mladých částech rostlin)
– Aerenchym – oválné buňky, s mezibuněčnými prostory, které jsou vyplněné vzduchem (častá adaptace u vodních rostlin)

2. PROZENCHYM – protažené buňky s šikmými přepážkami, nejsou zde žádné mezibuňečné prostory, (př. cévní svazky)

3. KOLENCHYM – buňky mají stěny výrazně ztlustlé v rozích či po stranách (př mladé rostoucí orgány – řapíky listů…),

4. SKLERENCHYM – buněčné stěny jsou silně ztloustlé, živý obsah odumřel, slouží k zpevňování rostliny. Jednotlivé buňky se nazývají sklereidy. (př. stěna pecky, kamenné hrudky v dužině hrušky…)

Funkční dělení pletiv
5. Dělivá(meristémy) – většinou parenchymatické buňky se zachovalou schopností dělit se. Slouží k růstu rosliny a k obnově zaniklých buněk. Vyznačují se tenkou stěnou, velkým jádrem a vysokou mírou látkové přeměny. Existuje několik druhů meristematických pletiv:
– Protomeristémy – původní dělivé pletivo nalézající se například na vrcholcích stonků nebo kořenových špičkách
– Primární meristém – vzniká z protomeristému a postupně se mění na pletivo trvalé. Nalézá se na vrcholech kořenů a stonků a v růstových zónách listu
– Sekundární meristém – vzniká obnovením dělivé funkce u již trvalých pletiv a slouží k druhotnému tloustnutí rosltinných orgánů. Nejvýznamějšími druhotnými meristémy jsou felogén a kambium.

6. Krycí – nacházejí se na povrchu rostlinných orgánů, slouží k ochraně rosltiny před vlivy vnějšího prostředí a zajišťují výměnu látek mezi rosltinou a okolím. Na povrchu rostliny tvoří několik rozličných vrstev a celků, které jsou popsány níže.
– Pokožka – úplně na povrchu rosltiny, tvořená většinou jedinou vrstvou buňek, téměř bez chlorofylu, které na sebe těsně přiléhají, aby zamezili nadměrnému vypařování vody z rostliny. Na pokožce se ještě nachází neprostupná vrstva tukové povahy – kutikula, která ještě zlepšuje ochranu rostliny a umožňuje vodě volně stékat.
– Epidermis – pokožka nadzemních orgánů rosliny (stonek, list…)
– Rhizodermis – pokožka podzemních orgánů (kořen…)
– Chlupy(Trichomy) – mohou se nacházet na pokožce, jsou jednobuněčné čí vícebuněčné, zastávají různé funkce:
– Krycí – slouží k ochraně rostiny, mohou zlepšovat termolagulaci či napomáhat v rozmnožování
– Žlaznaté – slouží k vyměšování látek s ochrannou či jinou funkcí, např. silic (máta, cannabis…)
– Žahavé – ochrana především proti býložravcům, po zachycení se většinou odlomí a uvolní pálivou tekutinu( např kopřiva)
– Průduchy – struktury v epidermisu (pokožky nadzemních částích), slouží převážně k transpiraci – mechanismu hospodaření s vodou formou jejího vypařování a přijímání. Nacházejí se především na spodní straně listů
– Vodní skuliny(hydatony) – stejná stavba jako u průduchů, nemají ale schopnost uzavírat se a slouží ke gutaci – vytlačování přebytečné vody z rostliny
– Korek(druhotné krycí pletivo) – u většiny dřevnatých stonků nahrazují pokožku, která druhotným tloustnutím stonku popraská. Slouží k mechanické ochraně a obraně proti infekcím .Vzniká činností druhotného meristému felogénu. Je tvořen většinou odumřelými buňkami se ztloustlou buněčnou stěnou. U některých stonků, převážně u stromů korek popraská, odlupuje se a vytvoří borku, lidově nazývanou kůra.

7. Vodivá – transport látek rozpuštěných ve vodě po rostlině, vznikla v důsledku přechodu rostlin na souš. Vodivou jednotkou je síť cévních svazků, která je tvořena dvěmi částmi:
– Dřevní (xylém) – slouží k vzestupnému transportu roztoků minerálních látek z půdy (přijaté kořenem) – tzv. transpirační proud vedoucí až k listům, kde jsou látky metabolizovány. Dřevní část tvoří:
– cévy (tracheje) – dlouhá řada mrtvých buněk s rozpuštěnými příčnými přehrádkami
– cévice (trachejidy) – protáhlé mrvé buňky, jejichž příčné přehrádky proděravěli, vyskytuje se hlavně u jehličnanů a kapradin
– Lýková(floém) – zajišťují transport sestupný, vedou živiny z listů – asimilátky ( převážně produkty fotosyntézy – cukry ) = tzv. asimilační proud do míst spotřeby (kořen, vrchol stonku) nebo uložení (cibule, hlízy…). Lýkovou část skládají:
– sítkovice – řada živých tenkostěnných buněk s proděravělými příčnými přehrádkami, fungují jen omezenou dobu do chvíle, než se otvory v příčných přehrádkách neucpou amorfní hmotou – tzv. kalózou, většinou se tak děje až na konci vegetačního období, činností kambia se každé jaro vytvoří sítkovice nové.
Podle schopnosti druhotně tloustnout se cévní svazky dále dělí na:
– Uzavřené – druhotně netloustne, celý prvotní meristém se diferenciuje na trvalá pletiva (jednoděložné rostliny)
– Otevřené – zachovává si schopnost druhotně tloustnout díky přítomnosti kambia, tvoří se druhotné dřevo (deuteroxylém) a druhotné lýko (deuterofloém), přibývá ovšem především dřeva.
Výrazně se to projevuje při druhotném tloustnutí kmenů dřevin, kdy na jaře vznikají řidší cévy s větším průměrem – světlejší zbarvení a v létě vede druhotné tloustnutí ke tvorbě hustěji uspořádaných cév, které jsou ale tenčí. Tento rozdíl zapříčiňuje existenci letokruhu vizuálně poznatelných v příčném řezu kmenu stromu.
Podle vzájemného postavení dřevní a lýkové části cévních svazků v příčném řezu stonkem rozeznáváme cévní svazky:
– Soustředné (koncentrické) – jeden typ cévních svazků obklopuje druhý, dělí se na:
– Lýkostředné – lýko je obklopeno dřevem (př. jednoděložné rostliny)
– Dřevostředné – dřevní cévní svazky uprostřed jsou obklopeny lýkem (př. kapradiny)
– Paprsčité (radiální) – dřevní a lýkové cévní svazky jsou odděleny a rozesety paprsčitě po obvodu dřeňové části stonku (př. kořeny cévnatých rostlin)
– Bočné (kolaterální) – dřevo a lýko jsou umístěny vedle sebe, nejčastější rozmístění je: dřevo na vnitřní straně, lýko na vnější (př.stonky a listy semenných rostlin)
– Dvoubočné (bikolaterální) – dřevní část se nachází mezi dvěmi lýkovými (př.lilkovité rostliny)

8. Základní – vyplňují prostor mezi pletivy krycími a vodivými, zastávají různé funkce:
– Asimilační – slouží k fotosyntéze – obsahují velké množství chloroplastů. Nacházejí se převážně v listech.
– Zásobní – hromadí zásobní látky – cukry, tuky, lipidy, zejména však polysacharidy. Tvořena parenchymem a sklerenchymem. Najdeme je hlavně v zásobních částech rostliny – oddenky, kořeny, hlízy, v menší míře také ve stonku.
Speciálním případem jsou vodní pletiva sloužící k hromadění vody (např. kaktusy)
– Vyměšovací – hromadí nebo vylučují produkty metabolismu (silice, alkaloidy…). Jsou to například medníky sloužící k vylučování cukerných roztoků (nektarů) v květu sloužících k nalákání opylovačů.
– Zpevňovací (mechanická) – dodávají rosltlině pevnost a pružnost, chrání cévní svazky před poškozením. Tvořena sklerenchymem a kolenchymem.

2. Živočišné tkáně
1. EPITELOVÉ – souvislá vrstva buněk bez mezibuněčných prostor – plochý, krychlový, válcovitý
– Krycí
– Výstelkové
– Žlázové
– Resorpční
– smyslové

2. POJIVOVÉ – četné mezibuněčné prostory vyplněné produkty buněk
– Vazivo – kolagen, elastin, patrné fibrily
– Řídké vazivo
– Tuhé vazivo
– Tukové vazivo
– Lymfoidní vazivo
– Chrupavka – chondrocyty + kolagen, elastin – fibrily nejsou patrné
– Sklovitá
– Elastická
– Vazivová chrupavka
– Kost –¸osteocity + organický ossein + fosforečnan a uhličitan vápenatý

3. SVALOVÁ
– Příčně pruhovaná
– Hladká
– Srdeční

4. NERVOVÁ
– Neurony
– Neuroglie

Význam biologie pro společnost
Medicína, zemědělství, zdravá výživa

Význam biologie pro současný rozvoj vědy a techniky
Léky, očkovací látky, genetika (struktura DNA)

Biologické vědy, aplikované biologické vědy a jejich společenský význam
Biologie: bios = život, logos = veda
Skupiny věd:
I. Systematické (taxonomické – poznávání, pojmenování a třídění organismu)
1. Mikrobiologie: virologie, bakteriologie, mykologie, protozoologie (prvoci)
2. Botanika: bryologie (mechy), graminologie (tráva), algologie (rasy), dendrologie (dřeviny)
3. Zoologie: ornitologie, ichtiologie, mamologie, malakologie (měkkýši), herpetologie (plazi a obojživelníci), entomologie (hmyz)
4. Antropologie

II. Morfologické (stavba a tvar organismu)
1. Anatomie (vnitřní stavba těla)
2. Histologie (věda o tkáních)

III. Fyziologické (funkce orgánu a organismu)
vědy o vývoji (Výsledky výzkumu morfologických a fyziologických věd: ontogeneze, fylogeneze, embryogeneze, paleontologie)

IV. Hraniční (biochemie, biofyzika, biomatematika

V. Aplikované (aplikace poznatku do jiných oboru – lékařství)

VI. Ostatní (obecná biologie, genetika, cytologie = buňky, molekulární biologie, etologie, imunologie, evoluční biologie)

Metody vědecké práce v biologii
Pozorování (nezasahujeme), pokus (zasahujeme), práce s prameny
Výsledek biologického pozorování je protokol: poznání – hypotéza – pokus – teorie – praxe

Historie biologie
o Egypt, Řecko (Hippokrates, Aristoteles), Řím (Plinius)
o Středověk – alchymie, potlačení přírodovědeckého bádání (náboženství), Avicenna (Arabská říše)
o Renesance – Vesalius (anatomie), Leonardo da Vinci (vynálezce)
o 1590 – bratři Jansenové (brusiči diamantu, mikroskop)
o 17. stol. – Harvey (výzkum krevního oběhu), Leeuwenhoek (mikroskop, popis bakterií a prvoku), Hook (rostlinná buňka)
o 18. stol. – Linné (binomická nomenklatura – rodové a druhové jméno)
o 19. stol. – Lamarck (vývoj přírody), Purkyně, Schleiden, Schwann (cytologové), Pasteur (mikrobiologie, imunologie), Darwin (autor Teorie o vzniku druhu přirozeným výběrem), Mendel (křížení rostlin – genetika)
o 20. stol. – Pavlov (podmíněné reflexy), Oparin (evoluční abiogeneze, koacerváty), Fleming (penicilin 1928), Watson, Crick (struktura DNA), Jan Jesenský (1.pitva v Čechách)
o Další – Tadeáš Hájek z Hájku (botanik a lékař, 16.st.), Kašpar Šternberk (spoluzakladatel Národního muzea, 19.st.), Opiz (botanik, Čáslav), Presl (české názvosloví), Hrdlička