INTEGROVANÝ VĚDNÍ ZÁKLAD III Vzdělávání pro udržitelný život, rozvoj a zdraví (dále VUR) ve 21. století BIOLOGIE Přednáška č.1- 2 • ČLOVĚK – MNOHOBUNĚČNÝ ORGANISMUS v systému živé přírody (pojmy: vznik a vývoj člověka, charakteristika člověka jako mnohobuněčného organismu, srovnání stavby člověka a ostatních organismů, využívání přírody a nebezpečí v přírodě pro člověka Ing. Helena Jedličková, Ph.D. Obsah: I. Úvod: biologická část IVZ 3 povinné a volitelné předměty: podmínky- cíle studia, literatura) • Člověk v teoriích o vzniku a vývoji života ! Teorie evoluční ! Podmínky života člověka . Evoluce a adaptace. Rozmnožování, vyhledávání potravy, místo k žití (pohyb a útočiště, útok a obrana) smysly a dorozumívání III. Člověk v systému živé přírody IV. Člověk a životní prostředí Úvod: BIOLOGICKÁ ČÁST IVZ III Povinné a volitelné předměty – podmínky studia IVZ – přednášky = 4 semestry: 1., 2., 3. semestr zakončen testem, 4.semestr - ZK Na přednášky IVZ v jednotlivých semestrech navazují povinná a volitelná cvičení Informace, obsah, podmínky studia a literatura viz. IS PdF MU) • Povinné předměty navazující na přednášky IVZ: • semestr - Terénní cvičení z pěstitelství a aplikované ekologie - zápočet 3. semestr - Základy biologie – kolokvium - zápočet (teorie z IVZ 1 + 2 +3 + cvičení) 4. semestr - Praktikum z biologie a pěstitelství – kolokvium-zápočet ( IVZ 1+2+3+4 + cv.) 5. semestr - Aplikovaná biologie – cvičení.- zápočet Cvičení z volitelných předmětů učení o přírodě - NEŽIVÁ A ŽIVÁ PŘÍRODA ZS1BP_ZNXX, ZS1BK_ZNXX (1.-10. semestr) mají studentům umožnit: 1, - snadnější proniknutí do problematiky, pokud nemají dostatečné středoškolské znalosti z některé části učení o přírodě, požadované v povinných předmětech (znalosti z mineralogie, geologie, fyziologie, genetiky, taxonomie, botaniky, zoologie, ekologie, aplikované biologie..) IVZ III BIOLOGIE - cíle studia Člověk a ŽIVOT – přehled o evoluční teorii vzniku a vývoji člověka (umět vysvětlit vlastní názor) - evoluce, adaptace, Oparin, Darwin, Haeckel , neodarwinismus – člověk jako mnohobuněčný organismus Podmínky života člověka - podmínky abiotické a biotické – utváření a vývoj organismů charakteristické etapy vývoje rostlin a živočichů až po člověka - současné biologické třídění organismů Člověk – biologický druh - jednobuněčné a mnohobuněčné organismy, stavba a funkce orgánů - charakteristika modelových organismů a jejich využití člověkem Člověk a životní prostředí - potrava a výživa, přenos informací, biologická rovnováha v přírodě - absolvent by měl znát gnozeologický základ tak, aby obsah nejen chápal, ale i na modelových příkladech pro 1. st. jej uměl vysvětlit žákům Literatura: Klíčová slova / viz. tématické okruhy/ lze vyhledat v následujících publikacích: (pozn. doporučený studijní materiál je podtržen, ostatní publikace jsou alternativní) • 1. Stockley,Corinne. : Ilustrovaný přehled biologie, Blesk, Ostrava 1994 • 2. Stockley,Corinne. : Ilustrovaná encyklopedie biologie, Fragment, Havlíčkův Brod 2000 • 3. Jelínek,J., Zicháček,V. : Biologie pro gymnázia, Olomouc, Olomouc 1999 jakékoliv středoškolské event. vysokoškolské učebnice biologie k vyhledání klíčových slov Další vhodná literatura : • 4, Učebnice přírodopisu a biologie pro II. st. ZŠ a S Kvasničková,D.aj.: Přírodopis 5(6) roč., Fortuna, Praha 1993 Kvasničková,D.aj.: Poznáváme život-přírodopis 6(7) roč., 1, Fortuna, Praha 1994 Kvasničková,D.aj.: Poznáváme život-přírodopis 6(7) roč., 2, Fortuna, Praha 1995 Dobroruka,L.J. aj.: Přírodopis , Scientia, Praha , 1998 aj. • 5, Hamčová,H., Vlková,I. : Biologie v kostce I, II, Fragment, Praha 1997 nebo podrobné: Rosypal,S. : Přehled biologie, Scientia, Praha 1994 Romanovský,A. a kol. : Obecná biologie, SPN, Praha 1984 Doplňující literatura : • Beckett.B., Gallagherová,R.M.: Přehled učiva biologie, Svojtka , Oxford-Praha, l998 Čížková,J., Bradáčová,L. : Přehled živé přírody, Alter, Praha 1993 aj. KLÍČOVÁ SLOVA: • Evoluční teorie vzniku a vývoje života, adaptace (přehled, vysvětlení na příkladech) • Podmínky života abiotické (klimatické, topografické, pedologické – horizontální a vertikální vrstvy krajiny) , • utváření ekosystémů v ČR, jejich přehled a charakteristika. • Vývojové etapy přírody - vývoj rostlin, živočichů, člověka. Podmínky biotické – adaptace. • Základy biologické klasifikace a systematiky • ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ – základní pojmy VZNIK A VÝVOJ ŽIVOTA teorie Představy člověka o tom, co je život (odkud se vzal, jak vznikla příroda a rozmanité tvary organismů, proč jsou takové a jak se mění), jsou poznamenány úrovní společenského vědomí určité doby. TEORIE: • 1, SAMOPLOZENÍ – naivní abiogeneze (od starověku – 19. stol., vyvrátil L. Pasteur) - V přírodě vše podléhá principu účelnosti (Aristoteles) - Živé organismy vznikají nejen množením organismů předchozí generace, ale také z anorganických látek. (př. komáři se líhnou z tlejícího bahna) • 2, IDEALISTICKÉ – NÁBOŽENSKÉ - Příčinou života je myšlenka – idea, na jejímž základě se tvoří hmota – materie • 3, PARSPERMICKÁ - Kosmozoa – zárodky života v kosmickém prostoru – v přijatelných podmínkách se „zabydlují a zdokonalují“- vyvráceno fyziky • 4, MATERIALISTICKÉ - teorie EVOLUČNÍ: - vyvíjí se hmota - její organizací vzniká myšlenka: • a, Oparinova teorie vzniku života – vědecká abiogeneze: • Období astrální (vznik sluneční soustavy a Země) • Období geologické • Období vzniku koacervátů a později eobiontů • b, CH. Darwin: Teorie o vzniku druhů přírodním výběrem = darwinismus • základ současné teorie evoluce • c, Ernst Haeckel – Biogenetický zákon: • Ontogeneze je zkráceným opakováním fylogeneze • d, Neodarwinismus: obohacený o poznatky genetiky • - Konvergence-různé organismy žijí ve stejném prostředí-adaptace • (př. hmyz i ptáci žijí ve vzduchu a loví) • - Divergence-rozšíření druhu do různých areálů-adaptace(př. sýkorky) • - Hypotéza z aspektů molekulární biologie: Teorie vzniku RNA a DNA ŽIVOT A PODMÍNKY ŽIVOTA • Prostředí je jednotou abiotických a biotických faktorů, které umožňují organismům život a které přímo či nepřímo na živé soustavy působí. • Každý organismus je na své životní prostředí vázán především nezbytnou podmínkou své existence – metabolismem. • Na změněné podmínky života se organismy adaptují. V různorodém prostředí se vyvíjejí různé formy organismů. PODMÍNKY ŽIVOTA – faktory: Neživotné (neživá příroda)= ABIOTICKÉ (světlo teplo, voda, vzduch, živiny) Životné (živá příroda) = BIOTICKÉ (organismy a vztahy mezi nimi) Společně vytvářejí MAKROKLIMA A MIKROKLIMA(např. mikroklima posluchárny) FAKTORY ABIOTICKÉ: - KLIMATICKÉ - energetické = teplo, světlo, - atmosférické = chemické a fyzikální = voda srážky, vlhkost a proudění vzduchu, živiny klimatologie, meteorologie - TOPOGRAFICKÉ (vegetační zóny-místo k žití ) = geografie - PEDOLOGICKÉ (živiny, místo k žití =půda) = pedologie Soubor podmínek, vytvářejících prostředí se nazývá BIOTOP = STANOVIŠTĚ FAKTORY BIOTICKÉ: organismy a vztahy mezi nimi= systém biologických věd Soubor živých soustav v biosféře je označován termínem BIOTA ABIOTICKÉ FAKTORY PEDOFICKÉ n Půda: -definice Povrchová vrstva zemské kůry, která vzniká zvětráváním hornin a nerostů (mateční horniny) a současně tlením organismů (vzniká humus). - vlastnosti půd 1, struktura : půdy - strukturní – hrudkovitá - podle hrudek-půdních agregátů (2-20 mm): -nestrukturní: hroudovitá, prašná, -význam pro vzlínání vsakování vody-kapilarita, 2. pórovitost 3,sorbční schopnost 4,vlhkost půd-vsakování+ vzlínání 5,Chemické složení – pH, obsah živin 6, zpracovatelnost 7, úrodnost Třídění půd Třídění půd - podle obsahu = půdní druhy: písčitá, hlinitopísčitá, písčitohlinitá, hlinitá, jílovitohlinitá, jílovitá, jíl – -půdní horizonty - GENETICKÉ PŮDNÍ TYPY: n ČERNOZEM –vznik: nížiny, hluboká ornice, mnoho humusu,úrodná, zelinářská a kukuřičná oblast n HNĚDOZEM- roviny – řepařská výrobní oblast n HNĚDÁ PŮDA –pahorkatiny-bramborářská n PODZOLY-hory-lesy, pastviny n GLEJOVÁ P.-vysoká spodní voda n NIVNÍ P.podél řek n RENDZINY-VÁPENATKY n MATEČNÍ HORNINA, PODORNIČNÍ VRSTVA, ORNICE-charakteristika,nákres Uživatelské třídění půd podle zpracovatelnosti n Lehké, středně těžké, těžké BIOTICKÉ FAKTORY ŽIVOTA n představují živé organismy a vztahy mezi nimi v přírodě n BIOLOGICKÝ DRUH =soubor organismů podobných vlastností, schopných se navzájem rozmnožovat a mít PLODNÉ potomstvo př.rody KŮŃ x OSEL (mají podobné vlastnost, mohou se pářit, ale potomstvo je neplodné) POPULACE = soubor jedinců TÉHOŽ DRUHU, který žije v určitém prostoru a čase. V rámci populace existují vnitrodruhové vztahy: Konkurence: potravní, teritoriální, hierarchie, sociální(př. vztah matka-mládě) BIOCENÓZA-SPOLEČENSTVO=soubor populací různých druhů na biotopu. Biotop tvoří NIKY=místa, kde žijí a živí se individua Potravní řetězce: - pastevně kořistnický, - detritový, - parazitický MEZIDRUHOVÉ VZTAHY = INTERAKCE NEUTRÁLNÍ A POZITIVNÍ 1,Vztahy neutrální -populace se vzájemně neovlivňují, mají vzájemně rozdílné niky 2,Vztahy pozitivní= prospěšné soužití, které může mít určitou sílu vazby: a, protokooperace=nezávislé sdružování (př. sojka v lese varuje ostatní lesní živočichy) b, komenzialismus= soužití dvou organismů, kdy jeden druh je závislí na druhém, ale nepoškozuje jej. (př.liány) c. symbióza-mutualismus=trvalé vzájemné soužití (př. lišejník=ROSTLINA + HOUBA, rostliny a jejich opylovači) MEZIDRUHOVÉ VZTAHY = INTERAKCE NEGATIVNÍ 3, vztahy negativní a, konkurence mezidruhová =kompetice- soupeření o životní potřeby u jedinců s podobnými nikami (prostor,potrava,světlo,úkryt,sexuální partner aj. – vyhrává silnější —selekce = výběr, migrace - stěhování b, predace=potravní závislost mezi dravcem (predátorem) a kořistí (vzájemně se udržují v rovnováze) adaptace ochranné: mimikry – napodobování: tvar, barva, zvuk aj. ostny, trny, běhavé nohy… vysoká plodnost adaptace na lov: mrštnost(stavba těla) drápy, tvar zobáků, trháky c, parasitismus = vztah mezi hostitelem a parazitem. U složitého vývoje- mezihostitelé. Př.člověk-prase-tasemnice, jmelí-strom= poloparazit d, antibioza=1 druh=inhibitor poškozuje svými metabolity jiný druh. Př. Trnovník akát, antibiotika(metabolity plísní proti bakteriím) EVOLUCE ČLOVĚKA – ZÁKLADNÍ VÝVOJOVÉ STUPNĚ: ČLOVĚK – PĚSTITEL, CHOVATEL, ZDRAVÁ PŘÍRODA A ZDRAVÍ ČLOVĚKA I. EVOLUCE – mutace, adaptace, přírodní výběr = biodiverzita (rozmanitost) II. Pěstitel-chovatel-šlechtění: umělý výběr =vznik odrůd, plemen, druhů III.Genové inženýrství - přenos genů biologických druhů do jiných druhů -v přírodě dříve: poruchy v rozmnožování a přenosu genů - vznik „chymér“ - dnes člověk: provádí genové manipulace např.: slinivka – inzulín – bakterie Využití: n - Genové terapie - léčba vrozených onemocnění n - Rostliny s látkami proti škůdcům n - Organismy přizpůsobené znehodnocenému prostředí (př. zasolené půdy) n - Rostliny produkující plasty n - Užitkové plodiny (pšenice, rajčata, brambory aj.) vážou vzdušný dusík n - Trvanlivost produktů (př. rajčata v supermarketu nejsou měkká) n - Bakterie živící se z ropné skvrny, „bakteriální horníci“ n - Zvířata, produkující v mléce antibiotika, růstové hormony aj. n - Obrovská jateční zvířata-geny pro tvorbu růstového hormonu n = geneticky upravované potraviny !!!???!!! Ano nebo ne???!!!??? IV. Biotechnologie = využití rostlin, živočichů, hub, bakterií, mikroorganismů k výrobě. n - Výroba jogurtů, sýrů,enzymů, alkoholů,metanu, paliva,krmiv aj. TŘÍDĚNÍ ORGANISMŮ: (viz. cvičení PAEK - přehled!) * EKOLOGICKÉ – př. producent, konzument, destruent * BIOLOGICKÉ – základní taxonometrická jednotka je biologický druh (viz. násl. přednáška) * UŽIVATELSKÉ- různé, dle podmínek života, užití, specializace (viz. cvičení PAEK) TŘÍDĚNÍ BIOLOGICKÝCH VĚD – zopakovat KONEC l DĚKUJI ZA POZORNOST, l PŘEJI PŘÍJEMNÝ DEN Helena Jedličková