Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
iologija<br />
v gimnazijah<br />
NOVO NOVO NOVO<br />
Nov komplet učbenikov<br />
Tudi v e-obliki na www.irokus.si<br />
znanje<br />
nas dela<br />
velike
Odkrivanje živjenja se nadaljuje!<br />
Popoln komplet za <strong>bio</strong>logijo v gimnazijah<br />
7 ključnih prednosti učbeniške serije<br />
V letu 2011 smo v Založbi Rokus Klett pripravili učbenik <strong>bio</strong>logije za<br />
gimnazije z naslovom Kjer se življenje začne. V letošnjem letu temu<br />
učbeniku dodajamo tri nove učbeniške naslove: Čudovite oblike, Iskanje<br />
izvora in Spoznajmo svoje domovanje, ki zgodbo o življenju na našem<br />
planetu celovito zaokrožujejo.<br />
Pred časom smo vam sporočili, da je bil prvi del te serije,<br />
učbenik Kjer se življenje začne, med dobitniki prestižne<br />
mednarodne nagrade v tekmovanju za najboljši evropski<br />
učbenik (BESA Awards). Nagrada – naš učbenik je<br />
prejel bronasto – ki jo podeljujejo kar tri mednarodne<br />
organizacije: EEPG (European Educational Publishers<br />
Group, ki predstavlja 20 članic iz 20 držav EU), IARTEM<br />
(International Association for Research on Textbooks<br />
and Educational Media) in Frankfurtski knjižni sejem,<br />
nas seveda navdaja s posebnim zadovoljstvom.<br />
V novih učbenikih smo ohranili vse vsebinske in oblikovne odlike nagrajenega<br />
učbenika Kjer se življenje začne. Dijake seznanjamo z osnovnimi koncepti<br />
anatomije, fiziologije, evolucije in ekologije, da jih bodo razumeli in znali<br />
uporabiti v svojem bodočem poklicu, četudi se z <strong>bio</strong>logijo ne bodo nikoli<br />
več neposredno srečali (npr. kot ekonomisti ali novinarji). Učbeniki jim<br />
omogočajo, da si izoblikujejo mnenje in na njegovi osnovi sprejemajo<br />
odgovorne odločitve.<br />
NOVO<br />
Kjer se življenje začne …<br />
Biologija celice in genetika<br />
Avtorji: Marina Dermastia,<br />
Radovan Komel in Tom Turk<br />
Potrjeno.<br />
Na voljo od leta 2011.<br />
Več na str. 4-7<br />
Čudovite oblike<br />
Zgradba in delovanje organizmov<br />
Avtorji: Helena Lenasi, Marko Kreft,<br />
Tom Turk in Marina Dermastia<br />
V postopku potrjevanja.<br />
Na voljo maja 2013.<br />
Več na str. 8-11<br />
• vsebine učnega načrta so smiselno povezane<br />
v konceptualne celote<br />
• nadgradnja osnovnih vsebin z izbirnimi in<br />
maturitetnimi vsebinami, ki so predstavljene<br />
oblikovno ločeno*<br />
• preprosto in zanimivo predstavljena snov<br />
• besedilo je napisano v osebnem slogu,<br />
ki ga dijak lahko začuti<br />
• ustrezni primeri, tudi številni primeri iz<br />
vsakdana in v povezavi z realnim svetom<br />
• zgovorne ilustracije in fotografije ter številni<br />
shematski prikazi<br />
• sodobno oblikovanje in enotna struktura<br />
vseh učbenikov<br />
* Te vsebine so namerno vtkane v učbenik. Zaradi<br />
preprostosti besedila in spremljajočih slik so ne le<br />
razumljive, marveč tudi zanimive za vse dijake.<br />
Učbeniki niso le učno gradivo za gimnazijske programe, so tudi referenčne<br />
knjige o obravnavanih tematikah za vsakogar – v knjigi o evoluciji avtor celo<br />
neposredno vabi starše dijakov, naj knjigo berejo skupaj.<br />
NOVO<br />
Iskanje izvora<br />
Evolucija in sistem živega sveta<br />
prof. dr. Marina Dermastia,<br />
urednica učbeniške serije<br />
Avtor: Boris Sket<br />
V postopku potrjevanja.<br />
Na voljo maja 2013.<br />
TUDI V BREZPLAČNI E-OBLIKI!<br />
Vsi učbeniki so na voljo tudi v brezplačni<br />
e-obliki na spletnem portalu www.irokus.si.<br />
Več na str. 12-15<br />
Delovne različice novih učbenikov si lahko<br />
ogledate in preizkusite že danes!<br />
Več na zadnji strani <strong>katalog</strong>a<br />
O avtorjIH SERIJE<br />
Vsi avtorice in avtorji so učitelji, večinoma redni<br />
profesorji na Univerzi v Ljubljani, eden je član<br />
SAZU. Njihovo raziskovalno in strokovno delo je<br />
neposredno povezano z vsebinami učbenikov.<br />
Večino med njimi povezuje dolgoletna skrb za<br />
izboljšanje naravoslovne pismenosti med slovensko<br />
mladino, ki se odraža v učbenikih, poljudnih knjigah,<br />
poljudnoznanstvenih in mladinskih revijah. Hkrati<br />
jih povezuje tudi ljubezen do narave, ki ji namenjajo<br />
velik del svojega prostega časa.<br />
NOVO<br />
Spoznajmo svoje domovanje<br />
Ekologija<br />
Avtorica: Alenka Gaberščik<br />
V postopku potrjevanja.<br />
Na voljo maja 2013.<br />
Več na str. 16-19
Biologija celice in genetika<br />
ne membrane, ki je obrnjena v notranjost tilakoide.<br />
Pri tej cepitvi se sprostijo tudi protoni in nastane kisik. Kisik je tako<br />
stranski produkt prvega niza fotosinteznih reakcij.<br />
potrjeno!<br />
Avtorji:<br />
prof. dr. Marina Dermastia,<br />
prof. dr. Radovan Komel in<br />
prof. dr. Tom Turk<br />
Recenzenti:<br />
prof. dr. Ana Plemenitaš,<br />
prof. dr. Damjana Drobne,<br />
prof. dr. Jože Pungerčar,<br />
Majda Kamenšek Gajšek in<br />
Nada Udovč Knežević<br />
Celoten učbenik je napisan v luči evolucije,<br />
a teme iz evolucije, zapisane v učnem<br />
načrtu, niso posebej izpostavljene, pač pa<br />
so integrirane v besedilo, ki je obogateno<br />
z ustreznimi primeri iz našega vsakdana in<br />
povezavami z realnim svetom.<br />
Učbenik zajema vse zahtevane vsebine<br />
učnega načrta o <strong>bio</strong>logiji celice in genetiki,<br />
ki se prepletajo z maturitetnimi in izbirnimi<br />
vsebinami o življenju na Zemlji, zgradbi in<br />
delovanju organizmov, <strong>bio</strong>tehnologiji in<br />
mikro<strong>bio</strong>logiji. Zaradi preprostosti besedila<br />
in spremljajočih slik maturitetne in izbirne<br />
vsebine niso le razumljive, temveč so za<br />
dijake predvsem zanimive.<br />
Učbenik prinaša:<br />
• 296 strani formata 19,7 x 26,5 cm<br />
• 18 poglavij in 57 podpoglavij<br />
• 175 fotografij<br />
• 52 fotografij, posnetih s pomočjo<br />
mikroskopa<br />
• 259 ilustracij in shematskih prikazov<br />
• 62 okvirčkov z dodatno vsebino<br />
120 Fotosinteza Fotosinteza<br />
Z baterijami, ki so povezane v niz, povečamo<br />
napetost.<br />
Kisik, ki se sprosti v procesu<br />
fotosinteze prihaja iz vode.<br />
Do začetka 20. stoletja je bila večina<br />
znanstvenikov prepričanih, da je kisik,<br />
sproščen pri fotosintezi, eden od končnih<br />
produktov procesa in da izhaja iz CO2.<br />
V dvajsetih letih prejšnjega stoletja<br />
je nizozemsko-ameriški mikro<strong>bio</strong>log<br />
Cornelis Bernardus van Niel postavil<br />
hipotezo, da je kisik produkt razcepa<br />
vode pod vplivom sončne svetlobe.<br />
Hipoteza je temeljila na podobnih<br />
vlogah, ki jih imata žveplovodik in voda<br />
ter kisik in žveplo. Njegovo hipotezo so s<br />
poskusi potrdili šele dvajset let kasneje.<br />
TUDI V BREZPLAČNI E-OBLIKI!<br />
Svetlobna stopnja<br />
Ta del procesa že poznate. To je kemiosmotska sklopitev ( Celica<br />
kot energijski sistem). Pri fotosintezi jo imenujemo fotofosforilacija,<br />
ker jo poganja svetloba. Fotofosforilacija poteka na tilakoidnih<br />
membranah v kloroplastu ( Celica in njeni organeli). Poleg prenašalcev<br />
elektronov, ki so nujni za kemiosmotsko sklopitev, sta na<br />
tilakoidnih membranah tudi posebni fotosintezni enoti, ki ju sestavljajo<br />
fotosintezna barvila in beljakovine.<br />
Fotosintezni enoti sta povezani v nizu, tako kot mi povežemo več<br />
baterij, če želimo povečati napetost. To je nujno, saj rastline kot vir<br />
elektronov, ki vstopijo v elektronsko prenašalno verigo, uporabljajo<br />
vodo. Za iztrganje elektronov iz vode pa je potrebne veliko energije.<br />
Prva stopnja reakcij se začne, ko fotoni svetlobe zadenejo molekulo<br />
klorofila a v fotosintezni enoti na delu tilakoidne membrane, obrnjenem<br />
proti stromi kloroplasta.<br />
Fotoni iz klorofila a izbijejo elektron, ki vstopi v elektronsko prenašalno<br />
verigo. Izpraznjena mesta elektronov nadomestijo elektroni,<br />
ki se sprostijo ob cepitvi vode. Vodne molekule se cepijo na tisti<br />
strani tilakoidne membrane, ki je obrnjena v notranjost tilakoide.<br />
Pri tej cepitvi se sprostijo tudi protoni in nastane kisik. Kisik je tako<br />
stranski produkt prvega niza fotosinteznih reakcij.<br />
V nadaljevanju se elektroni prenašajo vzdolž elektronske prenašalne<br />
verige na drugo fotosintezno enoto, od tod pa do zadnjega<br />
člena, ki na zunanji strani tilakoidne membrane reducira NADP + v<br />
NADPH. Spomnite se, da se ob cepitvi vode sprostijo tudi vodikovi<br />
protoni, ki začasno ostanejo v notranjosti tilakoide. Preko nekaterih<br />
členov v elektronski prenašalni verigi se ti protoni ves čas<br />
prenašajo iz strome v tilakoidni prostor. Skupni rezultat cepitve<br />
vode, prenosa elektronov po prenašalni verigi in prenosa protonov<br />
v tilakoidni prostor je nastanek protonskega gradienta. To pomeni,<br />
da je začasna koncentracija protonov na obeh straneh membrane<br />
različna in da jih je več v tilakoidnem prostoru kot v stromi. Ne pozabite,<br />
da vsak protonski gradient predstavlja potencialno energijo<br />
(kot voda na vrhu jeza), ki se lahko sprosti in koristno uporabi (<br />
Celica kot energijski sistem). Pri fotofosforilaciji se ta energija porabi<br />
za sintezo ATP v stromi kloroplasta, ko se odpre črpalka – sintaza<br />
ATP (deluje kot turbina – Celica kot energijski sistem) na koncu<br />
prenašalne verige. Protoni se skoznjo prečrpajo v stromo kloroplasta,<br />
od koder se pozneje spet vrnejo v tilakoidni prostor. Ta tok<br />
protonov poganja sintezo ATP. Nastala ATP in NADPH se v temotni<br />
stopnji porabita za redukcijo CO 2<br />
v sladkorje.<br />
Več na zadnji strani <strong>katalog</strong>a<br />
stroma<br />
tilakoidni prostor<br />
–– tok e -<br />
–– tok protonov<br />
H2O<br />
fotosintezna<br />
enota<br />
Kisik, ki se sprosti v procesu<br />
fotosinteze prihaja iz vode.<br />
½O2<br />
H +<br />
beljakovina<br />
prenašalna<br />
tilakoida<br />
Do začetka 20. stoletja je bila večina<br />
znanstvenikov prepričanih, da je kisik,<br />
sproščen pri fotosintezi, eden od končnih<br />
produktov procesa in da izhaja iz CO 2.<br />
V dvajsetih letih prejšnjega stoletja<br />
je nizozemsko-ameriški mikro<strong>bio</strong>log<br />
Cornelis Bernardus van Niel postavil<br />
hipotezo, da je kisik produkt razcepa<br />
vode pod vplivom sončne svetlobe.<br />
Hipoteza je temeljila na podobnih<br />
vlogah, ki jih imata žveplovodik in voda<br />
ter kisik in žveplo. Njegovo hipotezo so s<br />
poskusi potrdili šele dvajset let kasneje.<br />
fotosintezna<br />
enota<br />
2H +<br />
2H + H +<br />
Pri prenašanju elektronov in vodikovih protonov v svetlobni stopnji fotosinteze<br />
se preko membrane ustvari protonski gradient, v katerem nastane dovolj<br />
energije za sintezo ATP (za nastanek 1 ATP je potreben prenos 2H + iz tilakoidnega<br />
prostora v stromo) in za redukcijo NADP v NADPH. V temotni stopnji ali<br />
Calvinovem ciklu nastaja iz CO2 sladkor.<br />
V temotni stopnji nastaja sladkor<br />
V drugem nizu reakcij je na vrsti redukcija CO2 in nastane sladkor.<br />
CO2 v list vstopa skozi reže. Za sintezo sladkorja je potrebna energija,<br />
ki jo zagotavljata NADPH in ATP, nastala v svetlobni stopnji.<br />
Ključno vlogo v temotni stopnji ima encim rubisko (kratica za ribulozo-1,6-bisfosfat<br />
karboksilazo/oksigenazo). Rubisko veže CO2 na<br />
sladkor s petimi ogljikovimi atomi (ribuloza-1,6-bisfosfat). Z vezavo<br />
CO2 se začne niz cikličnih reakcij, ki jih po odkritelju imenujemo<br />
Calvinov cikel. V reakcijah Calvinovega cikla nastajajo izhodne<br />
sestavine za glukozo in druge sladkorje. Ti sladkorji nato vstopijo v<br />
različne presnovne poti v rastlini. Za vsako novo molekulo glukoze<br />
je potrebna vezava šestih molekul CO2.<br />
podvojevalne vilice<br />
A<br />
C<br />
T<br />
A<br />
g<br />
g<br />
g<br />
C<br />
C<br />
A<br />
T<br />
T<br />
T<br />
A T<br />
C g<br />
T<br />
g<br />
T<br />
A<br />
g<br />
A<br />
T<br />
g<br />
g<br />
T<br />
C<br />
A<br />
C<br />
C<br />
g<br />
A<br />
A<br />
A<br />
C<br />
A<br />
C<br />
g<br />
T<br />
T<br />
g<br />
A<br />
g<br />
C<br />
T<br />
T<br />
g<br />
C<br />
T<br />
A<br />
A<br />
g<br />
C<br />
C<br />
g<br />
T<br />
A<br />
A<br />
T<br />
g<br />
C<br />
A<br />
T<br />
C<br />
g<br />
T<br />
A<br />
C<br />
CO2<br />
temotna<br />
stopnja<br />
(Calvinov<br />
cikel)<br />
sladkor<br />
NADP +<br />
ADP + P<br />
– –<br />
NADPH 2H +<br />
g<br />
T<br />
A<br />
Rubisko<br />
AtP<br />
sintaza ATP<br />
Rubisko je količinsko najbolj zastopana<br />
beljakovina na Zemlji. Encim rubisko<br />
predstavlja skoraj polovico topnih<br />
beljakovin v listu. Zelene rastline ga<br />
na leto izdelajo več kot 4 x 10 10 ton;<br />
povedano drugače – približno 1 tono<br />
vsako sekundo.<br />
V taki dvojni vijačnici so pari komplementarnih baz približno v istih<br />
ravninah in so stopničasto razporejeni drug nad drugim. To si lahko<br />
predstavljate kot lepo izdelano lestev in jo primerjate s tako, v kateri<br />
bi bile prečke različno dolge in pritrjene na ogrodje pod različnimi<br />
koti. V molekuli DNA je razdalja med verigama po vsej dolžini enaka<br />
in pari komplementarnih baz si sledijo, podobno kot si v polžastem<br />
stopnišču v enakih razdaljah in pod enakim kotom druga za drugo<br />
sledijo stopnice. Taka zgradba DNA je najbolj stabilna, saj v njej ni<br />
napetosti, ki bi jih povzročale neenake razdalje in različni koti, kar bi<br />
se zgodilo pri povezavah nekomplementarnih baz. V resnici se vedno<br />
poveže ena manjša pirimidinska dušikova baza z večjo purinsko<br />
( Gradniki življenja – atomi, molekule, makromolekule).<br />
DNA se podvoji pred delitvijo celice<br />
Pred delitvijo si mora celica zagotoviti, da ji bosta hčerinski celici<br />
genetsko enaki, kar pomeni, da bosta imeli enake molekule DNA.<br />
Zato se vse molekule DNA (to so kromosomi) pred delitvijo celice<br />
podvojijo. DNA se podvoji v interfazi celičnega cikla ( Celični cikel<br />
in delitev celice). Model DNA že nakazuje, kako lahko posamezna<br />
veriga DNA predstavlja predlogo za sintezo druge verige. Če poznate<br />
zaporedje baz na eni verigi dvojne vijačnice, lahko določite<br />
zaporedje baz na drugi po pravilu parjenja baz. Spomnite se, da se<br />
adenin pari le s timinom in gvanin le s citozinom.<br />
Čeprav je postopek polohranjenega samopodvojevanja DNA razmeroma<br />
preprost, pa je proces zapletena kombinacija <strong>bio</strong>kemijskih<br />
reakcij, ki potekajo bolj ali manj sočasno. Vsako stopnjo katalizira<br />
poseben encim. Različni encimi omogočajo odvijanje vijačnice, odprtje<br />
obeh verig, dodajanje in povezovanje nukleotidov.<br />
g<br />
C<br />
C<br />
C<br />
C<br />
Semikonzervativno ali polohranjeno<br />
samopodvojevanje pomeni, da se polovica<br />
starševske molekule ohrani, polovica pa se<br />
sintetizira na novo. Po samopodvojitvi sta<br />
hčerinski molekuli popolnoma enaki, kot je<br />
starševska dvojna vijačnica, sestavljeni pa sta<br />
iz ene starševske in ene nove verige.<br />
V nadaljevanju se elektroni prenašajo vzdolž elektronske prenašalne<br />
verige na drugo fotosintezno enoto, od tod pa do zadnjega<br />
člena, ki na zunanji strani tilakoidne membrane reducira NADP + v<br />
NADPH. Spomnite se, da se ob cepitvi vode sprostijo tudi vodikovi<br />
protoni, ki začasno ostanejo v notranjosti tilakoide. Preko nekaterih<br />
členov v elektronski prenašalni verigi se ti protoni ves čas<br />
prenašajo iz strome v tilakoidni prostor. Skupni rezultat cepitve<br />
vode, prenosa elektronov po prenašalni verigi in prenosa protonov<br />
v tilakoidni prostor je nastanek protonskega gradienta. To pomeni,<br />
da je začasna koncentracija protonov na obeh straneh membrane<br />
različna in da jih je več v tilakoidnem prostoru kot v stromi. Ne pozabite,<br />
da vsak protonski gradient predstavlja potencialno energijo<br />
(kot voda na vrhu jeza), ki se lahko sprosti in koristno uporabi (<br />
Celica kot energijski sistem). Pri fotofosforilaciji se ta energija porabi<br />
za sintezo ATP v stromi kloroplasta, ko se odpre črpalka – sintaza<br />
ATP (deluje kot turbina – Celica kot energijski sistem) na koncu<br />
prenašalne verige. Protoni se skoznjo prečrpajo v stromo kloroplasta,<br />
od koder se pozneje spet vrnejo v tilakoidni prostor. Ta tok<br />
protonov poganja sintezo ATP. Nastala ATP in NADPH se v temotni<br />
stopnji porabita za redukcijo CO 2<br />
v sladkorje.<br />
121<br />
fosfolipidni<br />
dvosloj<br />
tilakoide<br />
Temeljna odkritja v <strong>bio</strong>logiji, priznana<br />
z Nobelovimi nagradami, so posebej<br />
izpostavljena v okvirjih, označenih s<br />
poštno znamko. Ta prikazuje Alfreda<br />
Nobela v laboratoriju in rokopis<br />
njegove oporoke, s katero je ustvaril<br />
sklad za nagrade.<br />
Podvojevanje DNA se začne v izvoru podvojevanja<br />
Začetno mesto podvojevanja je krajše zaporedje nukleotidov v molekuli<br />
DNA, imenovano izvor podvojevanja ali ori (iz angleške besede<br />
origin = izvor, začetek). To mesto prepozna in se nanj veže skupina<br />
pomožnih podvojevalnih beljakovin. Te odvijejo in razklenejo dvojno<br />
verigo DNA v dve enojni verigi. Mesto razpiranja dvojne verige DNA<br />
imenujemo podvojevalne vilice, zaradi viličastega videza. Sintezo<br />
nove DNA omogoča encim polimeraza DNA, ki katalizira nastanek<br />
kemijskih vezi med novimi nukleotidi. Vrstni red nukleotidov določa<br />
zaporedje na odviti verigi DNA. Tako se rastoči verigi dodajajo le dušikove<br />
baze, ki so komplementarne zaporedju baz v starševski verigi.<br />
Podvojevanje DNA ima nekaj težav z zgradbo molekule<br />
Kljub elegantnosti dvojne vijačnice DNA ji prav njena zgradba<br />
predstavlja določene težave pri podvojevanju. Ena od očitnih je<br />
nasprotna usmerjenost ali antiparalelnost. To pomeni, da posamezno<br />
zaporedje nukleotidov lahko beremo le v eni smeri, tako<br />
kot zapisano besedo preberemo le v eni smeri. To tudi pomeni, da<br />
polimeraza DNA lahko deluje le v eni smeri. Če bi se verigi popolnoma<br />
razprli, težave ne bi bilo. Ena molekula polimeraze DNA bi<br />
povezovala nukleotide na eni verigi, druga molekula pa na drugi<br />
verigi v nasprotni smeri. Vendar sta v jedru celice obe verigi povezani,<br />
dokler do njiju ne pride polimeraza DNA, skupaj s pomožnimi<br />
encimi, in ju razpre.<br />
Pa poglejmo, kako se obe verigi podvojita. Za lažjo ponazoritev si<br />
predstavljajte vlaka, ki vozita po vzporednih tirih v nasprotni smeri<br />
S–J in si oglejte sliko na naslednji strani.<br />
Temeljno odkritje:<br />
citratni cikel je središče<br />
aerobne presnove<br />
Kazalka nakazuje podobno<br />
tematiko v drugih poglavjih ali<br />
učbenikih iste učbeniške serije.<br />
V barvno ločenih okvirjih so<br />
predstavljeni primeri, ki dopolnjujejo<br />
glavno besedilo ali ponujajo dodatno<br />
razlago.<br />
184 DNA – njena zgradba in podvojevanje<br />
DNA – njena zgradba in podvojevanje<br />
J<br />
S<br />
Cikel, ki je znan tudi pod imeni<br />
cikel citronske kisline, cikel trikarboksilnih<br />
kislin ali Krebsov<br />
cikel, je leta 1937 na osnovi svojih<br />
poskusov in poskusov številnih<br />
predhodnikov prvi opisal <strong>bio</strong>kemik<br />
Hans Krebs. Za svoje odkritje<br />
je leta 1953 dobil Nobelovo nagrado.<br />
Cikel vključuje vrsto povezanih<br />
reakcij, v katerih je produkt<br />
zadnje reakcije začetna spojina<br />
za prvo reakcijo. Najpogosteje ga<br />
imenujemo po citronski kislini<br />
(citratu), ki je prva spojina v ciklu<br />
in začne niz reakcij. Citratni cikel<br />
je osrednji cikel metabolizma. Čeprav<br />
ima veliko vlogo v katabolični<br />
presnovi, pa je skoraj enako pomemben<br />
tudi v anaboličnih poteh<br />
( Celica kot energijski sistem).<br />
Spojine tega cikla so namreč tudi<br />
izhodne spojine za sintezo novih<br />
molekul. Zato velikokrat rečemo,<br />
da ima citratni cikel amfiboličen<br />
(grško: amphi = obojestranski) ali<br />
vsestranski značaj.<br />
185<br />
g<br />
T<br />
A<br />
C<br />
A<br />
4 5
elektronski mikroskop 49, 52, 54, 61, 64, 65,<br />
66, 69, 71<br />
Ellis, John 262<br />
encim 29, 30, 32, 36, 44, 98, 129, 130, 131,<br />
132, 133, 136, 137, 272<br />
encimska inhibicija 129, 133, 136<br />
endocitoza 75, 83, 84, 86, 87, 272<br />
endoplazemski retikel (ER) 47, 58, 60, 61,<br />
71, 73, 84, 145<br />
endosim<strong>bio</strong>ntska hipoteza 47, 67, 73<br />
energijske pretvorbe 88, 89, 90, 91, 92, 94,<br />
95, 99, 100<br />
energijsko bogata spojina 28, 95, 104, 106,<br />
119<br />
enocelični organizem 46, 52, 109, 170<br />
enostavni sladkor 23<br />
entropija 89, 93, 272<br />
epidemija 214<br />
eritrocit 31, 160, 217<br />
esencialna hranila 19, 38, 40, 264<br />
estrska vez 183, 273<br />
eterična olja 34, 38, 280<br />
evbakterija 47, 55, 69<br />
evkariont 47, 50, 52, 54, 55, 56, 58, 60, 65,<br />
69, 72, 73, 109, 171, 181, 187, 191, 192,<br />
198, 201, 202, 208, 266, 268, 273<br />
evkariontski gen 203, 206, 252<br />
evkariontski transkripciji 255<br />
evkariontskih organizmih 252<br />
evolucija 17, 36, 122, 134, 150, 154, 163,<br />
182, 187, 213, 215, 216, 217, 227, 228,<br />
257, 266, 267, 268, 273<br />
FAD (flavin adenindinukleotid) 99<br />
FADH2 64, 105<br />
fagocitoza 76, 84<br />
fenotip 153, 157, 158, 159, 160, 161, 163,<br />
164, 167, 211, 214, 215, 273<br />
fermentacija 108, 273<br />
fiziološko dihanje 104<br />
Flemming, Walther 17, 172<br />
fosfataza 98, 99, 143<br />
fosfodiestrska vez 183<br />
fosfolipaza 36<br />
fosfolipid 19, 36, 37, 40, 41, 42, 43, 44, 61,<br />
264, 265, 273<br />
fosforilacija 89, 97, 98, 103, 104, 273<br />
fosilna goriva 115<br />
fotoavtotrof 113, 114, 118, 273<br />
fotofosforilacija 89, 97, 113, 120, 273<br />
foton 113, 116, 118, 120, 273<br />
fotosinteza 104, 112, 113, 273<br />
fotosintezna barvila 116, 118, 120<br />
fruktoza 24, 27<br />
galaktoza 24<br />
gameta 223, 226, 231, 273<br />
gametofit 227<br />
gametofitna generacija 227<br />
gen 60, 150, 153, 157, 159, 160, 161, 162,<br />
163, 164, 166, 182, 191, 192, 194, 198,<br />
202, 203, 206, 208, 209, 210, 212, 215,<br />
217, 220, 224, 225, 228, 231, 238, 239,<br />
246, 247, 248, 250, 251, 252, 254, 255,<br />
256, 258, 273<br />
genetski kod 191, 192, 193, 194, 273<br />
genetsko inženirstvo 151, 246, 273<br />
genom 150, 192, 208, 210, 228, 239, 253,<br />
254, 255, 273<br />
genomske mutacije 216<br />
genotip 157, 158, 160, 161, 163, 164, 165,<br />
166, 274<br />
genska mutacija 211, 212<br />
genska okvara 162, 211, 217, 218, 219<br />
genska raznolikost 213, 239<br />
genska tehnologija 256<br />
genski lokus 164, 223, 224, 228, 274<br />
genski polimorfizem 211, 214, 274<br />
gensko izražanje 142, 191, 192, 202, 238,<br />
239, 274<br />
gensko spremenjeni organizmi 151, 247,<br />
254, 255, 256, 257, 258, 274<br />
gibalna beljakovina 30, 128, 129, 134, 136<br />
glicerol 34, 35, 36, 44<br />
glikogen 25, 44, 145<br />
glikoliza 103, 104, 105, 107, 110<br />
glive 26, 47, 52, 69, 70, 72, 108, 109<br />
glukoza 19, 24, 25, 26, 27, 78, 103, 105, 107,<br />
108, 110, 145, 274<br />
Golgijev aparat (GA) 47, 61, 53, 71, 84, 176<br />
gostitelj 57, 67<br />
gradniki življenja 18<br />
grah 153, 154, 155, 157, 158, 159, 166, 174<br />
gvanin 28, 44, 143, 182, 183, 184, 188<br />
gvanozin difosfat (GDP) 143, 144<br />
gvanozin trifosfat (GTP) 143, 144, 145<br />
Haldane, John B. S. 263<br />
haploid 216, 217, 223, 226, 227, 228, 230,<br />
231, 232, 274<br />
Hardy-Weinbergovo ravnotežje 153, 163,<br />
164, 165, 274<br />
hčerinska generacija 155, 156, 166<br />
hčerinski celici 169, 170, 171, 176, 178, 184,<br />
187, 222, 229, 230<br />
hčerinski jedri 175, 176, 178<br />
hemiceluloze 70, 71<br />
hemofilija 162, 255<br />
hemoglobin 29, 30, 31, 117, 217<br />
heterotrof 67, 113, 114, 274<br />
heterozigot 153, 157, 160, 165, 217, 224,<br />
274<br />
hidratacijski ovoj 22<br />
hidrofoben 33, 36, 41, 42, 142, 263, 274<br />
hidroliza 23, 27, 63, 143. 144<br />
hipertermofilni organizmi 32<br />
hipertonična raztopina 75, 80, 274<br />
hipertonična stran membrane 75<br />
hipotonična raztopina 75, 274<br />
hipotonična stran membrane 78<br />
hipotonično okolje 78, 79<br />
hipotonično okolje 92<br />
histon 47, 59, 174, 274<br />
hitin 26, 44, 47, 69<br />
holesterol 19, 37, 85<br />
homologni kromosom 223, 224, 225,<br />
226,228, 229, 230, 231, 232, 274<br />
homozigot 153, 157, 160, 165, 217, 224, 274<br />
Hooke, Robert 17, 71<br />
hormon 30, 37, 85, 139, 141, 142, 145, 146,<br />
207, 254, 255, 274<br />
human immunodeficiency virus (HIV) 43,<br />
199, 255<br />
Huntingtonova bolezen 218, 220<br />
induktor 203, 204, 279<br />
informacijska RNA (mRNA) 191, 192, 193,<br />
195, 196, 197, 198, 204, 206, 207, 214,<br />
215, 250, 252, 274<br />
infrardeča svetloba 116<br />
inhibitor 129, 133, 136<br />
insercija 213, 214, 215, 220<br />
interfaza 169, 171, 172, 178, 274<br />
intron 191, 198, 214, 252, 274<br />
invazivna rastlina 163<br />
inzulin 30, 241, 242, 247, 254, 255<br />
ion 19, 20, 22, 62, 79, 82, 83, 139,145, 274<br />
ionski kanalček 83, 142<br />
ireverzibilna inhibicija 133<br />
izbirna prepustnost membrane 75, 76, 77,<br />
78, 82, 86, 97<br />
izotonično okolje 79<br />
izražanje gena 142, 191, 192, 202, 238, 239,<br />
274<br />
izrojenost (degeneriranost) genetskega<br />
koda 193, 214, 274<br />
izvor podvojevanja 181, 185, 186<br />
Jacob, François 205<br />
jajčna celica 162, 226, 227, 238, 242, 244<br />
jajčnik 226, 227<br />
jedrce 47, 53, 59, 60, 172, 274<br />
jedrna ovojnica 58, 59, 172, 173, 175<br />
jedrna plazma 58, 50<br />
jedrna pora 58, 59<br />
jedrni genom 192<br />
jedro 47, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 58, 59, 60, 64,<br />
67, 68, 72, 162, 169, 171, 172, 173, 174,<br />
175, 176, 178, 185, 191, 192, 195, 198,<br />
199, 200, 207, 216, 226, 230, 231, 232,<br />
238, 239, 242, 244<br />
jogurt 108, 109<br />
jojobin vosek 35<br />
Biologija celice in genetika struktura učbenika<br />
Uvod v učbenik in njegov zaključek<br />
Prva in zadnja stran učbenika, pred<br />
začetkom in po končanem »uradnem«<br />
besedilu, prinašata motivacijski fotografiji<br />
s tematsko povezanima citatoma.<br />
Uvod v vsako poglavje<br />
Vsako poglavje začne uvodna dvojna stran,<br />
ki prinaša vsebinsko povezano fotografijo,<br />
motivacijsko besedilo, podkrepljeno s citatom,<br />
ključne pojme in vse podnaslove znotraj poglavja.<br />
Poglavja, ki večinoma zajemajo maturitetne<br />
ali izbirne vsebine, so na tej strani označena<br />
z znamko, ki prikazuje maturanta.<br />
204 Uravnavanje izražanja genov<br />
Uravnavanje izražanja genov<br />
205<br />
Gre za odličen in sodoben temeljni učbenik<br />
celične <strong>bio</strong>logije in genetike za gimnazije, ki<br />
poskuša razmeroma zahtevne naravoslovne<br />
vsebine dijakom prikazati privlačno in<br />
zanimivo.<br />
Dva vsebinska dela<br />
Učbenik je notranje razdeljen na dva dela –<br />
o <strong>bio</strong>logiji celice in genetiki. Uvodna dvojna<br />
stran posameznega dela prinaša motivacijsko<br />
fotografijo, tematsko povezan citat in seznam<br />
vseh poglavij. Sledi dvojna stran z zanimivimi<br />
kratkimi članki, ki so svojevrsten uvod v vsebino<br />
posameznega dela učbenika.<br />
Uravnavanje izražanja genov<br />
Okolje, v katerem organizmi živijo in se razmnožujejo, se nenehno spreminja. Bakterije<br />
v naših prebavilih so obkrožene s hranili; njihova sestava je odvisna od vrste hrane, ki jo<br />
pojemo. Če popijemo skodelico mleka, bodo črevesne bakterije v trenutku obkrožene z<br />
mlečnim sladkorjem laktozo. Nanjo se bodo nemudoma odzvale z izražanjem genov za<br />
encime, ki jo bodo učinkovito pretvorili v molekule, nujne za hitro rast bakterijskih celic in<br />
delitev. Ko bo laktoze zmanjkalo, se bo izražanje teh genov ustavilo, saj bi bilo energetsko<br />
potratno, da bi si celice sintetizirale beljakovine, ki jih ne potrebujejo. Namesto izključenih<br />
genov pa se bodo vključili tisti geni, ki bodo razmnoženim bakterijskim celicam omogočili<br />
nadaljnje preživetje. V mnogoceličnih organizmih imajo vse telesne celice enako DNA, kar<br />
pomeni, da vsaka vsebuje vse gene organizma. A kljub enakim genskim navodilom se celice<br />
med seboj razlikujejo, tako po zgradbi kot nalogah, ki jih opravljajo. Pomislite samo, koliko<br />
različnih celic sestavlja naša telesa – mišične celice, maščobne celice, kostne celice, živčne<br />
celice. A vsi ti celični tipi so nastali med razvojem iz ene same oplojene jajčne celice in vse<br />
nastale celice imajo popolnoma enake kopije molekul DNA. Tako kot v bakterijah tudi v<br />
evkariontskih organizmih delujejo posebni mehanizmi genskega nadzora, ki določajo,<br />
kdaj in kje naj se določeni geni izrazijo. S tem celica, tkivo, organ in organizem dobijo<br />
ravno prave količine specifičnih beljakovin, ki so v nekem trenutku potrebne za nemoteno<br />
delovanje in obstoj organizma.<br />
Kar velja za E. coli,<br />
velja tudi za slona.<br />
------<br />
Jacques Monod (1910-1976),<br />
francoski <strong>bio</strong>log,<br />
Nobelov nagrajenec za<br />
fiziologijo in medicino<br />
Organizacija genov v operon omogoča bakterijam,<br />
da se hitro odzovejo na spremembe v okolju.<br />
Pri evkariontih so ves čas vključeni le geni, nujni za rutinsko delovanje celic.<br />
• Evkariontski geni niso organizirani v operone.<br />
• Celično signaliziranje in uravnavanje genskega izražanja.<br />
Ključni pojmi<br />
aktivator<br />
induktor<br />
laktozni operon<br />
negativno uravnavanje<br />
aktivnosti operona<br />
operator<br />
operon<br />
pozitivno uravnavanje<br />
aktivnosti operona<br />
promotor<br />
represor<br />
transkripcijski dejavnik<br />
vzpodbujevalec<br />
zaviralec<br />
Escherichia coli<br />
Organizacija genov v operon<br />
omogoča bakterijam, da se hitro<br />
odzovejo na spremembe v okolju<br />
Pri bakterijah so geni v molekuli DNA, ki predstavlja edini kromosom,<br />
organizirani v skupinah. Geni, ki kodirajo encime za posamezne<br />
metabolične reakcije pretvorbe hranil, na katere je naletela<br />
bakterijska celica, in geni, ki kodirajo encime posameznih <strong>bio</strong>sinteznih<br />
poti, so organizirani tako, da so razporejeni drug za drugim<br />
v nekakšne nize. To zelo poenostavi uravnavanje njihovega izražanja.<br />
Trenutna prisotnost nekega hranila oziroma odsotnost neke<br />
življenjsko potrebne molekule je znak za sprožitev izražanja celotnega<br />
niza genov, ki kodirajo encime za razgradnjo omenjenega<br />
hranila oziroma za <strong>bio</strong>sintezo manjkajoče molekule. To pomeni, da<br />
celoten niz genov lahko nadzira eno samo nukleotidno zaporedje,<br />
ki mu rečemo promotor. Zaradi take razporeditve ni potrebe, da<br />
bi imel vsak posamezen gen svoj promotor in da bi moral biti vsak<br />
gen v nizu uravnavan ločeno od drugih. Na ta način je omogočen<br />
zelo hiter in usklajen odziv celice na hitro se spreminjajoče okolje,<br />
kar je za bakterijo in ohranjanje njene vrste z razmnoževanjem<br />
življenjskega pomena.<br />
Transkripcijsko enoto, sestavljeno iz niza genov, ki kodirajo beljakovine,<br />
in iz nukleotidnega zaporedja nadzornega območja, imenujemo<br />
operon. Nadzorno območje je pred nizom genov, ki kodirajo<br />
beljakovine. Sestavljata ga promotor in operator, ki se pogosto<br />
med seboj prekrivata. Na promotor se veže encim polimeraza RNA,<br />
s čimer se začne transkripcija genov. Na operator se veže posebna<br />
beljakovina ( Gradniki življenja – atomi, molekule, makromolekule),<br />
zaviralec ali represor, ki polimerazi RNA preprečuje začetek<br />
prepisovanja genov. Represor izdeluje poseben, ločen regulacijski<br />
gen, ki ima lasten, neprestano delujoč promotor. Polimeraza RNA<br />
bo lahko začela proces transkripcije šele, ko se bo na represor vezala<br />
druga molekula – vzpodbujevalec ali induktor. Z vezavo se bo<br />
spremenila oblika represorja in ga zato sprostila z operatorja.<br />
Na opisani način deluje laktozni operon pri črevesni bakteriji<br />
Escherichia coli. Bakterija lahko uspeva v preprostem gojišču, sestavljenem<br />
iz več vrst soli in glukoze, ki jo razgrajuje z encimi, katerih<br />
geni se nenehno izražajo. Če pa namesto glukoze v gojišče dodamo<br />
drug sladkor, npr. laktozo, se bodo vključili geni za razgradnjo laktoze.<br />
Laktozni operon je sestavljen iz treh genov, z zapisi za tri encime<br />
za razgradnjo laktoze. Prisotnost induktorja, ki je v tem primeru<br />
kar sama laktoza, dovoli polimerazi RNA, da opravi transkripcijo in<br />
gene operona prepiše v eno samo skupno mRNA. Pri bakterijah, ki<br />
nimajo celičnega jedra in je zato njihov kromosom kar v citoplazmi,<br />
se bo mRNA že med nastajanjem na ribosomih prevajala v ustrezne<br />
beljakovine.<br />
Delovanje laktoznega operona.<br />
operon<br />
Kadar laktoze ni na voljo, je operon izključen.<br />
regulatorni gen<br />
promotor<br />
operator<br />
aktivni represor<br />
polimeraza RNA je<br />
vezana na promotor<br />
molekule laktoze<br />
Prisotnost laktoze vključi operon z deaktivacijo represorja.<br />
Uravnavanje laktoznega operona sta prva opisala francoska znanstvenika<br />
François Jacob in Jacques Monod ter ga predstavila kot<br />
model delovanja bakterijskega operona. Ker delovanje operona<br />
nadzoruje represor, ta način uravnavanja izražanja genov imenujemo<br />
negativno uravnavanje aktivnosti operona.<br />
V bakterijah so znanstveniki odkrili že veliko različnih operonov,<br />
ki jim pomagajo preživeti v zelo hitro se spreminjajočem okolju.<br />
Nekateri delujejo tako kot laktozni operon, pri drugih so mehanizmi<br />
nadzora drugačni. V nekaterih primerih izražanje bakterijskih<br />
genov nadzorujejo aktivatorji. To so molekule, ki se vežejo pred<br />
promotor in polimerazi RNA pomagajo, da začne prepisovati gene.<br />
Kadar delovanje operona nadzira aktivator, se ta način imenuje<br />
pozitivno uravnavanje aktivnosti operona.<br />
geni za laktozne encime<br />
polimeraza RNA se<br />
ne more vezati na promotor<br />
transkripcija<br />
neaktivni represor<br />
prof. dr. Jože Pungerčar,<br />
Inštitut Jožef Stefan in Fakulteta za kemijo in kemijsko<br />
tehnologijo Univerze v Ljubljani<br />
Dodana vrednost učbenika je v tem, da lahko<br />
dijak v enem učbeniku spozna najnovejša<br />
dognanja na področju ved o življenju, ki<br />
so predstavljena preprosto, pri tem pa je<br />
ohranjena visoka strokovna raven.<br />
prof. dr. Ana Plemenitaš,<br />
Medicinska fakulteta Univerze v Ljubljani<br />
Drugi del:<br />
Genetika<br />
Za genetski material je nujno, da lahko<br />
izdela natančne kopije samega sebe. Če<br />
ne bi bilo tako, bi bila rast neurejena,<br />
življenje se ne bi moglo začeti in naravni<br />
izbor ne bi mogel izbrati uspešnih<br />
življenjskih oblik.<br />
------<br />
Maurice Wilkins (1919–2004),<br />
britanski molekulski <strong>bio</strong>log, ki je skupaj s<br />
Francisom Crickom in Jamesom Watsonom leta<br />
1962 prejel Nobelovo nagrado za medicino.<br />
Vzorci dedovanja<br />
Celični cikel in delitev celice<br />
DNA – njena zgradba in podvojevanje<br />
Sinteza beljakovin<br />
Uravnavanje izražanja genov<br />
Spremembe genoma<br />
Spolno razmnoževanje in preureditev genov<br />
Kloniranje rastlin in živali<br />
Genetsko inženirstvo in <strong>bio</strong>tehologija<br />
Kjer se življenje začne …<br />
Prvi del:<br />
Biologija celice<br />
Kaj je življenje?<br />
Je blesk kresnice ponoči.<br />
Je bizonova sapa pozimi.<br />
Je senca, ki teče čez prerijo<br />
in izgine v sončnem zahodu.<br />
------<br />
Vranja noga (okrog 1830–1890),<br />
bojevnik in govornik iz indijanskega<br />
plemena Črnonožcev<br />
14<br />
150<br />
V laboratoriju botaničnega vrta v Perthu<br />
(Zahodna Avstralija, Avstralija) jim je uspelo<br />
namnožiti in v tkivni kulturi vzgojiti celice<br />
meelupskega malija, ene najredkejših rastlin<br />
na svetu. Do danes je znan en sam rastoč<br />
primerek tega evkalipta – zaščitnega znaka<br />
avstralske flore. Znanstveniki so ugotovili, da<br />
je star več kot 6000 let. Čeprav drevo cveti, za<br />
zdaj še niso zasledili ne oprašitve ne oploditve<br />
in ne razvoja zdravih semen. To pomeni, da v<br />
naravi rastlina ne bo več imela potomcev in<br />
je obsojena na izumrtje. Celice, zamrznjene<br />
v posodi s tekočim dušikom pri temperaturi<br />
–196 °C, in tkivne kulture, vzgojene iz teh celic,<br />
pa vzbujajo upanje, da bo meelupski mali iz<br />
teh kultur nekoč zrasel v drevo, ki bo, presajeno<br />
na stara rastišča, lahko razveseljevalo tudi<br />
generacije zanamcev.<br />
Gradniki življenja – atomi, molekule, makromolekule<br />
Celica in njeni organeli<br />
Membranski transport<br />
Celica kot energijski sistem<br />
Celično dihanje<br />
Fotosinteza<br />
Beljakovine v akciji<br />
Najmanjše oblike življenja<br />
Medcelično sporazumevanje<br />
Smo v hladni sobi laboratorija, kjer so jeklene posode, napolnjene<br />
s tekočim dušikom. Pred nami je odprta posoda, iz katere<br />
se dvigajo ledeno mrzle meglice. V posodi vlada strašen mraz,<br />
saj je temperatura vedno približno 196 °C pod ničlo. Pri tako<br />
nizki temperaturi življenjske oblike, ki za normalno delovanje<br />
potrebujejo toploto, vstopijo v stanje mirovanja, vendar niso<br />
mrtve. V posodi je na tisoče bitij, ki čakajo v ledenem objemu.<br />
Življenje ni nič bolj skrivnostno, kot so skrivnostne kemijske<br />
Ne jedo in ne spijo. V njih ne poteka niti najpreprostejša kemijska<br />
reakcija. Po vseh znanih definicijah življenja so ta bitja<br />
so vse logične in razumljive. Življenje je tako rezultat fizikalnih<br />
reakcije, na katerih temelji. Čeprav je teh reakcij izjemno veliko,<br />
– brez njega. Kljub temu se lahko zgodi presenetljiva sprememba.<br />
Iz posode potegnemo eno od hermetično zaprtih posodic<br />
glede na vrsto organizma, ki ga sestavljajo, opravljajo enaka<br />
in kemijskih procesov znotraj celic in med njimi. Vse celice, ne<br />
z drobnimi bitji in le-ta segrejemo na sobno temperaturo. Že v<br />
osnovna življenjska opravila na enak način. Celica v človeških<br />
nekaj minutah se bodo prebudila iz svojega ledenega spanja in<br />
možganih osnovnih življenjskih opravil ne opravlja na nič bolj<br />
znova »vstopila v življenje«. Nekatera se bodo začela premikati,<br />
zapleten način kot enocelično bitjece v ribniku. V resnici so vsi<br />
nekatera hraniti s hranili v zdaj raztopljenem gojišču, in kot<br />
osnovni procesi, potrebni za vzdrževanje življenja, enaki, od<br />
zadnji dokaz, da so res živa, se bodo nekatera začela deliti in<br />
tistih v celici amebe do tistih v celici človeka, prav tako kot enaki<br />
osnovni procesi poganjajo luksuzni ali najcenejši avtomobil.<br />
razmnoževati.<br />
Razlikujejo se torej le po obliki in nalogah, ki iz te različnosti<br />
Ta drobna bitja v posodicah so celice – osnovne enote življenja,<br />
izvirajo.<br />
mikroskopske opeke, iz katerih so zgrajeni vsi organizmi. Celice,<br />
shranjene v posodicah, so bile odvzete iz teles različnih živali,<br />
Knjiga, ki jo imate pred seboj, vas bo vodila skozi ta logični in<br />
tudi ljudi. V nekaterih posodicah so pljučne celice kitajskega<br />
urejeni svet celic. Avtorji upamo, da boste ob njej spoznali vso<br />
hrčka, v drugih različne rakave celice miši. Najslavnejše so celice<br />
HeLa. Izhajajo iz Henriette Lacks, 31-letnice iz Baltimora v<br />
nja. Vseh sicer še ne razumemo popolnoma, a dovolj, da lahko<br />
njegovo lepoto in da vam bo odkrila nekatere skrivnosti življe-<br />
ZDA, ki je leta 1951 umrla za rakom. Celice iz njenega tumorja<br />
verjamemo, da bi mogli nekoč spoznati vse.<br />
so v laboratoriju razmnožili in danes jih pri raziskavah uporabljajo<br />
znanstveniki po vsem svetu.<br />
Znaki živega<br />
Ko se temperatura v posodicah zniža, presnovni procesi postajajo<br />
čedalje počasnejši. Ko postane dovolj mrzlo, se popolnoma<br />
Postaviti preprosto definicijo življenja je težko. Seveda lahko<br />
ustavijo. Vse, kar ostane od celic, je res le njihova zgradba. A<br />
rečemo, da je golob živ in da kamen ni. A če želimo natančno<br />
dokler celice ohranjajo tako nespremenjeno zgradbo, so tudi<br />
opredeliti živi svet nasproti neživemu, lahko kaj hitro naletimo<br />
žive. To pomeni, da življenje obstaja tudi takrat, ko se nič ne<br />
na težave. Poglejmo npr. viruse, ki povzročajo tako navaden<br />
dogaja, prav tako kot je avtomobil še vedno motorno vozilo,<br />
prehlad, gripo, norice, AIDS kot tudi številne bolezni drugih<br />
čeprav je motor ugasnjen. V obeh primerih so glavni dejavniki<br />
živali, rastlin in celo bakterij. Virusi so tako mikroskopsko majhni<br />
delci, da bi jih v kapljico krvi spravili kar pet milijard. Kljub<br />
sestavni deli, ki morajo biti prisotni in pravilno povezani, tako<br />
da lahko v pravih razmerah tudi delujejo. Prave razmere pa<br />
temu, da se nam zdi zgradba nekaterih virusov zapletena in jih<br />
vključujejo predvsem energijo, katere pomembna oblika je tudi<br />
sestavljajo nekateri enaki kemijski gradniki, kot sestavljajo celice,<br />
pa v resnici nimajo sestavnih delov, značilnih za celice živih<br />
toplota.<br />
bitij. V nasprotju s celicami ne jedo, ne rastejo, ne presnavljajo<br />
ali rabijo kisika. Tudi razmnoževati se ne morejo sami. Zaradi<br />
vsega tega znanstveniki virusov ne obravnavajo kot živa bitja in<br />
nič manjšega od celice ne imenujejo živo. Celice so tako osnov-<br />
Genetika raziskuje dedovanje<br />
Genetika je veda, ki raziskuje dedne lastnosti organizmov.<br />
Ukvarja se s proučevanjem zgradbe in delovanja genov ter načinov,<br />
na katere se geni prenašajo iz ene generacije v naslednje.<br />
Zanima jo, kako je shranjena in kako se izraža informacija o<br />
lastnostih nekega organizma, kako ta informacija prehaja na<br />
naslednje generacije in kako nanjo vplivajo spremembe v genetski<br />
zasnovi. Spoznati želi, kako je v preteklosti potekala <strong>bio</strong>loška<br />
evolucija, kaj se z razvojem vrst dogaja danes in kakšna<br />
so predvidevanja za prihodnost.<br />
Živimo v času velikega znanstvenega,<br />
in tehnološkega napredka<br />
Čas, v katerem živimo, naj bi človeštvu prinesel vsesplošno<br />
blaginjo in odprl nove razsežnosti v razumevanju našega obstajanja<br />
in prihodnosti. Mineva šest desetletij, odkar sta James<br />
Watson in Francis Crick v znanstveni reviji Nature objavila razkritje<br />
dvojnoverižne vijačne zgradbe DNA, osnovne sestavine<br />
genomov vseh organizmov na Zemlji, in njene vloge kot informacijske<br />
molekule življenja. Že celo desetletje je poznan osnutek<br />
nukleotidnega zaporedja dobrih treh milijard nukleotidnih<br />
parov velikega človeškega genoma, ki sta ga ločeno, a sočasno<br />
v revijah Nature in Science objavila mednarodni konzorcij<br />
»Projekt človeški genom« in zasebna družba Celera Genomics.<br />
Objava je napovedala začetek obdobja funkcijske genomike, ki<br />
nam bo omogočila, da bomo spoznali vlogo in delovanje vseh<br />
človeških genov in tako morda razumeli, kako deluje celica,<br />
kako se je začelo in razvijalo življenje ter po katerih poteh bo<br />
evolucija potekala naprej.<br />
Genetsko inženirstvo je nepogrešljiv<br />
del sodobne <strong>bio</strong>tehnologije<br />
Že pred tridesetimi leti so znanstveniki odkrili način rezanja<br />
molekul DNA na manjše kose in njihovega združevanja v poljubna<br />
nova zaporedja. Kose DNA je mogoče tudi vnašati v<br />
različne organizme, kjer se v primeru, ko gre za gene, ti lahko<br />
izrazijo v obliki svojih beljakovinskih produktov. Na tej osnovi<br />
smo z genetskim inženirstvom do danes pridobili vrsto rekombinantnih<br />
beljakovin, ki jih medicina uporablja za zdravljenje<br />
številnih bolezni, pa tudi industrijskih encimov, ki jih uporabljamo<br />
v kemični, predelovalni in živilski industriji. Z vnosom novih<br />
genov nam je uspelo ustvariti gensko spremenjene rastline in<br />
živali.<br />
Nove genske tehnologije odpirajo<br />
možnosti za nove oblike<br />
zdravljenja bolezni<br />
V medicini je izbruhnila prava revolucija v diagnostiki bolezni<br />
in pri napovedovanju nagnjenj k nekaterim boleznim, veliki pa<br />
so tudi obeti na področju tako imenovanega genskega zdravljenja.<br />
Seveda se ob vseh teh uspehih pojavljajo tudi dvomi o možnih<br />
zlorabah znanstvenih dognanj, ki jih spremljajo številna<br />
etična vprašanja. V letu 1997 je škotskim raziskovalcem uspelo<br />
prvo znano uspešno kloniranje sesalca – ovce Dolly. Z njenim<br />
rojstvom je bil postavljen mejnik v raziskavah kloniranja organizmov<br />
in danes imamo že klonirane miši, konje, pse, mule,<br />
krave, prašiče, zajce, mačke. Tovrstni znanstveni uspehi pa so<br />
odprli tudi vprašanje, zakaj bi živali sploh klonirali, in zdajšnje<br />
polemike o možnostih kloniranja človeka ter o raziskavah matičnih<br />
celic za tako imenovano terapevtsko kloniranje. Slednje<br />
naj bi s hitro razvijajočo se medicinsko oz. celično <strong>bio</strong>tehnologijo<br />
medicini prineslo zmagoslavje nad nekaterimi, danes še<br />
neozdravljivimi boleznimi. Vse to so dogodki, ki se nas močno<br />
dotikajo, saj v njih iščemo odgovore na vprašanja, od kod izviramo<br />
in kam gremo.<br />
Celična kultura koruze, kot jo vidimo<br />
s svetlobnim mikroskopom.<br />
Celice gojimo v posebnih stekleničkah, v katere<br />
damo ustrezna gojišča z vsemi snovmi, ki<br />
jih celice potrebujejo za rast. Če steno take<br />
stekleničke pogledamo pod mikroskopom,<br />
vidimo celice, ki so se v posameznih skupkih<br />
pritrdile na podlago. Na sliki so celice HeLa, ki<br />
so jih pred 60 leti vzeli iz tumorja ženske, umrle<br />
za rakom. Od takrat jih raziskovalci vzgajajo v<br />
celični kulturi, kakor celično linijo.<br />
15<br />
151<br />
Na koncu poglavja<br />
Zadnji strani poglavja sta grafično oblikovani<br />
kot mapa s ključnimi spoznanji tega poglavja in<br />
rubriko Uporabite svoje znanje, ki prinaša nekaj<br />
vprašanj za utrjevanje znanja in zahtevnejša<br />
vprašanja za razmislek.<br />
Na koncu učbenika<br />
Učbenik se zaključi s ključnimi pojmi iz<br />
posameznih poglavij, z odgovori na vprašanja<br />
in s stvarnim kazalom.<br />
Ključna spoznanja v tem poglavju<br />
☞ Dedovanje je prenašanje znakov s staršev na ☞ Neko lastnost določata različici gena, imenovani<br />
alela.<br />
potomce.<br />
☞ Gregor Mendel je izvedel natančno načrtovane<br />
poskuse, pri katerih je uporabil grah, ki<br />
Fenotip je videz organizma.<br />
☞ Oba alela predstavljata genotip organizma.<br />
se samooprašuje.<br />
☞ Punettov kvadrat pokaže vse možne genotipe<br />
☞ Pri križanju različnih znakov so v prvi<br />
potomcev.<br />
hčerinski ali filialni generaciji vedno prisotni<br />
dominantni znaki.<br />
☞ Za opis možnih potomcev in verjetnost<br />
njihovega pojavljanja lahko uporabimo<br />
☞ Recesivni znaki v prvi generaciji niso vidni, a<br />
verjetnostni račun.<br />
se znova pojavijo v drugi hčerinski generaciji.<br />
☞ Pri nepopolni dominanci posamezen alel ne<br />
☞ Mendel je odkril, da je razmerje med<br />
prevlada popolnoma nad drugim.<br />
dominantnimi in recesivnimi zanki v drugi<br />
generaciji 3 : 1.<br />
☞ Nekateri geni vplivajo na več kot en znak.<br />
☞ Osnovne enote, nosilke dedovanja lastnosti,<br />
so geni.<br />
274 Slovarček ključnih pojmov<br />
Genotip Genetska zgradba<br />
Hardy-Weinbergovo ravnotežje<br />
Intron Nekodirajoče zaporedje DNA<br />
organizma. Seštevek vseh celičnih<br />
Stanje nespreminjajoče se<br />
v evkariontskem genu; intron<br />
alelov. Izraz pa se lahko nanaša<br />
populacije; populacije, ki je v<br />
se prepiše v mRNA, a se pred<br />
tudi na posamezen gen ali<br />
genetskem ravnotežju.<br />
izstopom mRNA iz jedra iz nje<br />
manjšo skupino genov – alelne Heterotrof Organizem, ki dobi hrano<br />
izreže. V evkariontskem genu je<br />
razlike med celicami/osebki<br />
od drugih organizmov. Uporablja<br />
navadno več različnih intronov,<br />
pomenijo različne genotipe.<br />
lahko le organske molekule.<br />
ki jih ločujejo deli kodirajočega<br />
Genski lokus Specifično mesto na<br />
Heterozigot Diploiden organizem<br />
zaporedja 280 (eksoni). Uporabite svoje znanje<br />
kromosomu, kjer je gen za neko<br />
(celica) z različnima aleloma<br />
Ion Atom ali molekula s pozitivnim<br />
lastnost. V lokusu je prisoten<br />
nekega gena (genskega lokusa).<br />
ali negativnim električnim<br />
eden od alelov gena.<br />
Hidrofoben Izraz označuje nepolarne<br />
nabojem.<br />
Gradniki življenja –<br />
Genski polimorfizem Razlika v<br />
molekule ali dele molekul, ki se Izrojenost (degeneriranost) atomi, molekule, makromolekule<br />
nukleotidnem zaporedju nekega<br />
ne raztapljajo v vodi.<br />
genetskega koda Več kot<br />
lokusa (gena). Prisotnost dveh ali Hipertonična raztopina Raztopina<br />
eno možno zaporedje treh<br />
Odgovorite na vprašanja!<br />
več genskih alelov v populaciji.<br />
s tako visoko koncentracijo<br />
nukleotidov (kodonov) za<br />
Gensko izražanje Proces, s katerim<br />
topljencev, da povzroči izhajanje<br />
posamezno 1 Štirje aminokislino glavni elementi pri so: vodik, ogljik, kisik in dušik.<br />
gen učinkuje na celico; navadno z<br />
vode iz celice z osmozo.<br />
translaciji. 2 Npr.: Biološki aminokislino polimer je velika molekula, sestavljena iz več<br />
vodenjem sinteze RNA, ki se nato Hipotonična raztopina Raztopina<br />
tirozin kodirata posameznih kodona UAU molekul in – monomerov, ki se sintetizira v<br />
prevede v beljakovino s specifično<br />
s tako nizko koncentracijo<br />
UAC, aminokislino organizmu. levcin pa kar<br />
lastnostjo.<br />
topljencev, da povzroči vstopanje<br />
šest kodonov – UUA, UUG, CUU,<br />
3 Biološki polimeri so: celuloza, škrob, glikogen, encimi,<br />
Gensko spremenjeni organizem<br />
vode v celico z osmozo.<br />
CUC, CUA in CUG.<br />
DNA.<br />
Organizem, v katerega genom<br />
Histon Majhna beljakovina,<br />
Jedrce Del jedra evkariontske celice,<br />
smo vnesli molekulo oziroma<br />
povezana z DNA; pomembna je<br />
kjer nastajajo 4 Ogljikovi ribosomske hidrati RNA so spojine, sestavljene iz atomov<br />
molekule DNA nekega drugega<br />
pri zvijanju DNA v evkariontskem<br />
se z beljakovinami ogljika, povezujejo vodika in kisika. v Na vsak atom kisika pridejo po<br />
organizma. S tem lahko pridobi<br />
kromosomu.<br />
ribosomske podenote. atom ogljika in dva atoma vodika. Razmerje med<br />
novo lastnost oziroma se<br />
Homologni kromosom Ena od dveh Jedro Organel evkariontske vodikovimi in celice, kisikovimi v atomi je tako enako kot v vodi<br />
spremenijo njegove lastnosti.<br />
kopij kromosoma v diploidni celici<br />
katerem je DNA – hidrat. organizirana v<br />
Gibalna beljakovina Beljakovina,<br />
(ena od očeta in ena od matere).<br />
kromosomih.<br />
5 V rastlinah sta to celuloza in škrob, v živalih glikogen.<br />
kot je miozin, ki rabi energijo,<br />
Homozigot Diploiden organizem<br />
Kanalček Membranska beljakovina,<br />
sproščeno pri hidrolizi ATP, za<br />
(celica) z enakima genskima<br />
ki oblikuje 6 vodno Beljakovine pot skozi so sestavljene iz različnih aminokislinskih<br />
premikanje vzdolž beljakovinskih<br />
aleloma.<br />
membrano, monomerov.<br />
skozi katero se<br />
filamentov.<br />
Hormon Sporočilna molekula, ki jo<br />
specifične 7 snovi Lipidi (navadno so: maščobe, ioni) voski, steroidi, fosfolipidi,<br />
Glikoliza Splošna presnovna pot v<br />
izloča ena vrsta celic (en organ),<br />
premikajo v lipidotopni smeri od višje vitamini proti (A, D, E, K).<br />
citosolu, v kateri se nepopolno<br />
deluje pa na drugo vrsto celic<br />
nižji koncentraciji.<br />
8<br />
razgradijo sladkorji in nastane<br />
(drug organ).<br />
To so spojine, ki niso neposredno udeležene v<br />
Kariotip Garnitura kromosomov<br />
ATP.<br />
Informacijska RNA (mRNA)<br />
presnovnih procesih. Imenujemo jih sekundarni<br />
neke celice. Mikroskopska slika<br />
Glukoza Sladkor s šestimi ogljikovimi<br />
Vrsta RNA, ki prenaša gensko<br />
metaboliti. Po večini so namenjene za obrambo<br />
s posebnim barvilom obarvanih<br />
atomi, ki igra osrednjo vlogo v<br />
informacijo od genov do<br />
(strupeni alkaloidi), rastlino varujejo pred poškodbami<br />
metafaznih kromosomov, ki<br />
presnovi celic. Shranjuje se v<br />
ribosomov, na katerih se<br />
(voski in smole) ali služijo za privabljanje opraševalcev<br />
jih razporedimo (v primeru<br />
polimerni obliki kot glikogen v<br />
sporočilo prevede v zaporedje<br />
(eterična olja in rastlinska barvila).<br />
diploidnih organizmov po parih)<br />
živalski ali škrob v rastlinski celici.<br />
aminokislin beljakovine.<br />
od največjega 9 Organizem do najmanjšega te snovi v potrebuje za pravilno delovanje<br />
Haploid Organizem, ki ima le eno<br />
Interfaza Metabolično aktiven del<br />
kariogram. Človeški celičnih kariotip procesov. tako Večinoma jih potrebujejo encimi, ki<br />
garnituro kromosomov v jedru<br />
celičnega cikla, v katerem celica<br />
vsebuje 46 kromosomov vodijo tovrstne – 22 procese.<br />
oziroma v celici, kot na primer<br />
sintetizira svoje beljakovine,<br />
parov nespolnih kromosomov in<br />
10 Liposomi so sestavljeni iz dvoslojne membrane,<br />
v spermijski celici ali bakteriji.<br />
raste, podvojuje DNA in se<br />
oba spolna kromosoma, X in Y.<br />
navadno iz enega samega fosfolipida. Polarni deli<br />
Haploiden organizem sestavljajo<br />
pripravi na delitev.<br />
Karotenoid Rumeni, oranžni ali rdeči<br />
lipidov so obrnjeni proti zunanjosti in notranjosti<br />
haploidne celice.<br />
pomožni fotosintetski pigment, ki<br />
liposoma, kjer je voda. Celične membrane so prav<br />
je topen v maščobah.<br />
tako dvoslojne strukture, ki jih sestavljajo različni<br />
fosfolipidi in druge beljakovine, poleg teh pa še različne<br />
beljakovine. Obdajajo citoplazmo, v kateri so organeli,<br />
ki jih prav tako obdajajo dvoslojne membrane in<br />
njihovo notranjost razmejujejo od citosola.<br />
Virusni plašč sestavljajo beljakovine in včasih tudi<br />
nekateri lipidi. Virusni plašč obdaja virusno DNA ali<br />
RNA.<br />
Premislite skupaj s sošolci in učiteljem!<br />
1 Če bi bila voda najgostejša pri 0 °C, bi pri tej<br />
temperaturi zamrznila tudi v večjih globinah.<br />
Nenavadnost vode je prav v tem, da je najgostejša pri<br />
temperaturi +4 °C, voda pri 0 °C (temperatura ledišča)<br />
pa je lažja, in zato zamrzne le na površini. Gostejša<br />
voda, ki ima višjo temperaturo 292 kot Stvarno ledišče, kazalo tako ne<br />
zamrzne in omogoča nepretrgano življenje pod ledeno<br />
skorjo. Podobno je tudi pri temperaturi vrelišča, saj<br />
voda zaradi velikega števila vodikovih vezi (potrebne<br />
je veliko energije, da se te vezi pretrgajo) zavre šele<br />
pri 100 °C. Če bi zavrela pri nižjih temperaturah (tako<br />
kot podobno velike molekule, npr. metan), življenje že<br />
pri nekoliko višjih temperaturah, kot jih poznamo v<br />
tropskem podnebnem pasu, ne bi bilo mogoče, saj bi<br />
voda preprosto odparela.<br />
2 a) 400 (= 20 2 );<br />
b) 8000 (= 20 3 );<br />
c) 160.000 (= 20 4 )<br />
uporabite svoje znanje<br />
3 a) Napačna. Lastnosti beljakovin so odvisne tako od<br />
različne sestave kot tudi vrstnega reda aminokislin,<br />
ki jih sestavljajo. Raznovrstnost je posledica skoraj<br />
neomejenega števila načinov, na katere se 20<br />
aminokislin povezuje v linearna zaporedja.<br />
b) Pravilna. Ogrodje nukleinskih kislin sestavljajo<br />
riboza ali deoksiriboza in fosfatne skupine. Riboza<br />
in deoksiriboza sta sladkorja.<br />
c) Nepravilna. Naštete dušikove baze vsebuje RNA,<br />
DNA pa ima namesto uracila timin.<br />
odgovorite na vprašanja!<br />
1 Rastlina, ki ima ženske in moške razmnoževalne organe,<br />
se lahko:<br />
a) samopomnožuje,<br />
b) samooprašuje,<br />
c) spreminja barve,<br />
d) nič od naštetega.<br />
2 Razložite razliko med samoopraševanjem in navzkrižnim<br />
opraševanjem.<br />
3 Kakšna je razlika med lastnostjo in znakom?<br />
Navedite primer za vsak pojem.<br />
4 Prenos znakov s staršev na potomce je:<br />
a) verjetnost,<br />
b) dednost,<br />
c) recesivnost.<br />
5 Kakšna je razlika med genom in alelom?<br />
6 Če križate bel cvet z genotipom rr z rožnatim cvetom<br />
z genotipom RR, so možni genotipi potomcev:<br />
a) RR in rr,<br />
b) vsi Rr,<br />
c) vsi RR,<br />
d) vsi rr.<br />
7 Fenotipi pri križanju, opisanem v 6. vprašanju, bi bili:<br />
a) vsi beli,<br />
b) 3 rožnati in 1 bel,<br />
c) vsi rožnati,<br />
d) pol belih in pol rožnatih.<br />
8 Kaj lahko poveste o alelu za svetle lase, če ima otrok svetle<br />
lase, oba starša pa rjave?<br />
premislite skupaj s sošolci in učiteljem!<br />
1 Gregor Mendel je pri svojih poskusih uporabljal le rastline,<br />
ki so imele pred prvim križanjem dva enaka alela za<br />
določen znak lastnosti. Razmislite in pojasnite, ali bi odkril<br />
dominantne in recesivne znake, če bi pri poskusih uporabil<br />
rastline z drugačnimi genotipi.<br />
6 7
Zgradba in delovanje organizmov<br />
Pritrjeni trdoživ ima preprosto mrežasto<br />
živčevje (a); plavajoče meduze (b) pa imajo<br />
poleg mrežastega živčevja razvit že preprost<br />
osrednji nadzor.<br />
Pri pritrjenih ožigalkarjih, kot sta zeleni trdoživ ali morska vetrnica,<br />
prevodne celice živčevja oblikujejo preprost preplet mrežasto povezanih<br />
živčnih vlaken, ki so razprostranjena po vsem telesu. Takemu<br />
živčevju rečemo mrežasto živčevje. V njem ni osrednjega nadzora;<br />
impulzi se počasi širijo od mesta sprejema dražljaja v sosednja območja.<br />
Taka oblika je primerna somerno organizacijo za pritrjene telesa ožigalkarje, ki se uma-<br />
Organizmi z zvezdasto<br />
knejo le tako, da se na imajo mestu mrežasto dotika živčevje skrčijo in vpotegnejo lovke v<br />
telesno votlino.<br />
138 Živčni nadzor delovanja živali<br />
Živčni nadzor delovanja živali 139<br />
Pritrjeni trdoživ ima preprosto mrežasto<br />
živčevje (a); plavajoče meduze (b) pa imajo<br />
poleg mrežastega živčevja razvit že preprost<br />
osrednji nadzor.<br />
Pri pritrjenih ožigalkarjih, kot sta zeleni trdoživ ali morska vetrnica,<br />
prevodne celice živčevja oblikujejo preprost preplet mrežasto povezanih<br />
živčnih vlaken, ki so razprostranjena po vsem telesu. Takemu<br />
živčevju rečemo mrežasto živčevje. V njem ni osrednjega nadzora;<br />
Pri plavajočih meduzah impulzi je se že počasi razvit širijo od preprost mesta sprejema osrednji dražljaja v sosednja nadzor. območja.<br />
Taka oblika je primerna za pritrjene ožigalkarje, ki se uma-<br />
V<br />
klobuku imajo živčni obroč, v katerega se stekajo živčne celice.<br />
knejo le tako, da se na mestu dotika skrčijo in vpotegnejo lovke v<br />
telesno votlino.<br />
Prevajanje signala z ene strani telesa na drugo je tako hitrejše kot<br />
pri naključno razporejeni mreži. Odraža se pri plavanju meduze z<br />
ritmičnimi in koordiniranimi krčenji klobuka.<br />
Pri plavajočih meduzah je že razvit preprost osrednji nadzor. V<br />
klobuku imajo živčni obroč, v katerega se stekajo živčne celice.<br />
Prevajanje signala z ene strani telesa na drugo je tako hitrejše kot<br />
pri naključno razporejeni mreži. Odraža se pri plavanju meduze z<br />
ritmičnimi in koordiniranimi krčenji klobuka.<br />
že lahko govorimo o nekakšnem zametku možganov osrednjega<br />
živčnega sistema, delu živčevja, ki se je v evoluciji specializiral za<br />
analizo podatkov in postal tudi koordinacijsko središče telesa.<br />
Deževniki imajo v sprednjem delu telesa zelo odebeljen del živčevja,<br />
ki ga že lahko enačimo z možgani. Živci, ki izhajajo iz tega<br />
ganglija, se nadaljujejo v trebušnjačo. Ta usklajeno oživčuje posamezne<br />
telesne člene. V vsakem od členov je na trebušnjači ganglij,<br />
iz katerega izhajajo posamezni živci.<br />
Med nevretenčarji imajo najbolj razvito živčevje glavonožci –<br />
sipe, lignji in hobotnice. Ti imajo velike možgane, ki so v tesni<br />
povezavi z očmi. Iz možganov segajo v telo orjaška živčna vlakna.<br />
Dobro razvito živčevje glavonožcev je povezano z njihovim dejavnim<br />
plenjenjem in dobro razvitimi čutili, zlasti očmi ( Odzivanje<br />
na okolje), ki za procesiranje zapletenih informacij potrebujejo<br />
ustrezno razvite možgane.<br />
Deževniki imajo v sprednjem delu telesa zelo odebeljen del živčevja,<br />
ki ga že lahko enačimo z možgani. Živci, ki izhajajo iz tega<br />
ganglija, se nadaljujejo v trebušnjačo. Ta usklajeno oživčuje posamezne<br />
telesne člene. V vsakem od členov je na trebušnjači ganglij,<br />
iz katerega izhajajo posamezni živci.<br />
Vsebine učbenika povezujejo procesi,<br />
skupni vsem organizmom. Strani, ki<br />
obravnavajo rastline, živali ali človeka,<br />
Med nevretenčarji imajo najbolj razvito živčevje glavonožci so označene – s piktogrami.<br />
sipe, lignji in hobotnice. Ti imajo velike možgane, ki so v tesni<br />
povezavi z očmi. Iz možganov segajo v telo orjaška živčna vlakna.<br />
Živčni sistem deževnika.<br />
Dobro razvito živčevje glavonožcev je povezano z njihovim dejavnim<br />
plenjenjem in dobro razvitimi čutili, zlasti očmi ( Odzivanje<br />
na okolje), ki za procesiranje zapletenih informacij potrebujejo<br />
ustrezno razvite<br />
Živčni sistem deževnika.<br />
možgane.<br />
trebušnjača<br />
možgani<br />
ganglij<br />
Kazalka nakazuje podobno<br />
tematiko v drugih poglavjih ali<br />
učbenikih iste učbeniške serije.<br />
trebušnja<br />
V postopku potrjevanja.<br />
Na voljo maja 2013!<br />
Avtorji:<br />
doc. dr. Helena Lenasi,<br />
prof. dr. Marko Kreft,<br />
prof. dr. Tom Turk in<br />
prof. dr. Marina Dermastia<br />
živčna mreža<br />
Recenzenti:<br />
prof. dr. Dušan Šuput,<br />
prof. dr. Maja Kovač in<br />
Majda Kamenšek Gajšek<br />
V učbeniku so vsebine o zgradbi in delovanju<br />
a<br />
organizmov predstavljene nekoliko drugače<br />
kot v učbenikih s podobno vsebino. V njem<br />
namreč ni suhoparnega sprehoda skozi<br />
sistem živih bitij in ločene predstavitve<br />
posameznih kraljestev. Avtorji so opise<br />
organizmov omejili na nekaj posameznih<br />
primerov, vključno z rastlinskimi, in<br />
živčna vrvica<br />
jih povezali po posameznih procesih<br />
– od oskrbe s hrano, izmenjave plinov,<br />
notranjega transporta, obrambe, živčnega<br />
ali hormonalnega nadzora do čutil in<br />
razmnoževanja.<br />
prečni živec<br />
Pomemben del je vezan na zgradbo in<br />
delovanje človeka, kar vsebinsko ni izvzeto<br />
iz konteksta vretenčarjev ali sesalcev, je pa<br />
oblikovno jasno Lestvičasto ločeno. živčevje vrtinčarja.<br />
možgani<br />
oko<br />
živčna mreža<br />
prečni živec<br />
a<br />
živčna vrvica<br />
Lestvičasto živčevje vrtinčarja.<br />
možgani<br />
oko<br />
Bočno someren živčni sistem je<br />
povezan z razvojem možganov v glavi<br />
b<br />
V bočno somernem telesu vrtinčarjev je preprosto lestvičasto živčevje,<br />
razporejeno kot lestev. Sestavljata ga dva živčna snopa, ki<br />
potekata vzdolž trebušne strani telesa. Med sabo sta večkrat prečno<br />
povezana. Na obeh straneh vsake povezave je drobna odebelitev,<br />
ki se imenuje živčni vozel ali ganglij. V prednjem delu telesa, v<br />
glavi, so osrednji živčni b vozli, ki informacije posredujejo vzdolž lestvičastega<br />
živčevja proti zadnjemu delu telesa. Pri vrtinčarjih torej<br />
Bočno someren živčni sistem je<br />
povezan z razvojem možganov v glavi<br />
TUDI V BREZPLAČNI E-OBLIKI!<br />
V bočno somernem telesu vrtinčarjev je preprosto lestvičasto živčevje,<br />
razporejeno kot lestev. Sestavljata ga dva živčna snopa, ki<br />
potekata vzdolž trebušne strani telesa. Med sabo sta večkrat prečno<br />
povezana. Na obeh straneh vsake povezave je drobna odebelitev,<br />
ki se imenuje živčni vozel ali ganglij. V prednjem delu telesa, v<br />
glavi, so osrednji živčni vozli, ki informacije posredujejo vzdolž lestvičastega<br />
živčevja proti zadnjemu delu telesa. Pri vrtinčarjih torej<br />
možgani<br />
hrbtenjača<br />
možgani<br />
ganglij<br />
živčno vlakno<br />
Živčni sistem glavonožca.<br />
Hobotnica Paul in napovedovanje<br />
nogometnih rezultatov<br />
Inteligenca hobotnic in njihova<br />
sposobnost učenja sta predmet številnih<br />
znanstvenih raziskav. Vedenjski poskusi<br />
z reševanjem nalog so pokazali, da<br />
imajo razvit kratkotrajen in dolgotrajen<br />
spomin. V ujetništvu se z lahkoto<br />
naučijo razlikovati oblike in vzorce,<br />
kažejo tudi elemente igre. Na svetovnem<br />
nogometnem prvenstvu leta 2010 v<br />
Nemčiji, je bila ena od zvezd hobotnica<br />
Paul. V svojem akvariju naj bi s svojim<br />
prehranjevalnimi navadami pri<br />
spretnem odpiranju škatel s školjkami<br />
napovedovala zmagovalce tekem.<br />
140 Živčni nadzor delovanja živali<br />
Živčni nadzor delovanja živali 141<br />
Človekov živčni sistem ima veliko<br />
skupnega z živčevjem drugih vretenčarjev<br />
Pri vretenčarjih je živčni sistem sestavljen iz osrednjega in obkrajnega<br />
živčevja. Živčevje je organizirano v osrednje in obkrajno. Osrednje<br />
živčevje vključuje možgane in hrbtenjačo. Obkrajno živčevje<br />
izrašča iz osrednjega; sestavljeno je iz somatskega in avtonomnega<br />
živčevja. Informacije med osrednjim in obkrajnim živčevjem se<br />
prenašajo po živcih.<br />
obkrajno živčevje<br />
Hobotnica Paul in napovedovan<br />
nogometnih rezultatov<br />
V barvno ločenih okvirjih so<br />
predstavljeni primeri, ki dopolnjujejo<br />
Inteligenca hobotnic in njihova<br />
glavno besedilo, so del maturitetnih<br />
sposobnost učenja sta predmet<br />
ali izbirnih vsebin ali ponujajo<br />
dodatno razlago.<br />
znanstvenih raziskav. Vedenjsk<br />
z reševanjem nalog so pokazali,<br />
ganglij<br />
imajo razvit kratkotrajen in dolg<br />
spomin. V ujetništvu se z lahkot<br />
naučijo razlikovati oblike in vzo<br />
živčno vlakno Opis delovanja človeškega kažejo telesa tudi je elemente igre. Na sv<br />
dopolnjen z opisi bolezni. Te nogometnem vsebine so prvenstvu leta 20<br />
zbrane v okvirjih, označenih Nemčiji, s poštno je bila ena od zvezd ho<br />
Živčni sistem glavonožca.<br />
znamko, na kateri zdravnik Paul. cepi V pacienta. svojem akvariju naj bi s<br />
prehranjevalnimi navadami pri<br />
spretnem odpiranju škatel s ško<br />
napovedovala zmagovalce teke<br />
možgani<br />
Osrednji živčni sistem sprejema<br />
informacije in nanje odgovarja<br />
Osrednje živčevje z možgani in hrbtenjačo lahko razdelimo na<br />
sivino in belino. Sivina je temnejše barve. Sestavljajo jo telesa nevronov<br />
in kratki izrastki brez mielinskih ovojnic. Belina je svetlejša,<br />
ker imajo aksoni mielinske ovojnice, ki so svetlejše barve. Osrednje<br />
živčevje je zaščiteno z možganskimi ovojnicami – meningami. V<br />
možganih in hrbtenjači so votline, ki so napolnjene s tekočino. Votline<br />
se z možganov nadaljujejo v osrednji kanal hrbtenjače.<br />
Možgani so glavno nadzorno središče<br />
Možgani so največji organ živčnega sistema. Sestavlja jih do 100<br />
milijard povezanih nevronov in še mnogo večje število pomožnih<br />
celic. V možganih številne dejavnosti potekajo nehoteno. Nekatere<br />
dejavnosti pa lahko nadzorujemo. Če želimo stegniti roko, bodo<br />
možgani poslali signal po motoričnih nevronih do motoričnega<br />
nevrona v hrbtenjači, ta pa do mišic v roki. Mišice se bodo skrčile in<br />
roka se bo premaknila.<br />
čelni reženj<br />
senčni reženj<br />
temenski reženj<br />
Meningitis je okužba<br />
možganskih ovojnic<br />
Ovojnice v osrednjem živčevju se lahko<br />
okužijo z bakterijami in virusi. Vnetje, ki<br />
ga povzroči okužba, imenujemo meningitis.<br />
Ta lahko pusti trajne posledice. Za<br />
virusnim meningitisom lahko zbolimo<br />
zaradi ugriza z virusi okuženega klopa.<br />
Pred klopnim meningitisom se je mogoče<br />
zavarovati s cepljenjem ( Organizmi<br />
imajo pred napadalci<br />
dobro razvite<br />
obrambne mehanizme).<br />
Zgradba človeških možganov<br />
veliki možgani<br />
talamus<br />
hipotalamus<br />
hipofiza<br />
mali možgani<br />
Učbenik prinaša:<br />
• 272 strani formata 19,7 x 26,5 cm<br />
• 12 poglavij in 34 podpoglavij<br />
• 398 fotografij<br />
• 120 ilustracij in shematskih prikazov<br />
• 51 okvirčkov z dodatno vsebino<br />
• 30 opisov bolezni<br />
Več na zadnji strani <strong>katalog</strong>a<br />
Živčevje človeka<br />
Pri vretenčarjih je telesna organizacija z delitvijo na glavo, telo in<br />
okončine zahtevala veliko povečanje osrednjega živčevja – možganov<br />
in hrbtenjače. Drugače kot trebušnjača hrbtenjača ni sestavljena<br />
iz posameznih ganglijev in vmesnih povezav. V hrbtenjači<br />
še vedno potekajo številne preproste koordinacijske naloge, kot so<br />
denimo refleksi, nadzor celotnega sistema pa so prevzeli možgani<br />
in se temu primerno tudi razvili. V možganih so vsa središča za<br />
nadzor zapletenih vedenjskih vzorcev.<br />
Razvoj možganov je v tesni povezavi s čutili. Možgani vse informacije<br />
iz čutil uskladijo in posredujejo drugim delom telesa. Osrednji<br />
živčni sistem je v vretenčarskem telesu ustrezno zaščiten – možgani<br />
so zaščiteni z lobanjskimi kostmi, hrbtenjača leži v hrbteničnem<br />
kanalu, ki ga obdajajo vretenca hrbtenice.<br />
leva in desna hemisfera<br />
zatilni reženj<br />
Največji del možganov so veliki možgani. To kupolasto območje je<br />
središče našega mišljenja, govora, čustvovanja in večine naših spominov.<br />
Nadzorujejo zavestna gibanja in omogočajo, da občutimo<br />
dotik, svetlobo, zvok, vonj, okus, bolečino, toploto in mraz. Sestavljeni<br />
so iz dveh polobel – hemisfer in iz osrednjega dela ali medmožganov.<br />
Leva hemisfera usmerja desno stran telesa in desna<br />
levo. Leva hemisfera nadzoruje predvsem dejavnosti, kot so govor,<br />
branje, pisanje in reševanje problemov. Desna hemisfera pa nadzoruje<br />
prostorsko razmišljanje, izvajanje glasbe in čustvovanje.<br />
Hemisferi imata več režnjev. V čelnem režnju so območja, ki določajo<br />
osebnostne značilnosti, načrtovanje zapletenega vedenja in<br />
Zakaj so možgani v glavi?<br />
podaljšana hrbtenjača<br />
Vse živali z možgani imajo le-te v<br />
sprednjem delu telesa, v glavi. Taka<br />
namestitev ni naključna in je povezana<br />
s smerjo gibanja. Sprednji del živali je<br />
pri bočno somernih živalih tisti, ki prvi<br />
pride v stik z novim dražljajem. Naravni<br />
izbor je dajal prednost koncentriranju<br />
čutilnih organov v tem delu telesa, kar je<br />
vodilo tudi do povečanja sprednjega dela<br />
živčevja.<br />
8 9
14<br />
16<br />
domnevna<br />
korenina<br />
drevesa<br />
življenja<br />
kremenaste alge<br />
15<br />
17<br />
42 Oskrba s hranili<br />
Oskrba s hranili 43<br />
248 Slovarček ključnih pojmov<br />
254 Uporabi svoje znanje<br />
262 Stvarno kazalo<br />
Zgradba in delovanje organizmov struktura učbenika<br />
Tematika po učnem načrtu je zelo zahtevna,<br />
zato je bilo pri ustvarjanju učbenika<br />
zagotovo potrebnega mnogo truda in<br />
inventivnosti. Avtorjem za zanimivo in<br />
kvalitetno delo čestitam, saj so kompleksne<br />
teme predstavili na dovolj poenostavljen<br />
način, ki ustreza nivoju znanja gimnazijcev,<br />
hkrati pa ne zahaja v posploševanja<br />
ali poenostavitve, ki bi okrnile jasnost,<br />
pravilnost in popolnost podatkov.<br />
prof. dr. Dušan Šuput,<br />
dekan Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani<br />
Za začetek in konec …<br />
Prva in zadnja stran učbenika, pred<br />
začetkom in po končanem »uradnem«<br />
besedilu, prinašata motivacijski fotografiji<br />
s tematsko povezanima citatoma.<br />
Uvod v učbenik<br />
Učbenik se začne s kratko uvodno enoto – dvojno<br />
stranjo z motivacijskima citatoma in štirimi<br />
stranmi, ki dijake spodbudijo k razmišljanju o<br />
življenju, njegovi organiziranosti in vzdrževanju.<br />
Kaj je<br />
Stalno notranje okolje je<br />
pogoj za svobodno življenje.<br />
------<br />
Claude Bernard (1813–1878)<br />
francoski fiziolog in<br />
gledališki igralec<br />
Sem iz snovi, mesa in kosti, vlaken<br />
in tekočin – morda lahko celo rečem,<br />
da imam pamet.<br />
------<br />
Ralph Waldo Ellison Ellison (1914 –1994),<br />
ameriški pisatelj in literarni kritik;<br />
Nevidni človek<br />
življenje?<br />
Uvod v vsako poglavje<br />
Vsako poglavje začne uvodna dvojna stran,<br />
ki prinaša vsebinsko povezano fotografijo,<br />
motivacijsko besedilo, podkrepljeno s citati,<br />
ključne pojme in vse podnaslove znotraj poglavja.<br />
Gibanje in opora<br />
Čeprav v vsakdanjem življenju po navadi rečemo, da so rastline pritrjene in se ne<br />
premikajo ter se živali, v nasprotju z njimi, dejavno premikajo, gibanje ni le lastnost živali.<br />
Kljub temu pa so se najbolj izdelani gibalni mehanizmi razvili pri živalih.<br />
Naloga mišic je, da vlečejo in<br />
ne da potiskajo, razen spolnih<br />
organov in jezika.<br />
------<br />
Leonardo da Vinci (1452–1519),<br />
italijanski arhitekt, izumitelj,<br />
inženir, kipar<br />
in slikar<br />
Možgani so kot mišica.<br />
Ko jih uporabljamo, se<br />
počutimo zelo dobro.<br />
------<br />
Carl Sagan (1934–1996),<br />
ameriški astrofizik<br />
Lomljenje valov in kontrakcija mišic<br />
sledita istemu zakonu. Močno telesno<br />
ravnotežje vzdržuje le tanka črta.<br />
------<br />
Dag Hammarskjöld (1905–1961),<br />
švedski ekonomist, pravnik, diplomat<br />
in politik, tretji generalni sekretar<br />
OZN, Nobelov nagrajenec za mir<br />
Na koncu poglavja<br />
Gibanje in opora rastlin<br />
• Pri nekaterih rastlinah so razvita hitra gibanja<br />
• Celice s sekundarnimi stenami nudijo rastlini trdno oporo in tudi zaščito<br />
Ureditev skeleta<br />
• Preproste gibljive živali imajo hidrostatsko ogrodje<br />
• Trdno ogrodje pritrjenih in slabo gibljivih živali<br />
• Ogrodje živali je lahko zunanje ali notranje<br />
• Med dvema deloma skeleta je sklep<br />
• Slabost zunanjega ogrodja je, da ne raste<br />
• Zunanje ogrodje omejuje velikost živali<br />
• Notranji skelet vretenčarjev raste skupaj z drugimi telesnimi deli<br />
• Kosti vretenčarjev niso mrtve, temveč žive in dejavne<br />
• Kostno tkivo je mineralizirano<br />
• Hrustančno tkivo je čvrsto in prožno<br />
• Gibljive zveze med kostmi so sklepi<br />
Mišični sistem človeka<br />
• V človeškem telesu so trije različni tipi mišic<br />
• Delovanje mišic je hoteno in nehoteno<br />
• Gibanje mišic je kontrakcija<br />
• Mišice, pritrjene na kosti, so skeletne<br />
• Celica skeletne mišice je mišično vlakno<br />
• Prenos impulza z živčnega vlakna na mišično vlakno<br />
• Energija za delovanje mišic<br />
• Srčna mišica je prečno progasta<br />
• V gladkih mišicah ni jasno vidne progavosti<br />
Zadnji strani poglavja sta grafično oblikovani<br />
kot mapa s ključnimi spoznanji tega poglavja in<br />
rubriko Uporabite svoje znanje, ki prinaša nekaj<br />
vprašanj za utrjevanje znanja in zahtevnejša<br />
vprašanja za razmislek.<br />
Ključni pojmi<br />
acetilholin<br />
aktin<br />
gladka mišica<br />
hitin<br />
hrustančno tkivo<br />
kita<br />
kostno tkivo<br />
levitev<br />
miofilament<br />
mioglobin<br />
miozin<br />
mišica<br />
mišično vlakno<br />
motorična ploščica<br />
prečno-progasta mišica<br />
(skeletna mišica)<br />
sekundarna celična stena<br />
sinapsa<br />
srčna mišica<br />
turgorski tlak<br />
živčni prenašalec<br />
Ključna spoznanja v tem poglavju<br />
☞ Razlike med organizmi so po večini odraz<br />
načina, s katerim si posamezen organizem<br />
zagotavljajo hrano.<br />
☞ Vsi heterotrofni organizmi so odvisni<br />
od visokoenergijskih spojin, ki so jih<br />
predhodno izdelali fotosintezni organizmi<br />
z uporabo sončne energije.<br />
☞ Korenine preskrbujejo rastlino z vodo<br />
in raztopljenimi minerali. Rastlini dajejo<br />
oporo in jo zasidrajo v tla.<br />
☞ Koreninski laski so najpomembnejše<br />
mesto vstopa vode blizu koreninskega<br />
vršička.<br />
☞ Koreninskemu sistemu olajšuje sprejem<br />
mikorizna sim<strong>bio</strong>tična povezava glivnih<br />
hif s koreninami. Poglavitni fotosintezni<br />
organ rastlin so zeleni listi. Večina<br />
fotosinteze poteka v stebričastem tkivu.<br />
Gobasto tkivo omogoča gibanje plinov.<br />
☞ List je pokrit s tanko povrhnjico, ki<br />
omogoča prehod svetlobe v notranjost<br />
lista.<br />
☞ Prebava je razgradnja makromolekul v<br />
hrani na enostavne molekule (gradnike).<br />
☞ Živali s prebavo hrane dobijo<br />
visokoenergijske spojine in gradnike<br />
telesa.<br />
☞ Pri živalih prebava po večini poteka izven<br />
celic, v prebavilih s pomočjo različnih<br />
encimov. Razgrajena hranila nato celice<br />
vsrkajo in porabijo.<br />
Organizmi imajo pred<br />
napadalci dobro razvite<br />
obrambne sisteme<br />
Rastline in živali napadajo mikroorganizmi iz istih skupin– virusi, bakterije, glive, gliste;<br />
stalna nadloga rastlin pa so tudi rastlinojedi. Ker so napadalci ves čas prisotni v zraku,<br />
prsti ali vodi, so bili v evoluciji organizmi z njimi v stalnem stiku. Evolucija obrambnih<br />
mehanizmov je tako še vedno potekajoča koevolucija – skupen razvoj napadalcev in<br />
napadenih gostiteljev ter stalno prilagajanje ene skupine drugi. Organizmi so pred<br />
napadalci ustrezno zaščiteni, v primeru napada pa se tudi učinkovito branijo. Posledica<br />
zaščitnih in obrambnih mehanizmov je, da večina organizmov ostaja zdravih. Sistem<br />
obrambe pred povzročitelji bolezni je imunski sistem. Njegova osnovna značilnost je, da<br />
ločuje telesu lastne snovi od tujkov.<br />
Nepremagljivost temelji<br />
na obrambi, možnost za<br />
zmago na napadu.<br />
------<br />
Sun Tzu<br />
(544–496 pr. n. š.),<br />
kitajski filozof<br />
☞ Pri večini živali se proizvodi prebave<br />
do vseh celic v telesu prenašajo s<br />
transportnim sistemom.<br />
☞ Nevretenčarji imajo nepopolno ali<br />
popolno prebavilo. Pri prvem se<br />
prebavljeni ostanki hrane iztrebljajo<br />
skozi usta, pri drugem skozi zadnjično<br />
odprtino.<br />
☞ Notranji zajedavci sprejemajo hrano<br />
preko celotne površine telesa neposredno<br />
od gostitelja.<br />
☞ Prebava se začne v ustih. Tam hrano z<br />
zobmi prežvečimo, slina iz žlez slinavk<br />
jo navlaži, encimi pa začnejo razgradnjo<br />
ogljikovih hidratov.<br />
☞ Cev prebavnega trakta potiska hrano s<br />
peristaltiko. Požiralnik potiska hrano<br />
proti želodcu. Želodčna kislina uničuje<br />
bolezenske mikroorganizme. V želodcu<br />
se začne prebava beljakovin.<br />
☞ V tanko črevo se izlivajo encimi iz<br />
trebušne slinavke. Ti razgrajujejo<br />
ogljikove hidrate, maščobe, beljakovine<br />
in nukleinske kisline. V tanko črevo se<br />
izliva tudi žolč, ki pomaga pri raztapljanju<br />
maščob. V tankem črevesju se vsrkajo<br />
hranilne snovi in voda.<br />
☞ V debelem črevesu se vsrka še več vode,<br />
preostala neprebavljena vsebina pa se<br />
iztreblja.<br />
Posamezna rastlinska celica samostojno odgovarja na napad z mehanizmi<br />
prirojene odpornosti<br />
• Prva obrambna črta rastlin je njihova povrhnjica<br />
• Napadalce, ki vstopijo v rastlino, zaustavljajo fizične prepreke in kemične<br />
snovi druge obrambne črte<br />
Človeško telo se stalno brani pred patogeni<br />
• Redki patogeni prečijo prvo obrambno črto telesa<br />
• Vnetna reakcija je druga obrambna črta<br />
• P ridobljena imunost je tretja obrambna črta<br />
• Ob ponovni okužbi z enakim mikroorganizmom je imunski odgovor<br />
učinkovitejši in hitrejši<br />
• Imunost lahko sprožimo tudi umetno<br />
• Imunski sistem je učinkovit, vendar ni popoln<br />
• Alergija je premočan imunski odziv telesa<br />
• Imunski sistem včasih napade lastno telo<br />
Odgovorite na vprašanja.<br />
1 Po vlogi primerjajte majhno korenino<br />
in koreninski lasek?<br />
2 Kaj pomeni izraz zunanja prebava in<br />
kaj je prednost take prebave za živali?<br />
3 Zakaj ne moremo hkrati govoriti in<br />
požirati?<br />
4 Kakšen je pomen kislega želodčnega<br />
soka?<br />
5 Kakšen je pomen nagubane notranje<br />
površine tankega črevesa?<br />
6 Kaj je vloga slepega črevesa pri človeku?<br />
Uporabite svoje znanje<br />
Premislite skupaj s sošolci in učiteljem.<br />
1 Razmislite o pomembnosti korenin<br />
za ljudi.<br />
2 Poskušajte ugotoviti, zakaj prebava<br />
pri govedu in drugih prežvekovalcih<br />
pomembno prispeva k izpustom<br />
toplogrednih plinov v ozračje.<br />
3 Povežite naloge jezika s procesi govora,<br />
hranjenja, dihanja.<br />
Ključni pojmi<br />
alergija<br />
antigen<br />
bezgalka<br />
celica B<br />
celica T<br />
cepljenje<br />
limfni sistem<br />
limfocit<br />
lubje<br />
patogen<br />
pluta<br />
povrhnjica<br />
prenos signala<br />
prirojena odpornost<br />
protitelo<br />
receptorska beljakovina<br />
vranica<br />
Čeprav se morda zdi, da vprašanje, kaj je življenje, ni pretežko,<br />
je odgovorov nanj veliko. Znanstveniki si pri iskanju odgovora<br />
pomagajo s posebnimi znanstvenimi vprašanji – hipotezami.<br />
Te preizkušajo tako, da dejavnike, ki naj bi sestavljali življenje,<br />
opazujejo na Zemlji, iščejo na drugih planetih ali celo spreminjajo<br />
in ustvarjajo v laboratorijskih razmerah.<br />
Preprost odgovor na vprašanje, kaj je življenje, bi lahko bil,<br />
da življenje razlikuje živo od mrtvega, pri čemer mrtvo nima<br />
elementov živega. Seveda vam je jasno, da je taka definicija<br />
življenja nezadostna. Življenja ne moremo izločiti in opisati kot<br />
preprosto lastnost, ne moremo ga osamiti na mikroskopskem<br />
objektu ali v epruveti. Kljub temu pa o njem in vseh živih bitjih<br />
vemo čedalje več. In več ko vemo, jasneje postaja, da življenjski<br />
procesi temeljijo na enakih kemijskih in fizikalnih zakonih, ki<br />
delujejo tudi v kamnu ali kozarcu vode.<br />
Vsak dan Zemljo in druge planete v našem osončju doseže<br />
velika količina energije s Sonca. Vsak dan se ta energija s planetov<br />
tudi odbija nazaj v vesolje. Glede na današnje znanje o<br />
našem osončju se zdi, da se na Zemlji za zelo kratek čas ujame<br />
in shrani le majčken delež te energije. Ta drobcen zamik v toku<br />
kozmične energije pa poganja življenje na našem planetu. Rastline<br />
ujamejo sončno svetlobo in njeno energijo uporabijo za<br />
izgradnjo svojih teles. Živali sončno energijo uporabijo tako, da<br />
jedo rastline ali druge živali, ki so jedle rastline. Na vsaki stopnji<br />
v procesih življenja in smrti se sprošča toplota. Ta se nato združi<br />
z energijo, ki se vrne v vesolje.<br />
Tudi v tej knjigi boste spoznavali, kako več milijonov vrst organizmov<br />
na Zemlji porablja ta delček sončne energije in kaj imajo<br />
ti organizmi skupnega.<br />
v organske sisteme, ki sestavljajo telo posameznega organizma.<br />
Vsaka nova raven organizacije ima nove lastnosti in ni le<br />
seštevek lastnosti predhodne. Saj se še spomnite? Življenje ni<br />
rezultat naključne <strong>bio</strong>loške juhe – celica je živa, medtem ko<br />
enake molekule, ki jo sestavljajo, če jih zmešamo v epruveti,<br />
niso. Posamezni organizacijski deli in organizacijske ravni so<br />
vedno sestavljeni tako, da njihova zgradba kar najbolje ustreza<br />
nalogi, ki jo opravljajo. Zaradi tega nam poznavanje zgradbe<br />
veliko pove o delovanju posamezne celice, tkiva ali organa. Poznavanje<br />
povezav med obliko in nalogo je eno osnovnih načel<br />
v <strong>bio</strong>logiji. Vsa eleganca rastlinskih listov ali cvetov, ptičjih peruti<br />
ali sesalskih mlečnih žlez je le posledica naravnega izbora,<br />
ki kot finomehanik izbira in oblikuje oblike, da te kar najbolje<br />
opravljajo svoje naloge v posameznih okoljih.<br />
Želodec je primer organa, v katerem<br />
usklajeno deluje več tkiv.<br />
V želodcu je tudi vezivno tkivo,<br />
ki povezuje, daje oporo, izolira,<br />
prehranjuje in oblazinja organe.<br />
Zaradi vezivnih tkiv organi ne<br />
razpadejo na posamezne dele. V<br />
vezivnih tkivih so celice raztresene<br />
v osnovi – medceličnini, v kateri so<br />
beljakovinska vlakna.<br />
V steni želodca je tekoče tkivo – kri,<br />
ki dovaja kisik in hranila.<br />
Živčno tkivo v želodcu delno nadzoruje<br />
izločanje kisline, ki pomaga pri prebavi<br />
hrane, ter signalizira, da je želodec poln.<br />
Živčno tkivo po telesu pošilja električne<br />
signale.<br />
Želodec je obložen z epitelnim tkivom.<br />
Epitelna tkiva prekrivajo in varujejo<br />
tkiva, ki ležijo pod njimi. Epitelna tkiva<br />
sestavlja enotna plast celic.<br />
Vsebina se v želodcu premeša zaradi<br />
njegovega gibanja. Gibanje omogočajo<br />
plasti mišičnega tkiva v steni želodca, ki<br />
se aktivno krčijo in sproščajo.<br />
Vse organizme povezujeta enaka kemijska zapletenost in visoka<br />
organiziranost. Prav tako kot so elementi življenja skupni<br />
vsem celicam ( I, Gradniki življenja), so skupni tudi vsem<br />
organizmom, od preprostih enoceličnih prokariontov do evkariontskih<br />
eno- in večceličnih rastlin in živali. Prav vse povezujeta<br />
enaka kemijska zapletenost in visoka organiziranost. Atomi<br />
se povezujejo v izjemno veliko število molekul, le-te skupaj<br />
delujejo v najmanjši enoti, ki ima znake življenja – živi celici.<br />
Molekule se povezujejo v funkcionalne enote celice – organele.<br />
V celicah so molekule DNA, v katerih je zapisan univerzalni<br />
genetski jezik vseh organizmov. Celice, ki opravljajo posebne<br />
naloge, se povezujejo v tkiva. Več različnih tkiv sestavlja organ.<br />
Posamezen organ sicer v telesu opravlja določeno nalogo, a<br />
nikoli povsem samostojno. Organi delujejo skupaj, povezani<br />
Velika večina mehanizmov uravnavanja<br />
organizmih dogajajo v mejah, ki so še sprejemljive za žive celice.<br />
K ohranjanju stalnosti notranjega okolja prispevajo vsi or-<br />
procesov v organizmu deluje z negativno<br />
povratno zanko. Sprememba vrednosti<br />
gani in tkiva v telesu. Pljuča vzdržujejo primerno koncentracijo<br />
neke količine povzroči, da sistem<br />
nasprotuje spremembi te količine. Poleg<br />
kisika, ledvice zagotavljajo stalno koncentracijo ionov, prebavila<br />
pa dovajajo hranila. Različne evolucijske rešitve pri različnih<br />
senzorja v negativni povratni zanki<br />
sodelujeta še krmilni sistem in izvršitelj.<br />
organizmih so povezane z evolucijo različnih mehanizmov za<br />
Avtomatsko uravnavanje temperature v<br />
vzdrževanje homeostaze.<br />
stanovanju deluje z negativno povratno<br />
zanko. Termometer meri temperaturo,<br />
termostatski krmilnik jo primerja z<br />
Velika večina mehanizmov uravnavanja procesov v organizmu<br />
nastavljeno temperaturo in grelec<br />
deluje z negativno povratno zanko, pri kateri končna stopnja<br />
zmanjšuje razliko med nastavljeno in<br />
procesa zavre isti proces. Na tak način negativna povratna<br />
dejansko temperaturo v prostoru.<br />
zanka prispeva k stabilnosti določenega procesa ali količine<br />
Podoben sistem z negativno povratno<br />
neke snovi v organizmu. Delovanje negativne povratne zanke<br />
zanko za uravnavanje temperature deluje<br />
tudi v našem organizmu.<br />
si lahko ponazorite z delovanjem avtomatskega uravnavanja<br />
temperature v stanovanju. Termostat, ki smo ga nastavili na<br />
določeno temperaturo, pri nižjih temperaturah vklopi grelec ter<br />
Spremembe v okolju<br />
ga pri višjih ugasne. Podoben termostat je v naših možganih.<br />
Nekatere druge primere pa boste spoznali v učbeniku.<br />
Senzor<br />
Nasprotovanje<br />
Hladna soba (19 °C)<br />
spremembi<br />
Krmilnik<br />
Termometer<br />
izvršitelj<br />
Telo je podhlajeno (35 °C)<br />
Soba se ogreje<br />
Termostatski<br />
krmilnik<br />
Termoreceptor<br />
v možganih<br />
Grelec<br />
Možgani<br />
Sproščena toplota<br />
uravnavajo<br />
ogreje telo<br />
krčenje mišic<br />
Skeletne mišice<br />
drgetajo<br />
Veliko redkeje organizmi za vzdrževanje homeostaze uporabljajo<br />
pozitivno povratno zanko, ki povzroči hiter odmik od<br />
stabilnega stanja. S pozitivno povratno zanko se npr. uravnavajo<br />
in pospešeno krčijo mišice maternice med porodom. Krčenje<br />
mišic sprožijo kemični signali. Krčenje povzroči oddajanje<br />
še več kemičnih signalov, ki povzročijo še več krčenj. Tako se<br />
jakost krčenj ves čas stopnjuje do vrhunca, ki končno iztisne<br />
otroka iz maternice.<br />
Vsi organizmi uporabljajo energijo za potek presnovnih procesov.<br />
Organizmi vzdržujejo svoje notranje okolje. Vzdržujejo ga tudi<br />
takrat, ko se zunanje okolje zelo spremeni. Celice živijo le toliko<br />
časa, dokler je v notranjem okolju dovolj kisika, ionov, hranil in<br />
sta primerni temperatura in vrednost pH. Mehanizme, ki zagotavljajo<br />
stalne razmere v notranjem okolju, s skupnim imenom<br />
imenujemo homeostaza. Notranjega okolja pa si ne smete<br />
predstavljati kot nekaj povsem nespremenljivega. Njegovo<br />
vzdrževanje je dinamičen proces med odgovori na zunanje in<br />
notranje spremembe. Zaradi homeostaze se vse spremembe v<br />
Organizmi se v razvojnih procesih razvijejo v zapletenejše<br />
oblike. Informacije o vzorcih za rast in razvoj so zapisane v genih.<br />
Organizmi se razmnožujejo; potomci posamezne vrste so<br />
pripadniki iste vrste. Za vse najrazličnejše kombinacije in različnosti<br />
življenjskih oblik pa imamo prav tako znanstveno razlago<br />
– organizmi se v času tudi spreminjajo v procesu evolucije.<br />
V tej knjigi boste spoznali, kako vsi ti procesi potekajo pri različnih<br />
skupinah evkariontskih organizmov. Spoznali boste, da so<br />
različne evolucijske rešitve organizmov le posebne prilagoditve<br />
na posebne načine življenja. Še posebej se boste seznanili z vašim<br />
telesom. To je kot natančno uravnan stroj, sestavljen iz številnih<br />
sistemov, ki delujejo skupaj. Vaš prebavni sistem pretvarja<br />
hrano, ki jo pojeste, v energijo in to energijo uporabijo vaše<br />
celice. Vaša pljuča sprejemajo kisik. Vaši možgani se odzivajo na<br />
okolico, tako da vidite, slišite, vohate in pošiljate signale skozi<br />
živčni sistem. Ta nato povzroči, da okolici tudi odgovorite.<br />
Domnevno drevo življenja<br />
( III, Kako narediti živi<br />
svet bolj pregleden), ki kaže<br />
pestrost živega sveta. V<br />
njem evkarionti, skupaj z<br />
nami ljudmi, predstavljajo<br />
le majhen delež.<br />
EuCAryA<br />
(evkarionti)<br />
živAli<br />
GlivE<br />
amebe<br />
EubACTEriA<br />
(bakterije)<br />
ArCHAEA<br />
(arhebakterije)<br />
zelene alge<br />
rASTliNE<br />
kopenske rastline<br />
rdeče alge<br />
migetalkarji<br />
evglene<br />
cianobakterije<br />
Na koncu učbenika<br />
Učbenik se zaključi s ključnimi pojmi iz<br />
posameznih poglavij, z odgovori na vprašanja<br />
in s stvarnim kazalom.<br />
SlovArČek kljuČnih pojmov<br />
Abscizinska kislina Rastlinski<br />
hormon, ki upočasnjuje rast. Med<br />
drugim je vključen v spodbujanje<br />
mirovanja semen in prenašanja<br />
suše.<br />
Acetilholin Živčni prenašalec; deluje<br />
tako, da se veže na receptorsko<br />
beljakovino in spremeni<br />
prepustnost postsinaptične<br />
membrane za specifične ione.<br />
Adrenalin Hormon sredice<br />
nadledvične žleze, ki kot hiter<br />
odgovor na stresno situacijo<br />
sproži odgovor »boj ali beg«;<br />
deluje tudi kot živčni prenašalec.<br />
Akcijski potencial (električni impulz)<br />
Hitra sprememba membranskega<br />
potenciala, ki se širi po vzdraženi<br />
celici. Spremembo povzroči<br />
selektivno odpiranje in zapiranje<br />
natrijevih in kalijevih kanalčkov.<br />
Aktin Kroglasta beljakovina, ki<br />
sestavlja aktinske filamente v<br />
vseh evkariontskih celicah.<br />
Aktivni transport Premikanje<br />
molekul skozi membrane s<br />
strani z višjo na stran z nižjo<br />
koncentracijo; za aktivni<br />
transport je potrebna energija.<br />
Alergija (preobčutljivostna reakcija)<br />
Premočan imunski odziv na snovi,<br />
ki same ne škodujejo organizmu.<br />
Amonijak Majhna, strupena<br />
molekula, ki nastaja kot odpadni<br />
proizvod presnove nukleinskih<br />
kislin in beljakovin.<br />
Antidiuretični hormon (ADH)<br />
Hormon hipofize, ki omogoča<br />
ponovno vsrkanje vode v ledvicah<br />
in na ta način zadržuje vodo<br />
v telesu. Imenujemo ga tudi<br />
vazopresin.<br />
Antigen Molekula, običajno<br />
beljakovina ali polisaharid, ki<br />
sproži imunski odziv.<br />
Arterija (žila odvodnica) Žila, ki vodi<br />
iz srca in prenaša kri po telesu.<br />
Avksin Naravni rastlinski hormon<br />
z raznolikimi učinki, vključno s<br />
podaljševanjem celic, razvojem<br />
korenin, sekundarno rastjo in<br />
rastjo plodov.<br />
Avtonomno živčevje Del obkrajnega<br />
živčevja vretenčarjev, ki uravnava<br />
notranje okolje. Sestavlja ga<br />
simpatično in parasimpatično<br />
živčevje. Imenujemo ga tudi<br />
vegetativno živčevje.<br />
Avtotrof Organizem, ki lahko iz<br />
preprostih anorganskih molekul,<br />
kot sta CO2 in H2O, sintetizira<br />
organske molekule, ki jih porablja<br />
za svojo rast. Najpogostejši<br />
avtotrofi so fototrofi, ki to počno<br />
s fotosintezo.<br />
Blastocista Zgodnja razvojna stopnja<br />
pri sesalcih; votla kroglica, ki se<br />
pri človeku razvije en teden po<br />
oploditvi; oblika blastule.<br />
Blastula Votla kroglica v zgodnjem<br />
razvoju zarodka.<br />
Brstenje Nespolno razmnoževanje,<br />
pri katerem iz starševskega<br />
organizma poženejo izrastki.<br />
Ti se lahko odščipnejo in živijo<br />
neodvisno ali ostanejo pritrjeni in<br />
končno oblikujejo veliko kolonijo.<br />
Celica B Vrsta limfocita, ki izdeluje<br />
protitelesa.<br />
Celica T Vrsta limfocita, ki dozori<br />
v priželjcu. Imunost sproži ob<br />
stiku z antigenom; koordinirajo<br />
imunski sistem in napadajo<br />
okužene celice.<br />
Celična stena Toga zaščitna plast na<br />
zunanji strani celične membrane<br />
v celicah rastlin, gliv, bakterij in<br />
nekaterih praživali; celico ščiti in<br />
vzdržuje njeno obliko.<br />
Celično dihanje Proces, v katerem<br />
se oksidirajo molekule hrane<br />
in sprošča energija. Celično<br />
dihanje sestavljajo procesi<br />
glikolize, citratnega cikla,<br />
elektronske transportne verige in<br />
kemiosmotske sklopitve. Celično<br />
dihanje je aerobno, kadar je<br />
končni sprejemnik elektronov<br />
kisik, in anaerobno, kadar kisik ni<br />
elektronski sprejemnik.<br />
Cepljenje Proces,<br />
uporABi<br />
s katerim<br />
Svoje<br />
na<br />
ZnAnje<br />
umeten način dosežemo<br />
imunost.<br />
Cevnica Rastlina oskrba s prevodnimi s hranili tkivi.<br />
Cirkadiani ritem Fiziološki cikel,<br />
prisoten odgovorite v vseh organizmih, na vprašanja. ki je<br />
uravnan na dnevno-nočni ritem.<br />
1 Koreninski lasek je izrastek celice povrhnjice in glavno<br />
Citokinin Naravni rastlinski hormon,<br />
mesto vstopa vode v koreninska tkiva; korenina je<br />
ki skupaj z avksinom pospešuje<br />
organ, sestavljen iz različnih tkiv, tudi povrhnjice, ki<br />
celične delitve, vpliva na<br />
skupaj opravljajo različne naloge, tudi sprejem vode<br />
diferenciacijo, nadzoruje rast v<br />
s koreninskimi laski.<br />
višino in zavira staranje.<br />
Cvet Kratko 2 steblo Zunanja kritosemenk prebava z pomeni, do da ta ne poteka neposredno<br />
štirimi vretenci v celicah, spremenjenih ampak v posebni, različno oblikovani<br />
listov; deli cveta prebavni delujejo votlini. med S tako prebavo žival lahko prebavi<br />
spolnim razmnoževanjem.<br />
večje kose hrane in neprebavljene ostanke tudi lažje<br />
iztrebi iz telesa.<br />
Čutna zaznava Proces sprejemanja<br />
3 V žrelu se križata poti dihal in prebavil, torej mora<br />
informacije zunanjega dražljaja.<br />
grižljaj prečkati dihalno pot. Zato ne moremo hkrati<br />
govoriti ali dihati in požirati.<br />
Debelo črevo Cevasti del<br />
vretenčarske 4 Želodčni prebavne sok cevi ima med pH okoli dve, kar omogoča pravilno<br />
tankim črevesom delovanje in zadnjikom; prebavnih encimov in razkuži hrano.<br />
njegova glavna<br />
5<br />
naloga je sprejem<br />
Tanko črevo ima številne gube, na površini katerih so<br />
vode v telo in oblikovanje blata.<br />
še črevesne resice prstaste oblike. Na resicah so celice<br />
Difuzija Premikanje delcev v<br />
z izrastki – mikrovili.Tako je površina za vsrkanje hranil<br />
raztopini ali suspenziji z območja,<br />
zelo velika.<br />
kjer je njihova koncentracija<br />
velika, na 6 območje, Pri človeku kjer slepo je nizka; črevo shranjuje koristne bakterije,<br />
energijo za difuzijo ki po preboleni zagotavlja driski nadomestijo bolezenske.<br />
naključno gibanje molekul. Zaradi<br />
difuzije premislite postaja razporeditev skupaj s sošolci in učiteljem.<br />
delcev v mediju 1 Korenine enakomerna. rastlin so že tisočletja pomemben vir<br />
Diploid Organizem, hrane; ki vsebuje npr. človek goji korenje že več kot 2000 let,<br />
dve garnituri korenine homolognih sladkorne pese so pomemben vir namiznega<br />
kromosomov sladkorja in tako dve (saharoze). kopiji Iz korenin pridobivamo zdravilne<br />
vsakega gena. učinkovine (npr. ginseng, pomirjevalo rezerpin) in<br />
Dražljaj Vsak dejavnik barvila okolja, (npr. rastline ki zbudi iz družine broščevk, korenje).<br />
receptorsko celico.<br />
2 Pri prebavi goveda se zaradi delovanja sim<strong>bio</strong>tičnih<br />
bakterij (fermentacijskih in metanogenih bakterij), ki<br />
so nujne za prebavo celuloze, sproščajo velike količine<br />
metana (CH4) in tudi nekaj CO2. Oba sta pomembna<br />
toplogredna plina in prispevata h globalnemu<br />
segrevanju ozračja.<br />
3 Krčenje mišic jezika povzroči spremembo oblike jezika,<br />
kar mehansko oblikuje grižljaj in sodeluje pri mehanski<br />
obdelavi hrane. Z okušalnimi brbončicami okušamo.<br />
Jezik sodeluje pri govoru. Z jezikom tudi zelo dobro<br />
tipamo. Jezik pa lahko sodeluje tudi pri obrazni mimiki<br />
– lahko pokažemo jezik.<br />
izmenjava plinov<br />
odgovorite na vprašanja.<br />
1 Ta površina mora biti tanka, navadno je sestavljena le<br />
iz ene plasti celic. Poleg tega mora biti tudi v tesnem<br />
stiku z obtočili.<br />
2 Pljuča ptičev so bolj učinkovita, ker jih sestavljajo tudi<br />
zračne vreče. Poleg tega je tok zraka v ptičjih pljučih<br />
vedno enosmeren, kar pomeni, da zrak vstopa v<br />
pljuča po eni poti in jih zapušča po drugi. To omogoča<br />
popolno izmenjavo plinov in boljši STvArno izkoristek. kAZAlo<br />
3 Preko grla se zrak prenaša iz žrela v sapnik. Poklopec<br />
nad grlom loči dihalno pot od V prebavne kazalo so cevi zajete in med najpomembnejše<br />
požiranjem hrane prepreči, da obravnave bi ta zašla in v omembe dihalne posameznih<br />
poti. V grlu sta glasilki, ki s svojim pojmov. vibriranjem Številka strani v ležečem<br />
omogočata tvorbo glasov in govor. tisku označuje Barva glasu slikovno je gradivo, v<br />
odvisna od napetosti glasilk, jakost krepkem pa pa od slovarsko amplitude razlago pojma.<br />
vibracij.<br />
4 Običajno suh vdihani zrak vsebuje abscizinska skoraj kislina 80 odstotkov 118<br />
dušika ter 20 odstotkov kisika, acetilholin drugih plinov 137, je 145, manj 185, 248<br />
kot odstotek. Izdihani zrak vsebuje Adamovo manj jabolko kisika 53<br />
(približno 15 odstotkov), manj adrenalin dušika (približno 119, 120, 75 125, 248<br />
odstotkov) ter več ogljikovega aerobna dioksida vadba (CO2, 186, približno 187<br />
4 odstotke) in vodne pare (približno Ahilova 6 tetiva odstotkov). 183, 183<br />
Kisika je manj, ker se porablja AiDS v procesih 99, 225celičnega<br />
dihanja, CO2 je več, ker nastaja akcijski pri celičnem potencial dihanju. 124, 132, 134,<br />
Vodne pare je občutno več, ker se 135, zrak 135,136, v telesu 153, navlaži. 163, 165,<br />
185, 187, 248<br />
5 Iz pljučnih mešičkov v arterijsko kri v pljučnih<br />
akne 200<br />
kapilarah difundira kisik, zato se kri oksigenira. Iz krvi<br />
akromegalija 122<br />
pa v pljučne mešičke difundira ogljikov dioksid. Plina<br />
akson 133, 133, 135, 136, 137, 141,<br />
prehajata skozi dve plasti celic: skozi steno kapilare<br />
142, 144<br />
(ena plast endotelijskih celic) ter preko celic, s katerimi<br />
aktin 184, 185, 185, 187, 248<br />
so obloženi pljučni mešički. Obema plastema celic<br />
aktivni transport 27, 65, 69, 109,<br />
lahko rečemo dihalna membrana. Hitrost difuzije je<br />
112, 248<br />
odvisna od razlike delnih tlakov plinov med pljučnimi<br />
alergen 59, 99<br />
mešički in krvjo ter od debeline in površine dihalne<br />
alergija 59, 99, 248<br />
membrane.<br />
alveol 54, 55, 56, 251<br />
6 Najpogostejše so virusne in bakterijske ameba 17, okužbe; 29, 29 oba<br />
povzročitelja lahko napadeta amfetamin zgornja spodnja 137<br />
dihala. Virusi najpogosteje povzročijo amilaza 34, prehlad 40 ali<br />
vnetje žrela, redkeje vnetje grla aminokisline (laringitis) 23, ali sapnika 30, 69, 82, 106, 111,<br />
ter pljučnico. Bakterije lahko povzročijo 120, 126, vnetje 132, 159, 247<br />
obnosnih votlin (sinusitis), vnetje amnijska žrela tekočina mandljev, 236<br />
bronhitis ali pljučnico. amnijski ovoj 236<br />
amonijak 23, 106, 106, 107, 248<br />
7 Kajenje kronično povzroči kronični bronhitis, ki lahko<br />
anabolni steroidi 125<br />
trajno okvari pljuča, saj nastane emfizem,ki onemogoči<br />
anafilaktični šok 99<br />
normalno izmenjavo dihalnih plinov. Kajenje lahko<br />
anemija 82<br />
povzroči pljučnega raka.<br />
anemija srpastih celic 82<br />
antidepresivi 137<br />
antidiuretični hormon 113, 123, 248<br />
antigen 83, 94 – 97, 96, 99, 248<br />
aorta 72, 76, 78<br />
apikalni meristem 231, 231<br />
arterija 50, 55, 57, 71 – 78, 72, 73, 75,<br />
76, 85, 111, 112, 186, 219, 248<br />
arteriole 76, 76<br />
artritis 99, 179<br />
Aspergilus 24<br />
Aspirin 37, 95, 159<br />
astma 59<br />
ateroskleroza 78, 85<br />
ATp 18, 62, 126, 184, 199<br />
avksini 118, 151, 248<br />
avtoimunske bolezni 99, 125<br />
avtonomno živčevje 123, 140, 144,<br />
145, 181, 187, 248<br />
avtotrofni organizmi 18, 20, 25, 27,<br />
92, 230, 248<br />
bakterijska okužba 23, 38, 58, 87, 94<br />
barvna slepota 162<br />
bela mišična vlakna 186<br />
bele krvničke 79, 79, 250<br />
belina 141, 142, 143, 143, 144<br />
beljakovinska vlakna 15, 84, 199<br />
beljava 68<br />
beločnica 40, 161, 201<br />
bezgavke 87, 94, 250<br />
<strong>bio</strong>geni amini 120, 123<br />
<strong>bio</strong>loška ura 142, 150<br />
blastocista 236, 248<br />
blastula 233, 248<br />
bobnič 164, 164, 165<br />
bočni (lateralni) meristem 228, 238<br />
bočno somerni živčni sistem 132<br />
bolezni dihal 58<br />
bolezni dlesni 35<br />
bolezni izločal 113<br />
Bowmanova kapsula 110, 110<br />
branike 68<br />
brazda 192, 208 – 211, 208 –211,<br />
213<br />
brbončice 34, 153, 159, 159,<br />
bronhitis 58<br />
brstenje 216, 216, 248<br />
buba 235, 235<br />
celice B 95, 96<br />
celice T 83, 95, 96<br />
celici zapiralki 46, 46,193, 252<br />
celična stena 24, 64, 64, 65, 92, 104,<br />
170, 170, 171, 171, 192, 230, 248<br />
celična usteca 29, 29<br />
celični požiralnik 29<br />
celični zadek 25<br />
celično dihanje 44, 47, 52, 58, 62,<br />
125, 186, 248<br />
celjenje ran 200<br />
cepljenje 97, 98, 141, 248<br />
cevasto srce kobilice 70, 70<br />
cevnice 64, 248<br />
ciklični Amp 119<br />
CinDi Slovenija 41<br />
cirkadiani ritmi 150, 248<br />
citokinin 118, 248<br />
citosol 29, 120, 135, 170, 184<br />
Cortijev organ 164, 164, 165, 165<br />
cvet 61, 202, 248<br />
cvetišče 213<br />
cvetnice 206<br />
cvetno odevalo 208<br />
čaša 208<br />
čašasto oko 155, 155<br />
čašni listi 208, 208, 210<br />
čebula 67, 67<br />
čelni reženj 141, 141, 142<br />
čepast sklep 179, 179<br />
čepnice 162, 162, 163<br />
češerika 121, 121<br />
členek 66<br />
človeški hormonski sistem 121<br />
človeški možgani 141, 141, 142, 142<br />
človeški zarodek 233, 233<br />
črevo školjke 32<br />
črne koze 98<br />
čutna zaznava 153<br />
čutnice 153, 158, 162, 252<br />
čutno prilagajanje 153<br />
danka 33, 33, 218<br />
davica 97<br />
debelo črevo 33, 33, 40, 41, 248<br />
dejavnik rh 83, 237<br />
dendrit 133, 133, 142,<br />
dentin 35<br />
deoksigenirana kri 57, 71 – 73,<br />
72 – 74, 76, 78,<br />
depolarizacija 134, 135, 185<br />
deviška kožica 230<br />
deževnik 31, 31, 32, 48, 48, 70, 71,<br />
71, 108, 108, 139, 139, 172,<br />
172, 217<br />
diafragma 224<br />
dializa 113<br />
diastola 74, 77, 78<br />
diferencirane celice 118, 215, 221,<br />
230, 234, 236<br />
difuzija 44, 46, 47, 48, 49, 49, 58,<br />
64, 69, 248<br />
dihala 42, 42, 53, 59, 123, 234<br />
dihalne mišice 56, 57, 183<br />
dihalni sistem pri človeku 52, 52<br />
dihalno središče 56<br />
dihanje 50, 51<br />
dihanje s celotno površino kože<br />
48, 48<br />
dihanje vodnih živali 49<br />
dihanje kopenskih živali 51<br />
10 11
Evolucija in sistem živega sveta<br />
V postopku potrjevanja.<br />
Na voljo maja 2013!<br />
Avtor:<br />
prof. dr. Boris Sket<br />
Recenzenta:<br />
prof. dr. Peter Trontelj in<br />
Majda Kamenšek Gajšek<br />
Učbenik obravnava evolucijo na nov način<br />
– drugače kot v dosedanjih učbenikih o<br />
evoluciji. Napisan je kot rezultat več kot<br />
petdesetletnega avtorjevega raziskovalnega<br />
in pedagoškega dela na tem področju.<br />
Namesto iz imen in definicij izhaja iz<br />
razumevanja pojavov in poskuša razložiti,<br />
da je evolucija predvsem posledica nekaterih<br />
osnovnejših dogajanj v naravi, in ne njihov<br />
vzrok, ne njihovo gibalo.<br />
Posebno poglavje učbenika obravnava<br />
filogenetski sistem živih organizmov, ki<br />
je usklajen z učbenikom Čudovite oblike.<br />
Nekatera poglavja, ki jih učni načrt uvršča v<br />
poglavja o evoluciji, so bila že predstavljena v<br />
učbeniku Kjer se življenje začne in v tej knjigi<br />
niso ponovno predstavljena.<br />
Učbenik prinaša:<br />
• 174 strani formata 19,7 x 26,5 cm<br />
• 7 poglavij in 21 podpoglavij<br />
• 271 fotografij<br />
• 53 ilustracij in shematskih prikazov<br />
• 36 okvirčkov z dodatno vsebino<br />
24 Biotska evolucija je spremenila naš planet<br />
Biotska evolucija je spremenila naš planet 25<br />
like<br />
CHARLIE<br />
I<br />
I like CHARLIE ... and ALFIE too.<br />
Kaj pa Alfie?<br />
Alfred Russel Wallace je bil Darwinov<br />
sodobnik (1823–1913). Ob istem času<br />
je prišel do skoraj enakih ugotovitev<br />
o evoluciji. Pa je odstopil od objave,<br />
se (morda nevede) odpovedal slavi<br />
in dal prednost Darwinu, ki je teorijo<br />
bolj dodelal. Ta uvidevnost postavlja<br />
Wallacea visoko še na nravnem<br />
(moralnem, etičnem) Parnasu.<br />
TUDI V BREZPLAČNI E-OBLIKI!<br />
Kako naj razumem evolucijo –<br />
kratek napotek za najnestrpnejše<br />
dijake in njihove vedoželjne starše<br />
Naslednje zaporedje podatkov in sklepov, ki nam razlagajo evolucijo,<br />
smiselno sledi Darwinovim idejam. Seveda ne povsem, v veliki<br />
meri pa.<br />
Kdo je (bil) Charlie?<br />
Ni prenesel krvi, pa je vendar pristal na študij medicine.<br />
Ni prenesel morja, pa se je le spravil na škripávi barki okrog sveta.<br />
Šel je študirat za duhovnika, pa se Cerkvi izpridil v kamen spotike.<br />
Pripravljal se je za podeželskega ležetrudnika, pa končal v svetovni slavi.<br />
Ta protislovna osebnost je bil Charles Robert Darwin (1809–1882). Pred<br />
nekaj več kot 150 leti je utemeljil teorijo, ki je osnova temu učbeniku.<br />
Predstavil jo je leta 1859 v nesmrtnem delu O nastanku vrst z naravnim<br />
izborom (On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the<br />
Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life). Pozneje (1871)<br />
je objavil še delo The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex; in<br />
seveda še kaj. Teorijo, ki je v osnovah živa in priznana še danes, je ta genij<br />
snoval na tedaj zelo pomanjkljivi <strong>bio</strong>logiji in celo na zgrešeni družboslovni<br />
teoriji – maltuzijanstvu.<br />
Darwin ni bil prvi, ki je skušal razložiti evolucijo. A je dal prvo na<br />
neizpodbitnih in oprijemljivih dejstvih zasnovano razlago.<br />
Že zaživa je bil deležen neverjetne pozornosti, seveda tudi nasprotovanja.<br />
In kljub slednjemu so ga po veličastnem državnem pogrebu položili<br />
počivat v Westminstrsko opatijo, ob bok drugim velikanom britanske<br />
znanosti – kot je npr. Isaac Newton. Imamo ga za eno najvplivnejših<br />
osebnosti v človeški zgodovini.<br />
1 Organizmi se čezmerno množijo<br />
V soodvisnosti z nastajanjem življenja se je pojavilo tudi obnavljanje<br />
živečega. S kombiniranjem beljakovin in nukleinskih kislin so<br />
nastale tvorbe, zmožne lastnega podvojevanja ( I, Kjer se življenje<br />
začne). Od takih molekul, pracelic in pozneje bitij, organizmov<br />
so se lahko obdržali in naprej razvijali le tisti, ki so dajali več potomcev,<br />
kot je bilo staršev. Tisti, ki tega pogoja niso izpolnjevali, so<br />
prej ali slej izginili.<br />
Več na zadnji strani <strong>katalog</strong>a<br />
Kaj pa Alfie?<br />
A nekatere vrste bakterij že v nekaj minutah s cepitvijo izdelajo<br />
novo generacijo. Tudi nekatere rastlinske in živalske vrste imajo<br />
lahko izjemno veliko potomcev. Ob vsakem novem rodu jih je lahko<br />
več milijonov; lahko pa se število potomcev povečuje sicer bolj<br />
zlagoma, a enako nezadržno, skozi desetletja njihove rodne dobe.<br />
Posledica je torej:<br />
Alfred Russel Wallace je bil Darwinov<br />
čezmerna<br />
množitev<br />
sodobnik (1823–1913). Ob istem času<br />
je prišel do skoraj enakih ugotovitev<br />
2 Nosilnost okolja je omejena<br />
o evoluciji. Pa je odstopil od objave,<br />
se (morda nevede) odpovedal slavi<br />
in dal prednost Darwinu, ki je teorijo<br />
bolj dodelal. Ta uvidevnost postavlja<br />
Wallacea visoko še na nravnem<br />
(moralnem, etičnem) Parnasu.<br />
Prebivalci okolje zasedajo – zapolnjujejo, izrabljajo, onesnažujejo …<br />
Vsak organizem potrebuje prostor. Prostor za bivanje, premikanje,<br />
pa tudi kot vir vseh dobrin. Iz svojega okolja (in to je prostor z vsemi<br />
svojimi značilnostmi) si jemlje vodo, hrano, tukaj se morajo do<br />
nerazpoznavnosti razredčiti njegovi izločki. V tem prostoru pa so<br />
tudi druga bitja, med njimi njegovi zajedavci in plenilci, ki si jemljejo<br />
krvni davek od »našega« organizma. Zaradi vseh naštetih dejavnikov<br />
je v določenem razpoložljivem okolju tako prostora kot virov<br />
dovolj le za omejeno število osebkov posamezne vrste. To označujemo<br />
kot nosilnost (kapaciteto) okolja – ki je torej omejena.<br />
3 Omejitev preživetja<br />
čezmerna<br />
množitev<br />
Zaradi prej povedanega ne morejo preživeti vsi »porojeni« osebki.<br />
Preprost premislek pove, da v omejenem prostoru in okolju z določeno,<br />
torej omejeno nosilnostjo vsi člani novega rodu ne morejo<br />
obstati. Če populacija že dlje časa živi tukaj in je že dosegla sprejemljivo<br />
številčnost, bo še posebej lahko obstalo le malo potomcev.<br />
Praviloma le toliko, kot je staršev. Vsi drugi, nadštevilni, bodo prej<br />
ali slej podlegli. Odpadali bodo postopno, v različnih stopnjah razvoja,<br />
že kot jajčeca, pa kot mladiči, kot odraščajoči osebki. Praviloma<br />
doseže generacija končno številnost ob spolnem dozorevanju.<br />
In podobno se bo godilo njihovim potomcem v naslednjem rodu.<br />
Posledica čezmerne množitve v okolju z omejeno nosilnostjo je<br />
torej – omejitev preživetja.<br />
Ličinka enodnevnice, štirje kolobarji zadka.<br />
Dobro so vidne razvejane traheje v škržnem<br />
lističu (š), kjer kisik prehaja iz vode v trahealni<br />
sistem; dokaj neopazno pa je razvejanje v<br />
notranjosti telesa (n), kjer kisik skozi stene<br />
trahej difundira v tkiva in se porablja.<br />
Glava črne mušice (Simulium), obarvano. Le<br />
tistega, kar zastira lastno telo, mušica ne vidi.<br />
Po drugi strani pa mrežasto oko členonožca ne<br />
more dati tako podrobne slike kot vretenčarsko<br />
oko.<br />
Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life). Pozneje (1871)<br />
je objavil še delo The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex; in<br />
seveda še kaj. Teorijo, ki je v osnovah živa in priznana še danes, je ta genij<br />
snoval na tedaj zelo pomanjkljivi <strong>bio</strong>logiji in celo na zgrešeni družboslovni<br />
teoriji – maltuzijanstvu.<br />
Darwin ni bil prvi, ki je skušal razložiti evolucijo. A je dal prvo na<br />
neizpodbitnih in oprijemljivih dejstvih zasnovano razlago.<br />
Že zaživa je bil deležen neverjetne pozornosti, seveda tudi nasprotovanja.<br />
In kljub slednjemu so ga po veličastnem državnem pogrebu položili<br />
počivat v Westminstrsko opatijo, ob bok drugim velikanom britanske<br />
znanosti –<br />
akot je npr. Isaac Newton. Imamo ga za eno najvplivnejših<br />
osebnosti v človeški zgodovini.<br />
omejena<br />
nosilnost okolja<br />
b<br />
Koliko let bi potrebovali, da iz tega začetka (a)<br />
ves travnik prekrijemo z regrati (b)?<br />
1 Organizmi se čezmerno množijo<br />
V soodvisnosti z nastajanjem življenja se je pojavilo tudi obnavljanje<br />
živečega. S kombiniranjem beljakovin in nukleinskih kislin so<br />
nastale tvorbe, zmožne lastnega podvojevanja ( I, Kjer se življenje<br />
začne). Od takih molekul, pracelic in pozneje bitij, organizmov<br />
Kazalka nakazuje podobno<br />
so se lahko obdržali in naprej razvijali le tisti, ki so dajali več potomcev,<br />
kot je bilo staršev. Tisti, ki tega pogoja niso izpolnjevali, so<br />
tematiko v drugih poglavjih ali<br />
učbenikih iste učbeniške serije.<br />
prej ali slej izginili.<br />
čezmerna<br />
množitev<br />
In kaj lahko očitamo lastnemu telesu? Pa mušjemu?<br />
To le v vednost, saj reklamacije niso mogoče.<br />
omejitev<br />
preživetja<br />
omejena<br />
nosilnost okolja<br />
32 Biotska evolucija je spremenila naš planet<br />
Biotska evolucija je spremenila naš planet 33<br />
Del naših telesnih pomanjkljivosti je posledica nepopolne prilagoditve<br />
na pokončno držo z dvonožno hojo. Naša hrbtenica je razmeroma slabo<br />
prilagojena pokončni drži in je zato veliko bolj izpostavljena poškodbam<br />
kot hrbtenica živali na štirih nogah. Pogosto dobimo krčne žile na nogah<br />
(torej na spodnjih okončinah); lahko nas prizadene kila (hernija), dobimo<br />
ploske noge; zaradi preoblikovanja medenice je težaven porod. Ohranil<br />
se nam je delno zakrnel slepič, ki je za vnetja občutljiv in zato nadležen,<br />
sicer pa precej nepotreben. Naša očesna mrežnica ima slepo pego, kjer je<br />
neobčutljiva – pa bi šlo brez tega; podobno oko glavonožcev je na primer<br />
urejeno brez slepe pege. Brez obračanja glave (pa še trupa) ne vidimo,<br />
kaj se dogaja za nami, mnoge žuželke pa imajo istočasen pregled nad<br />
skoraj vso okolico. Ker so naša dihala tako povezana s prebavili, z vsakim<br />
grižljajem ali požirkom tvegamo zadušitev. Žuželke in sploh nevretenčarji<br />
te težave nimajo, saj so njihova dihala daleč od prebavil. Po drugi strani<br />
imajo tudi žuželke svoje hibe. Tako njihov svojevrstni tip dihal narekuje<br />
majhno prostornino telesa in s tem višjo izgubo toplote. V tako majhnem<br />
telesu se tudi ne morejo razviti veliki možgani, kar povsem onemogoča<br />
kakšne višje mentalne zmogljivosti. In tisto imenitno žuželčje oko nikakor<br />
ne more posredovati tako ostre slike kot človeško (kot vretenčarsko). Pri<br />
vsaki živalski ali rastlinski vrsti ali skupini bi lahko podobno našteli kup<br />
sorazmernih pomanjkljivosti.<br />
Še kaj o vrlinah in hibah naših oči? Človekov organ za vid je zelo učinkovit;<br />
vidimo barve, vidimo v mraku, slika je zelo ločljiva (natančna); zaradi<br />
čelne namestitve oči je mogoč globinski (trodimenzionalen) vid. A če<br />
hočemo videti okoli sebe, moramo obračati glavo in trup; človek ima le<br />
vse, kar je podedoval od predniških primatov. Že vid kameleonov ima<br />
verjetno vse vrline človekovega, za razgledovanje pa je celo bolje urejen.<br />
In žuželke imajo ob svojem krožnem razgledu tudi globinski vid.<br />
11 Speciacija – diverzifikacija<br />
Videli smo, kako napreduje posamezna populacija ali vrsta. Vrsta<br />
pa se lahko prostorsko razdeli in njene populacije živijo ločeno.<br />
Vsaka populacija se prilagaja svojemu okolju. In ker so mutacije<br />
povsem neusmerjene, se v vsaki posamezni populaciji pojavljajo<br />
kakšne mutacije, ki jih v drugi ni. Tako postajata populaciji različni.<br />
Tako zelo, da nista več zmožni medsebojnega križanja. Rečemo, da<br />
sta (iz poprejšnje) nastali novi vrsti. Seveda so tudi drugačni načini<br />
cepitve in množitve vrst, a ta naj bi bil najobičajnejši; imenujemo<br />
ga alopatrična speciacija ali pa bolj razumljivo: cepitev vrst po<br />
prostorski ločitvi. Spolna ločitev (reproduktivna izolacija) je zelo<br />
pomemben pojav v evoluciji, ker pomeni, da se bosta novi obliki<br />
(vrsti) tudi na pozneje skupnem ozemlju plodili vsaka zase in tako<br />
ohranjali svoje posebnosti, da se bo vsaka po svoje naprej prilagajala<br />
in se bo vsaka spet lahko razcepila v nove vrste. Tako živi svet<br />
vedno temeljiteje izrablja okoljske vire, vidimo pa, da se bogati pestrost<br />
živega sveta, tudi tisto, čemur rečemo <strong>bio</strong>tska raznovrstnost.<br />
Populacija je torej zaradi čezmerne množitve prisiljena širiti svoj<br />
prostor. Pri tem tudi zaseje nove populacije. Populacije se prilagajajo<br />
novim okoljem in postajajo različne. Vrste se cepijo v nove<br />
vrste ob prilagajanju na nova okolja. Posledica vsega tega je vedno<br />
učinkovitejša in temeljitejša izraba Zemljinih virov. A to ni namen<br />
evolucije, to je njena posledica. Tako kot je evolucija posledica drugih<br />
prej omenjenih naravnih danosti.<br />
V evoluciji so mogoči tudi drugi mehanizmi<br />
V barvno ločenih okvirjih so<br />
predstavljeni primeri, ki dopolnjujejo<br />
glavno besedilo, so del maturitetnih<br />
ali izbirnih vsebin ali ponujajo<br />
dodatno razlago.<br />
Seveda, v naravi so mogoča tudi odstopanja od naravnega izbora<br />
in v evoluciji lahko občasno prevladajo drugačni pojavi, vendar je<br />
vse to, kot kaže, bolj v ozadju. Tak mehanizem je na primer genetski<br />
zdrs (angleško genetic drift), to je sprememba deležev posameznih<br />
alelov v genskem skladu naslednje generacije brez vpliva<br />
selekcije. To se lahko zgodi predvsem v majhnih populacijah, kjer<br />
odpovedo pravila naključnosti. To si lahko predstavljate kot napako<br />
pri metanju kovanca. Npr. ko kovanec vržete desetkrat in vedno<br />
pade cifra, čeprav bi, po verjetnostnem računu, morala pasti cifra<br />
tolikokrat kot mož; slednje se bo bolj zanesljivo zgodilo, če ga vržete<br />
tisočkrat.<br />
Genetski zdrs je pogosto vezan na pojav ozkega grla (angleško<br />
bottleneck), kot imenujemo zmanjšanje populacije zaradi naravne<br />
ali antropogene katastrofe, ob nastanku nove populacije s selitvijo<br />
nekaj osebkov ali celo ene same oplojene samice. V takih primerih<br />
je genski sklad povsem drugačen, kot bi ga narekoval naravni izbor.<br />
Ozko grlo in ris v Sloveniji<br />
Kot zanesljiv, čeprav nenaraven primer<br />
ozkega grla bi lahko navedli populacijo<br />
risa (Lynx) v Sloveniji. Primera ni<br />
pripravila naravna katastrofa, ampak<br />
človek, ki je leta 1908 najprej ubil<br />
zadnjega risa tukajšnje populacije.<br />
Zatem je z naselitvijo le nekaj parov iz<br />
Slovaške leta 1973 ustvaril novo majhno<br />
populacijo z zelo siromašnim genskim<br />
skladom. To je bilo ozko grlo. Majhno<br />
število osebkov in razmeroma kratek<br />
čas obstoja te populacije seveda nista<br />
omogočila nastanka številnih novih<br />
mutacij, ki bi omenjeno pomanjkljivost<br />
izničile. V začetku 21. stoletja zato<br />
ugotavljamo, da je nadaljnji obstanek<br />
populacije vprašljiv. Osiromašen<br />
genski sklad, torej majhno število<br />
različnih alelov, pogojuje zelo omejeno<br />
prilagodljivost.<br />
tud<br />
jo<br />
nik<br />
do<br />
jem<br />
3<br />
Za<br />
Pre<br />
loč<br />
ob<br />
ml<br />
Pra<br />
ali<br />
zvo<br />
ma<br />
In<br />
Po<br />
tor<br />
12 13
162 Pregled – sistem živega sveta<br />
Pregled – sistem živega sveta 163<br />
164 Slovarček ključnih pojmov<br />
Uporabi svoje znanje 167<br />
Evolucija in sistem živega sveta struktura učbenika<br />
Razdelitev na poglavja je zanimivo povezana<br />
v zgodbo. Naslovi ključnih poglavij so<br />
duhoviti in dajejo celosten pregled vsebine,<br />
hkrati pa prek ključnih besed omogočajo<br />
zgraditev strukture znanja. Jezik besedila je<br />
tekoč, duhovit, na trenutke hudomušen, ob<br />
tem pa ostaja strokoven. To učbeniku daje<br />
svojevrsten osebni pečat, zato se ga lepo<br />
bere in vsebino dobro pomni.<br />
Majda Kamenšek Gajšek, profesorica <strong>bio</strong>logije,<br />
Gimnazija Celje – Center<br />
Uvod v učbenik in njegov zaključek<br />
Prva in zadnja stran učbenika, pred<br />
začetkom in po končanem »uradnem«<br />
besedilu, prinašata motivacijski fotografiji<br />
s tematsko povezanima citatoma.<br />
Dva vsebinska dela<br />
Učbenik je notranje razdeljen na dva dela –<br />
o evoluciji življenja na Zemlji in o sistemu živega<br />
sveta. Uvodna dvojna stran posameznega dela<br />
prinaša motivacijsko fotografijo in izbrane<br />
tematsko povezane citate.<br />
Prvi del:<br />
Največja<br />
Drugi del:<br />
Kako<br />
po<br />
predstava<br />
Velikem poku<br />
narediti<br />
živi svet<br />
pregleden?<br />
Največja predstava po Velikem<br />
poku sva jaz in ti!<br />
------<br />
Lorenzo Costantino Cherubini<br />
– Jovanotti (1966),<br />
italijanski pevec<br />
Celo če ne bi našli nobenega fosila,<br />
preživele živali večinoma vodijo do<br />
sklepa, da je imel Darwin prav.<br />
------<br />
Richard Dawkins (r. 1941 – ),<br />
britanski etolog, evolucisjki <strong>bio</strong>log<br />
in pisatelj znanstvene literature,<br />
Največja predstava na Zemlji (2009)<br />
Danes je dvomiti o evoluciji tako,<br />
kot bi dvomili, da se Zemlja vrti<br />
okli Sonca.<br />
------<br />
Richard Dawkins (r. 1941 – ),<br />
britanski etolog, evolucisjki <strong>bio</strong>log<br />
in pisatelj znanstvene literature,<br />
Sebični gen (1976)<br />
Uvod v vsako poglavje<br />
Vsako poglavje začne uvodna dvojna stran,<br />
ki prinaša vsebinsko povezano fotografijo,<br />
motivacijsko besedilo, podkrepljeno s citati,<br />
ključne pojme in vse podnaslove znotraj poglavja.<br />
Evolucija v živo in v stripu<br />
O resničnosti evolucije danes le malo kdo še dvomi. Tudi tisti, ki pripisujejo smiselnost<br />
v naravi višjemu stvarniku, večinoma priznavajo evolucijo, le z drugačnimi mehanizmi,<br />
kot jih poznamo naravoslovci. Čeprav je bila ideja o izvoru vrst s spreminjanjem<br />
revolucionarna, je bilo zanjo že v Darwinovem času veliko dokazov. Ob tem je takoj dobila<br />
neverjetno veliko zagovornikov.<br />
Pri tem pa Darwin seveda sploh ni bil prvi evolucionist. O samospočetju in razvoju živega<br />
sveta so filozofirali že davno pred njim. Spomnimo se samo Heraklitovega reka πάντα ῥεῖ<br />
- (panta rhei), vse teče, vse se spreminja. Za pionirja evolucionizma pravzaprav velja Jean-<br />
Baptiste Lamarck (okoli leta 1800), ki je postavil prvo celovito evolucijsko teorijo – vendar<br />
se je izkazalo, da na napačnih (deloma tudi idealističnih) osnovah. Konec koncev, tudi<br />
Charlyjev dedek Erasmus Darwin je nekaj prispeval v tem pogledu.<br />
Glede na pomembno vlogo vere in Rimskokatoliške cerkve v naši družbi je treba povedati<br />
tudi naslednje. Leta 1950, skoraj sto let po izidu Darwinovega dela, je papež Pij XII. v<br />
encikliki 'Humani Generis' dal previdno vedeti, da teorija o evoluciji in Biblija nista v<br />
nasprotju. Leta 1996 pa je Janez Pavel II. priznal, da številna odkritja govorijo tej teoriji<br />
v prid, in jo je podprl kot prepričljivo razlago pojavov, ki jih obravnava.<br />
Darwinov največji prispevek k evolucijski <strong>bio</strong>logiji je bila preverljiva razlaga mehanizma,<br />
ki omogoča spreminjanje. In ta mehanizem je naravni izbor. Tako je Charles Darwin 'le'<br />
spregledal in oblikoval tisto razlago evolucijskih mehanizmov, ki jo v grobem še danes<br />
sprejemamo.<br />
Vendar, poglejmo nekaj primerov, ki nam najbolj očitno ponazarjajo možnost<br />
spreminjanja živih vrst.<br />
Kar zadeva konje, sem v nasprotju z nekaterimi<br />
pisci močno naklonjen prepričanju, da vse pasme<br />
izvirajo iz enega samega divjega prednika.<br />
------<br />
Charles Darwin (1809–1882),<br />
naravoslovec, utemeljitelj teorije o evoluciji,<br />
O nastanku vrst z naravnim izborom (1859)<br />
Cvetača je le zelje z<br />
visokošolsko izobrazbo.<br />
------<br />
Mark Twain (1835–1910),<br />
ameriški pisatelj in humorist.<br />
Na koncu poglavja<br />
Ključni pojmi<br />
DNA<br />
filogenetika<br />
filogenetsko drevo<br />
filogeneza<br />
fosil<br />
RNA<br />
Z vzgojo novih sort in pasem človek nekoliko usmerja in pospeši evolucijo<br />
Odpornost proti anti<strong>bio</strong>tikom ali insekticidom se razvije v nekaj generacijah bakterij ali žuželk<br />
Okamneli ostanki razvojnih vej so kot ilustrirani koledarji iz preteklosti, ali kot strip<br />
• Naravne katastrofe so večkrat povzročile izumrtje rastlinskih in živalskih vrst<br />
Molekulski dokazi evolucije<br />
Zadnji strani poglavja sta grafično oblikovani<br />
kot mapa s ključnimi spoznanji tega poglavja in<br />
rubriko Uporabite svoje znanje, ki prinaša nekaj<br />
vprašanj za utrjevanje znanja in zahtevnejša<br />
vprašanja za razmislek.<br />
Nekaj posebej pomembnih<br />
poglavij v evolucijski<br />
zgodovini<br />
Ključna spoznanja v tem poglavju<br />
☞ Živi svet danes delimo na dve<br />
prokariontski domeni (Bacteria in<br />
Archaea) ter domeno Eukaryota.<br />
Le pri evkariontih se je lahko razvila<br />
večceličnost, in to večkrat. Najuspešnejša<br />
večcelična telesa so se razvila pri rastlinah<br />
in živalih.<br />
☞ Z vrstami daleč najbogatejša skupina so<br />
žuželke, ki obsegajo (s skoraj milijonom<br />
znanih vrst) več kot polovico vseh<br />
živih bitij. In od tega je skoraj polovica<br />
hroščev.<br />
☞ Vseh znanih vrst živih bitij, vključno<br />
z bakterijami, je vsaj poldrugi milijon.<br />
Domnevajo, da jih je v resnici najmanj<br />
petkrat toliko.<br />
Ves razvoj živega sveta je ena napeta in zanimiva zgodba. Pa vendar znotraj nje naletimo<br />
na še posebej zanimiva poglavja in nekaterim od teh se bomo dodatno posvetili. Na<br />
primer, kako neverjetno visok pomen imajo sožitja različnih organizmov. Ali se dovolj<br />
zavedamo, da je normalno človekovo bivanje tudi posledica sožitij z neštetimi bakterijami<br />
v in na našem telesu? In da je to še bolj pestro pri govedu in pri termitih? Ali vemo, da je<br />
evkariotska celica sploh nastala s popolnim zlitjem dveh sobivajočih prokariontov? In da<br />
je šele tako nastala celica omogočila nastanek mnogoceličnosti? O takih sobivanjih bomo<br />
izvedeli še kaj več zanimivega. Zanimiva štorija je tudi poseljevanje dotlej povsem pustega<br />
kopnega iz vode; pri čemer so morale rastline utreti pot živalim. Zgodba zase je seveda<br />
nastanek človeka in njegovega povsem novega sveta.<br />
O kemijsko-fizioloških procesih<br />
v življenju zajedavskih gliv<br />
vemo le malo. Raziskave teh<br />
procesov namreč zelo otežujejo<br />
sim<strong>bio</strong>tični odnosi.<br />
------<br />
Anton De Bary (1831–1888),<br />
nemški kirurg, botanik,<br />
mikro<strong>bio</strong>log in mikolog<br />
Učili so me, da so do sedaj<br />
človeški možgani krona evolucije,<br />
vendar mislim, da so zelo slab<br />
sistem za preživetje.<br />
------<br />
Kurt Vonnegut mlajši,<br />
ameriški pisec romanov, satirik<br />
in likovni umetnik (1922 – 2007)<br />
v reviji The Observer (1987)<br />
Na dolgi rok je sim<strong>bio</strong>za<br />
uporabnejša od zajedavstva.<br />
Tudi bolj zabavna. Kar<br />
vprašajte mitohondrije.<br />
------<br />
Larry Wall (r. 1954),<br />
ameriški jezikoslovec,<br />
pisatelj in programer,<br />
začetnik programskega<br />
jezika Perl<br />
Evolucija življenja za Zemlji<br />
Napredek z združevanjem ali kako je nastala prava evkariontska celica<br />
• Arheje in bakterije z drugimi organizmi povezujejo različni sim<strong>bio</strong>tični odnosi<br />
• Endosim<strong>bio</strong>ntska teorija razloži nastanek kloroplastov in mitohondrijev<br />
• Izvor bičkov in migetalk ter jedra<br />
• Sekundarna endosim<strong>bio</strong>za<br />
Učinkovite sim<strong>bio</strong>ze so se razvile večkrat<br />
• Endosim<strong>bio</strong>za pri koralah<br />
• V lišajih se na različne načine sim<strong>bio</strong>tično povezujejo glive,<br />
cianobakterije in alge<br />
• Povezovanje istovrstnih evkariontov<br />
• Povezovanje evkariontskih celic v višje enote<br />
• Povezovanje mnogoceličnih organizmov v višje enote<br />
Poseljevanje kopnega je spet posledica gneče<br />
• Najprej živa hrana<br />
• Prve kopenske rastline so bile sorodne mahovom<br />
• Za rastlinjem še živali<br />
• Kopenski nevretenčarji<br />
• Končno še vretenčarji<br />
• Kot riba na kopnem<br />
Evolucijski razvoj človeka<br />
• Spremembe telesa, povezane s pokončno hojo<br />
• Druge spremembe, ki so posredno povezane s pokončno hojo<br />
• Razvoj človečnjakov – nevšečno sorodstvo?<br />
• Rod Homo izhaja iz zgodnje veje avstralopitekov<br />
• Razvoj vrste Homo sapiens<br />
• Psihosocialna raven je evolucijska novost<br />
Odgovorite na vprašanja.<br />
1. Katere so glavne značilnosti bakterij, arhej<br />
in evkariontov?<br />
2. V čem se (prave) rastline razlikujejo od<br />
mnogoceličnih alg?<br />
3. Opišite osnovne značilnosti mahov,<br />
praprotnic, semenk.<br />
4. Opišite osnovne značilnosti (živalskih<br />
debel).<br />
V dalnji prihodnosti vidim prostor<br />
za veliko pomembnejše raziskave.<br />
Psihologija bo dobila nove temelje,<br />
in sicer v nujno postopnem<br />
pridobivanju mentalnih sposobnosti<br />
in zmogljivosti. Osvetljen bo izvor<br />
človeka in njegov razvoj.<br />
------<br />
Charles Darwin (1809–1882),<br />
angleški naravoslovec, utemeljitelj<br />
teorijeo evoluciji, O nastanku vrst<br />
z naravnim izborom (1859)<br />
Uporabite svoje znanje<br />
Ključni pojmi<br />
biček<br />
cevnica<br />
endosim<strong>bio</strong>ntska teorija<br />
govor<br />
hitinjača<br />
inteligenca<br />
kloroplast<br />
kopuča (korm)<br />
kultura<br />
kutikula<br />
migetalka<br />
mikoriza<br />
mitohondrij<br />
molekulska ura<br />
možgani<br />
mutualizem<br />
notranje ogrodje<br />
organ<br />
pljuča<br />
pokončna hoja<br />
reža<br />
sim<strong>bio</strong>za<br />
tkivo<br />
vzdušnica (traheja)<br />
zadruga<br />
zajedavstvo (parazitizem)<br />
zarodek<br />
Na koncu učbenika<br />
Učbenik se zaključi s ključnimi pojmi iz<br />
posameznih poglavij, z odgovori na vprašanja<br />
in s stvarnim kazalom.<br />
SlovArček ključnih pojmov<br />
Alel Ena od oblik gena; gen ima<br />
lahko dva ali več alelov. Alel je na<br />
določenem mestu v kromosomu<br />
– na kromosomskem (genskem)<br />
lokusu. Diploiden posameznik<br />
ima za vsak gen lahko dva alela.<br />
Analogija Podobnost med<br />
dvema vrstama kot posledica<br />
konvergentnega razvoja in ne<br />
razvoja iz skupnega prednika.<br />
Avtotrof Organizem, ki lahko iz<br />
preprostih anorganskih molekul,<br />
kot sta CO2 in H2O, sintetizira<br />
organske molekule, ki jih porablja<br />
za svojo rast. Najpogostejši<br />
avtotrofi so fototrofi, ki to počno<br />
s fotosintezo, npr. zelene rastline.<br />
Biček Dolg in tanek, aktivno gibljiv<br />
izrastek celice z značilno zgradbo.<br />
Bički prokariontov in evkariontov<br />
se razlikujejo glede na zgradbo<br />
in naloge, ki jih opravljajo. Biček<br />
evkarionta je grajen enako kot<br />
migetalka.<br />
Biotska/<strong>bio</strong>tična raznovrstnost<br />
(<strong>bio</strong>diverziteta) Celota<br />
različnih organizmov v nekem<br />
okolju, ki vključuje genetsko<br />
raznovrstnost, raznovrstnost vrst<br />
in raznovrstnost ekosistemov.<br />
Biološka vrsta, koncept Definicija<br />
vrste kot skupine posameznikov,<br />
ki se v naravi med seboj uspešno<br />
parijo in so reproduktivno ločeni<br />
od podobnih skupin.<br />
Brstenje Nespolno razmnoževanje,<br />
pri katerem iz starševskega<br />
organizma poženejo izrastki.<br />
Ti se lahko odščipnejo in živijo<br />
neodvisno ali ostanejo pritrjeni in<br />
končno oblikujejo veliko kolonijo.<br />
Cepitev Način nespolnega<br />
razmnoževanja, pri katerem se<br />
starševska celica razdeli na dve,<br />
običajno genetsko identični<br />
hčerinski celici enake velikosti.<br />
Cevnica Rastlina s prevodnimi tkivi.<br />
Divergenca Pridobljene razlike po<br />
evolucijski ločitvi (npr. vrst).<br />
Deoksiribonukleinska kislina (DnA)<br />
Polimer deoksiribonukleotidov,<br />
povezanih s fosfodiestrskimi<br />
vezmi. Pri večini organizmov je<br />
prisotna v obliki dvojne vijačnice,<br />
sestavljene iz dveh polimernih<br />
molekul, enojnih verig, ki se<br />
druga drugi prilegata v nasprotni<br />
smeri.<br />
Domena Taksonomska kategorija,<br />
višja od kraljestva. Tri domene so<br />
Archaea, Eubacteria in Eukarya.<br />
Dominantnost Prevladujoča lastnost,<br />
posledica odnosa med aleli.<br />
Dominanten je alel oziroma<br />
fenotip, ki se v kombinaciji z<br />
drugimi aleli v heterozigotnih<br />
osebkih izraža kot prevladujoč.<br />
Dvodelno ime Dvodelno latinsko<br />
poimenovanje vrst, sestavljeno iz<br />
rodovnega in vrstnega dela.<br />
ekološka niša Večdimenzionalen<br />
prostor, v katerem vrsta<br />
udejanja vse svoje potrebe in<br />
vključuje habitat in delovanje<br />
organizma ter odnose z drugimi<br />
organizmi (npr. njegovo mesto<br />
v prehranskem spletu; ali je<br />
organizem plenilec, zajedavec ali<br />
plen).<br />
endosim<strong>bio</strong>za Sim<strong>bio</strong>tičen odnos,<br />
pri katerem en organizem živi<br />
znotraj drugega.<br />
Fenotip Izražena (gradbena,<br />
oblikovna, fiziološka, <strong>bio</strong>kemijska<br />
ali psihološka) manifestacija<br />
genetske lastnosti organizma;<br />
je posledica interakcije med<br />
njegovim genotipom (genetsko<br />
zasnovo) in okoljem.<br />
Filogenija Evolucijska zgodovina<br />
organizmov ali genov.<br />
Filogenetsko drevo Diagram, ki<br />
prikazuje evolucijsko zgodovino<br />
vrst ali drugih taksonov.<br />
Fosil (okamenina) Ohranjen ostanek<br />
ali odtis organizma, ki je živel v<br />
preteklosti.<br />
Genetski zdrs Naključna sprememba<br />
v frekvenci alelov med<br />
generacijama zaradi naključnih<br />
variacij pri razmnoževanju<br />
posameznikov v končno veliki<br />
populaciji.<br />
Genom Celoten genetski material<br />
v posamezni celici organizma<br />
(ali virusa). Pri diploidnih<br />
organizmih sestavljajo genom<br />
telesne celice dve garnituri<br />
jedrnih kromosomov ter genom<br />
organelov (mitohondrijev,<br />
plastidov). V haploidnih (tudi<br />
spolnih) celicah je le ena<br />
garnitura kromosomov. Pri<br />
mnogoceličarjih je genom<br />
praviloma v vseh telesnih celicah<br />
enak.<br />
Genotip Genetska zgradba<br />
organizma. Seštevek vseh celičnih<br />
alelov. Izraz pa se lahko nanaša<br />
tudi na posamezen gen ali<br />
manjšo skupino genov – alelne<br />
razlike med celicami/osebki<br />
pomenijo različne genotipe.<br />
Genski lokus Specifično mesto na<br />
kromosomu, kjer je gen za neko<br />
lastnost. V lokusu je prisoten<br />
eden od alelov gena.<br />
Genski sklad Vsi geni neke populacije<br />
v določenem času.<br />
heterozigot Diploiden organizem<br />
(celica) z različnima aleloma<br />
nekega gena (genskega lokusa).<br />
homologija Podobnost zaradi izvora<br />
iz skupnega prednika. V genetskih<br />
raziskavah se nanaša na gene, ki<br />
so v genomu na istih lokusih. V<br />
fenotipskih raziskavah se nanaša<br />
na znake ali stanja znakov, ki<br />
so prisotni v skupini vrst in pri<br />
njihovem skupnem predniku.<br />
homozigot Diploiden organizem<br />
(celica) z enakima garniturama<br />
kromosomov. Vsak gen je<br />
zastopan dvakrat z istim alelom.<br />
izmenjava generacij Življenjski<br />
krog, v katerem se izmenjujeta<br />
diploidna in haploidna ali spolna<br />
in nespolna generacija.<br />
uporABi Svoje ZnAnje A B C<br />
Nekoč smo<br />
bili mehurčki v morju, <br />
vesolje se razvija in mi v njem<br />
potem ribe, <br />
potem kuščarji in – –<br />
odgovorite na vprašanja.<br />
podgane in <br />
1 Razvoj je evolucija, torej razvoj živega sveta kot celote,<br />
potem opice in <br />
ki je predvsem prilagajanje in popestritev. Razvoj je<br />
stotine stvari vmes. <br />
tudi filogeneza, razvoj vrste v nove vrste, ki je osnova<br />
sorodnosti med njimi. Razvoj je tudi osebni razvoj<br />
Ta roka je bila nekoč plavut, <br />
osebka (ontogeneza) od spojka (zigote) skozi zarodek<br />
ta roka je nekoč imela kremplje. <br />
do spolne zrelosti in smrti.<br />
V naših ustih so bili volčji sekalci in <br />
2 Zvrstile so se pred<strong>bio</strong>tska (fizikalna in kemična),<br />
dletasti zobje zajca in <br />
<strong>bio</strong>tska in psihosocialna faza. Ob slednji še vedno<br />
meljaki kakor pri kravi. <br />
potekata tudi prejšnji.<br />
Naša kri je slana kot <br />
3 Glavni vir kisika v ozračju so fotoavtotrofni organizmi. morje, v katerem smo včasih živeli. <br />
Zato je delež kisika v atmosferi začel hitro naraščati,<br />
Ko se prestrašimo, se naši lasje naježijo, <br />
ko so se razvile cianobakterije. Prisotnost in delež<br />
kot se je nekoč dlaka, ki je prekrivala naša <br />
kisika pa sta spet življenjsko zelo pomembni lastnosti<br />
telesa.<br />
ozračja.<br />
Mi smo zgodovina. <br />
4 Ker tako definiramo naravo – kot tisto, česar ni ustvaril da ne – pogojno<br />
človek. Človek si je ustvaril umetno okolje.<br />
5 Vsi delni procesi v živem bitju potekajo na podlagi<br />
fizikalnih in kemijskih zakonitosti. Ne moremo se na<br />
primer izogniti delovanju sile teže. Snovi med seboj Biotska evolucija je spremenila naš<br />
reagirajo po enakih zakonitostih kot v neživi naravi. planet kako naj razumem evolucijo<br />
In navidezno upiranje zakonu entropije pri npr.<br />
izgrajevanju osebka in večanju pestrosti živega sveta<br />
odgovorite na vprašanja.<br />
gre lahko le na račun večanja entropije v okolju. A vse<br />
to se v živem svetu dogaja posebej organizirano.<br />
1 Tako označujemo danost, da v določenem prostoru<br />
lahko preživi določeno število osebkov neke vrste.<br />
6 Živo bitje je sistem, v katerem potekajo življenjski<br />
Omejena je zato, ker vsak osebek preprosto potrebuje<br />
procesi; torej osebek, ki živi. Je zaključen, omejen, pa<br />
in izrablja svoj delež okolja. Omejujoči so omejen<br />
vendar v obojesmernem odnosu z okoljem.<br />
prostor in omejeni razpoložljivi viri.<br />
Njegove bistvene značilnosti so celična zgradba (v<br />
podobi celice ali mnogoceličnega telesa) z genomom<br />
2 ‘Boljše’ so tiste lastnosti, ki olajšujejo preživetje. In<br />
in beljakovinskimi strukturami.<br />
tiste, ki dajo več možnosti za učinkovito reprodukcijo.<br />
Življenje je poseben sklop (povezanih in soodvisnih)<br />
3 V povprečju preživi na vsak osebek v populaciji po en<br />
procesov, ki omogočajo rast z asimilacijo ter<br />
osebek naslednjega rodu. Seveda velikost populacije<br />
samoreprodukcijo z dednostjo.<br />
med generacijami niha, a le okoli določene vrednosti.<br />
4 Ne zagotavlja zato, ker je veliko možnosti, da se osebek<br />
znajde ‘ob nepravem času na nepravem kraju’; v tem<br />
primeru lahko »pobere« tudi najbolje opremljene<br />
osebke.<br />
5 Osnova dednosti je dejstvo, da se mladi osebek razvije<br />
iz celice, v kateri je enak genom, kot so ga imeli starši.<br />
Genom pa je navodilo za izgrajevanje in delovanje<br />
osebka.<br />
14 15
Na pašnikih pogosto ostanejo rastline,<br />
Ekologija<br />
26 Organizmi v okolju<br />
Organizmi v okolju 27<br />
Zunanje in notranje okolje organizma se razlikujeta.<br />
Organizem je živ sistem, ki se odziva na dražljaje iz okolja, raste in se razmnožuje.<br />
Beseda izvira iz grške besede organon, kar pomeni inštrument.<br />
Zunanje okolje organizma se lahko močno dnevno in sezonsko spreminja,<br />
medtem ko notranje okolje ostaja bolj ali manj enako. Vzdrževanje stalnosti<br />
notranjega okolja v spremenljivem zunanjem okolju imenujemo<br />
homeostaza ( II, Kaj je življenje). Organizem vzdržuje homeostazo, tako<br />
da zaznava spremembe v okolju in se nanje odziva z morfološkimi, fiziološkimi<br />
in <strong>bio</strong>kemijskimi spremembami ter z različnimi vzorci vedenja.<br />
Uspešnost organizma ali skupine organizmov v danem okolju je<br />
odvisna od vseh dejavnikov okolja. Dejavnik, ki se po obsegu približuje<br />
meji strpnosti organizma ali jo celo presega, je omejujoči<br />
dejavnik. Obseg spreminjanja določenega okoljskega dejavnika, v<br />
katerem obstaja določena vrsta, je ekološka valenca. Ekološki optimum<br />
je obseg določenega okoljskega dejavnika, v katerem življenjski<br />
procesi nemoteno potekajo. Meje delovanja organizma v okviru<br />
določenega okoljskega dejavnika 44 predstavljata Okoljske ekološki razmere minimum postavljajo meje organizmom<br />
in maksimum.<br />
V postopku potrjevanja.<br />
Na voljo maja 2013!<br />
Avtorica:<br />
prof. dr. Alenka Gaberščik<br />
Recenzenta:<br />
doc. dr. Igor Zelnik in<br />
Nada Udovč Knežević<br />
Naslov učbenika se kar dobesedno nanaša na<br />
ekologijo – iz grških besed oikos (domovanje,<br />
hiša, prostor za bivanje) in logos (beseda, govor,<br />
znanost). Avtorica na zanimiv način popelje<br />
dijaka skozi ekologijo kot vedo, skozi organizme v<br />
okolju, okoljske razmere, razmerja med organizmi<br />
in kroženje snovi. Predstavi tudi nekaj primerov<br />
zgradbe in delovanja ekosistemov.<br />
Rdeča nit celotne knjige je Cerkniško jezero, h<br />
kateremu se avtorica večkrat vrača, saj je predmet<br />
njenih dolgoletnih znanstvenih raziskav. Obsežen<br />
del učbenika je sicer vezan na izbirne vsebine Človek<br />
in naravni viri, vendar je razumevanje umestitve<br />
človeka v okolje z vsemi pozitivnimi in negativnimi<br />
posledicami nujno prav za vsakega dijaka.<br />
Ker so ekološke vsebine v veliki meri sinteza vsebin<br />
predhodnih učbenikov na višji ravni, jih dijak ne<br />
more razumeti brez poznavanja <strong>bio</strong>logije celice,<br />
genetike, zgradbe in delovanja organizmov ter<br />
evolucije. Da bi se avtorica izognila podvajanju<br />
vsebin, zanimive primere, predhodno razložene<br />
v drugih učbenikih, predstavlja predvsem v<br />
slikovnem gradivu, za temeljitejšo razlago<br />
pa bralca napoti na predhodne učbenike.<br />
Na sliki je primer strpnostne krivulje<br />
glede na okoljske temperature.<br />
odziv vrste<br />
propad<br />
organizma<br />
organizma<br />
ni<br />
ekološki minimum<br />
nizke<br />
preživetje<br />
spodnja meja strpnosti<br />
rast<br />
TUDI V BREZPLAČNI E-OBLIKI!<br />
Strpnost organizma prikažemo<br />
s strpnostno krivuljo<br />
Organizmi v okolju večinoma živijo v razmerah, kjer je nečesa preveč<br />
(na primer soli, vode, svetlobe), ali premalo (na primer vode,<br />
svetlobe, kovin). Prilagojenost organizmu omogoča, da preživi znotraj<br />
skrajnih mej različnih okoljskih dejavnikov. Strpnost organizma<br />
do določenega okoljskega dejavnika lahko grafično prikažemo s<br />
strpnostno krivuljo. Na osi x je okoljski dejavnik, medtem ko je na<br />
osi y dejavnost vrste. Osrednji del krivulje je optimalno območje<br />
okoljskega dejavnika, kjer ima organizem največji odziv in se uspešno<br />
razmnožuje. Levo in desno od optimuma sta območji, kjer organizem<br />
raste in se razvija, vendar se ne razmnožuje. Skrajna dela<br />
krivulje predstavljata meje preživetja organizma.<br />
ekloška valenca<br />
optimalno<br />
območje<br />
največja<br />
prilagojenost<br />
temperatura okolja<br />
zgornja meja strpnosti<br />
rast<br />
preživetje<br />
propad<br />
organizma<br />
organizma<br />
ni<br />
ekološki maksimum<br />
visoke<br />
strpnost<br />
nizke<br />
temperature<br />
gradient okoljskega dejavnika<br />
Prilagoditve organizma ali adaptacije<br />
visoke<br />
temperature<br />
Meje strpnosti organizmov so odvisne od njihove prilagojenosti<br />
na okoljske danosti. Posamezne vrste imajo različne vedenjske,<br />
morfološke, <strong>bio</strong>kemijske in fiziološke lastnosti, ki so se ohranile<br />
v procesu naravnega izbora. Te lastnosti omogočajo ali povečajo<br />
organizmom možnost preživetja v določenem okolju, pod vplivom<br />
različnih živih in neživih dejavnikov. Imenujemo jih prilagoditve<br />
ali adaptacije. Prilagoditve povečajo strpnost do dejavnikov okolja<br />
Velblod<br />
(na primer sevanja, temperature, vlažnosti, slanosti, vetra, paše),<br />
izboljšajo izrabo virov (sevanja, vode, hranil) in odnos organizma<br />
do drugih organizmov (na primer partnerjev, zajedavcev in plenilcev).<br />
Delovanje različnih okoljskih dejavnikov v ekosistemu je lahko<br />
sinergistično ali pa nasprotno, zato so dejanske prilagoditve organizma<br />
kompromis odzivov na posamezne dejavnike.<br />
V kolikor en okoljski dejavnik ni optimalen za razvoj organizma, se<br />
strpnost tudi za druge lahko zmanjša. Na primer, če rastlina, ki sicer<br />
uspeva na odprtih rastiščih, raste v senci, bo bolj občutljiva na okužbe,<br />
kar bo prizadelo njeno rast. Pogosto se tudi zgodi, da organizmi v<br />
naravi ne živijo v okviru optimuma določenega okoljskega dejavnika,<br />
ker jim drugi dejavniki to preprečujejo. Tak dejavnik je tudi prisotnost<br />
vrst, ki so uspešnejše pri izkoriščanju virov. Nekatere rastlinske<br />
vrste, ki rastejo na hranilno revnih tleh, bi lahko živele na bogatejših,<br />
vendar le v odsotnosti vrst, ki rastejo na hranilno bogatih tleh, ki<br />
rastejo hitreje, saj bi jih te izpodrinile.<br />
Velblod<br />
Pogled na gorski pašnik odkriva veliko<br />
mozaičnost površine, saj pašne živali<br />
izbirajo svojo hrano in se nekaterim<br />
rastlinam izogibajo.<br />
Strpnost organizma se spreminja<br />
glede na okoljske razmere. Krivulje<br />
prikazujejo obseg dejavnosti organizma<br />
v različnih okoljskih razmerah.<br />
44 Okoljske razmere postavljajo meje organizmom<br />
Okoljske razmere postavljajo meje organizmom 45<br />
Nekatere živali, kot so na primer kotačniki, počasniki in talne gliste,<br />
lahko preživijo popolno izsušitev.<br />
Na pomanjkanje vode so odlično prilagojeni tudi velblodi. Naenkrat<br />
lahko popijejo ogromne količine vode, tudi od 70 do 100 litrov.<br />
Kadar jim vode primanjkuje, jo lahko pridobijo z oksidacijo maščobe<br />
v grbi ( I, Celično dihanje). Vodo dobro izkoristijo, saj so njihovi<br />
izločki močno koncentrirani ( II, Uravnavanje sestave telesnih<br />
tekočin). Pregretje dobro prenašajo in njihova telesna temperatura<br />
se lahko nekoliko spreminja glede na dan in noč.<br />
Spreminjanje okoljskih dejavnikov<br />
povzroča spremembe v številčnosti<br />
pojavljanja vrst<br />
Okoljske razmere vplivajo na številčnost posameznih vrst na določenem<br />
območju. Na primer na visokogorskem pašniku lahko<br />
opazujemo vplive paše na prisotnost rastlinskih vrst. Pašne živali<br />
pašnik teptajo in z izločki gnojijo. Največji vpliv pa ima objedanje,<br />
ki povzroči uničenje celotne rastline ali njenih delov. Rastline, ki<br />
sobivajo s pašnimi živalmi, se uničenju izognejo na različne načine.<br />
Nekatere imajo poseben način rasti in hitro nadomeščajo objedena<br />
tkiva, na primer trave. Druge izdelujejo različne strupene, neužitne<br />
ali neokusne snovi, to so na primer materina dušica, rosnik, šentjanževka<br />
in kislica. Spet tretje pa se pred plenilci zaščitijo s trni ali<br />
bodicami kot na primer osat in bodeča neža. Raziskave so pokazale,<br />
da se po opustitvi paše zmanjša delež trav ter poveča številčnost in<br />
pestrost dvokaličnic.<br />
Pogled na gorski pašnik odkriva veliko<br />
mozaičnost površine, saj pašne živali<br />
izbirajo svojo hrano in se nekaterim<br />
rastlinam izogibajo.<br />
Nekatere živali, kot so na primer kotačniki, počasniki in taln<br />
lahko preživijo popolno izsušitev.<br />
Na pomanjkanje vode so odlično prilagojeni tudi velblodi. N<br />
krat lahko popijejo ogromne količine vode, tudi od 70 do 1<br />
Kadar jim vode primanjkuje, jo lahko pridobijo z oksidacijo<br />
be v grbi ( I, Celično dihanje). Vodo dobro izkoristijo, saj s<br />
vi izločki močno Kazalka koncentrirani nakazuje podobno ( II, Uravnavanje sestave t<br />
tekočin). Pregretje tematiko dobro v drugih prenašajo poglavjih in njihova ali telesna temp<br />
se lahko nekoliko učbenikih spreminja iste učbeniške glede na serije. dan in noč.<br />
Spreminjanje okoljskih dejavnikov<br />
povzroča spremembe v številčnosti<br />
pojavljanja vrst<br />
V barvno ločenih okvirjih so<br />
predstavljeni primeri, ki dopolnjujejo<br />
glavno besedilo, so del maturitetnih<br />
ali izbirnih vsebin ali ponujajo<br />
dodatno razlago.<br />
Okoljske razmere vplivajo na številčnost posameznih vrst n<br />
ločenem območju. Na primer na visokogorskem pašniku la<br />
opazujemo vplive paše na prisotnost rastlinskih vrst. Pašne<br />
pašnik teptajo in z izločki gnojijo. Največji vpliv pa ima obje<br />
Spremembe številčnosti in pojavljanja vrst pa so povezane tudi s<br />
spremembami sezonskih vzorcev temperature, vlažnosti in sončevega<br />
povzroči sevanja ter z nenadnim uničenje pojavljanjem neugodnih celotne razmer in rastline ali njenih delov. Rastli<br />
ki<br />
različnih motenj, kot so požari in poplave. Na območju Cerkniškega<br />
jezera, na primer, se v različnih letih vodne razmere zelo razlikujejo,<br />
zato se pojavljajo tudi velike razlike v številčnosti nekaterih<br />
sobivajo s pašnimi živalmi, se uničenju izognejo na različne<br />
vrst rastlin in živali. V letih z višjimi vodostaji so razmere ugodne<br />
Nekatere za razvoj rastlinskega planktona, imajo parožnic, poseben klasastega rmanca, rumenega<br />
blatnika, vodne dresni in prave potočarke, medtem ko se<br />
način rasti in hitro nadomeščajo o<br />
v letih z nižjimi vodostaji bolj številčno pojavljajo močvirski grint,<br />
tkiva,<br />
širokolistna koščica<br />
na<br />
in<br />
primer<br />
številne amfibijske<br />
trave.<br />
rastline, kot so na<br />
Druge<br />
primer<br />
izdelujejo različne strupene, n<br />
božja milost, česnov vrednik in vodna meta. Spremembe se pojavljajo<br />
v neokusne številčnosti nekaterih vrst snovi, rib, pa tudi ptic, to ki gnezdijo so na na primer materina dušica, rosnik<br />
ali<br />
območju poplav. Pravimo, da se številčnost populacij različnih vrst<br />
organizmov spreminja.<br />
Mladoletnice so žuželke s popolno preobrazbo,<br />
tjanževka in kislica. Spet tretje katerih pa ličinke se in bube živijo pred v vodi. Ličinke plenilci zaščitijo<br />
pogosto živijo v raznovrstnih tulcih, ki jih<br />
izdelajo iz različnih materialov – delcev peska,<br />
bodicami kot na primer osat in<br />
vejic in<br />
bodeča<br />
listja. Na sliki so ličinke<br />
neža.<br />
mladoletnic, ki<br />
Raziskave so p<br />
so ostale na kopnem, ko je voda odtekla.<br />
da se po opustitvi paše zmanjša delež trav ter poveča števi<br />
pestrost dvokaličnic.<br />
Navadno je Cerkniško jezero poleti suho, jeseni in spomladi pa se napolni z<br />
vodo. Včasih se zgodi, da voda poleti ne odteče ali pa se jezero ponovno napolni.<br />
Nenadejane spremembe na višku sezone lahko motijo organizme, ki tam živijo.<br />
Ljudje na območju Cerkniškega jezera živijo z<br />
jezerom. Vsako leto, ko voda presiha, rešujejo<br />
ribe.<br />
Učbenik prinaša:<br />
• 208 strani formata 19,7 x 26,5 cm<br />
• 17 poglavij in 38 podpoglavij<br />
• 281 fotografij<br />
• 35 ilustracij in shematskih prikazov<br />
• 62 okvirčkov z dodatno vsebino<br />
Več na zadnji strani <strong>katalog</strong>a<br />
a<br />
Na pašnikih pogosto ostanejo rastline,<br />
ki imajo dobro zaščito pred rastlinojedci.<br />
Takšne rastline so na primer preobjeda (a),<br />
volnati osat (b), plahtica ali rosnik (c).<br />
a<br />
b<br />
c<br />
Bodeča neža napoveduje vreme.<br />
Bodeča neža ali brezstebelna kompava ima pritlično rozeto bodečih<br />
listov in dobro zaščiteno socvetje (košek), saj so tudi ovojkovi listi polni<br />
ostrih trnov. Njeno socvetje se odziva na vlažnost zraka, zato jo po<br />
ljudskem izročilu uporabljajo za napoved vremena. Široko odprta socvetja<br />
napovedujejo lepo vreme, ko pa se vlažnost zraka povečuje, se socvetja<br />
zaprejo.<br />
Bodeča neža s široko odprtim socvetjem<br />
napoveduje lepo vreme.<br />
b<br />
16 17<br />
c
184 Trajnostni razvoj<br />
Trajnostni razvoj 185<br />
198 Slovarček ključnih pojmov<br />
200 Uporabi svoje znanje<br />
Ekologija struktura učbenika<br />
Organizmi živijo<br />
v populacijah<br />
Rast človeške populacije je eksponentna. Največji porast smo zabeležili v preteklem<br />
Uvod v učbenik in njegov zaključek<br />
Prva in zadnja stran učbenika, pred<br />
začetkom in po končanem »uradnem«<br />
besedilu, prinašata motivacijski fotografiji<br />
s tematsko povezanima citatoma.<br />
Uvod v vsako poglavje<br />
Vsako poglavje začne uvodna dvojna stran,<br />
ki prinaša vsebinsko povezano fotografijo,<br />
motivacijsko besedilo, podkrepljeno s citati,<br />
ključne pojme in vse podnaslove znotraj poglavja.<br />
stoletju, ko se je v le 40 letih, od leta 1950 do 1990, populacija ljudi povečala z dveh in pol<br />
na pet milijard. Podvojitev je zahtevala celo manj časa, kot je povprečna življenjska doba<br />
ljudi. Populacija še vedno narašča. Vsak dan se v času ene šolske ure na planetu rodi več<br />
kot 10.000 osebkov naše vrste, kar pomeni približno tri rojstva vsako sekundo. Takšna rast<br />
prebivalstva pa je na planetu, kjer so prostor in viri omejeni, dolgoročno nemogoča, saj<br />
na rast človeške populacije vplivajo isti dejavniki kot na druge vrste, ki bivajo na Zemlji.<br />
Tako je tudi povečevanje števila ljudi odvisno od gostote osebkov in znotrajvrstnega<br />
tekmovanja, razpoložljivosti virov ter okoljskih razmer, vključno s prisotnostjo drugih<br />
vrst. Ljudje smo v medsebojnem tekmovanju bolj ali manj uspešni, v tekmovanju za vire<br />
in prostor pa izpodrivamo druge vrste. Kljub temu danes približno polovica svetovnega<br />
prebivalstva živi v revščini, petina nima zadostne količine hrane, spreminjajo pa se tudi<br />
razmere za življenje.<br />
Končen planet lahko vzdržuje<br />
le določeno velikost (človeške)<br />
populacije. Zato se mora rast<br />
populacije približati ničli.<br />
------<br />
Garrett James Hardin (1915–2003),<br />
ameriški ekolog<br />
Ključni pojmi<br />
nosilnost okolja<br />
populacija<br />
populacijska dinamika<br />
Populacija je osnovna ekološka enota<br />
• Zgradbo populacije opišemo z gostoto, porazdelitvijo ter starostno in spolno sestavo<br />
• Na dogajanje v populaciji vplivajo rodnost, smrtnost ter doseljevanje in odseljevanje osebkov<br />
• Spreminjanje številčnosti populacij je posledica spreminjanja okoljskih danosti<br />
• Prostorske potrebe osebkov in populacij so različne za različne vrste<br />
• Populacije različnih vrst uspešno sobivajo<br />
Dva vsebinska dela<br />
Poglavja o varstvu okolja in vplivu človeka<br />
na naravo bralca nikakor ne pustijo<br />
ravnodušnega. Nasprotno – bralca se<br />
dotaknejo in na ta način prispevajo k<br />
ozaveščanju mladih o resnosti okoljskih<br />
problemov, saj le tako lahko še pravočasno<br />
spremenimo vrednostni sistem večine.<br />
V učbeniku je jasno razvidna avtoričina<br />
skrb za odnos mladih do okolja, ki izhaja<br />
iz zavedanja, da je sprememba vrednot pogoj<br />
za kolektivno spremembo načina življenja in<br />
boljše gospodarjenje z ekosistemi v prihodnje.<br />
Učbenik je notranje razdeljen na dva dela –<br />
o ekologiji kot vedi in o človekovem vplivu na<br />
okolje. Uvodna dvojna stran posameznega<br />
dela prinaša motivacijsko fotografijo in izbrane<br />
tematsko povezane citate.<br />
Prvi del:<br />
Ekologija<br />
Na koncu poglavja<br />
Zadnji strani poglavja sta grafično oblikovani<br />
kot mapa s ključnimi spoznanji tega poglavja in<br />
rubriko Uporabite svoje znanje, ki prinaša nekaj<br />
vprašanj za utrjevanje znanja in zahtevnejša<br />
vprašanja za razmislek.<br />
Ključna spoznanja v tem poglavju<br />
Uporabite svoje znanje<br />
☞ Trajnostni razvoj pomeni gospodarjenje<br />
na način, ki omogoča zadovoljitev<br />
prevoz, začasno skladiščenje, predelavo in<br />
☞ Ravnanje z odpadki vključuje zbiranje,<br />
Odgovorite na vprašanja.<br />
Premislite, opazujte, raziščite.<br />
osnovnih potreb sedanje družbe, ne da bi<br />
odstranjevanje na varen način.<br />
1. Kaj je trajnostni razvoj?<br />
• V naravi veljajo načela trajnosti.<br />
zmanjšali možnosti prihodnjim generacijam.<br />
Pogoj za udejanjanje trajnostnega ra-<br />
☞ Dobro gospodarjenje z odpadki pome-<br />
2. Kateri so glavni pogoji za udejanjanje<br />
Razložite, zakaj.<br />
zvoja ni samo enakost med generacijami,<br />
ni preprečevanje nastajanja odpadkov,<br />
trajnostnega razvoja?<br />
• Ocenite, koliko odpadkov imate pri vas<br />
ampak tudi med ljudmi, ki danes naseljujemo<br />
Zemljo.<br />
škodljivih vplivov na okolje ter pravilno<br />
3. Kaj je odpadek?<br />
zmanjševanje količin, zmanjševanje<br />
doma (na dan, na teden).<br />
ravnanje z odpadki. Za učinkovito izrabo<br />
• Zakaj je treba ločevati odpadke?<br />
☞ Trajnost ne pomeni le ohranjanja stanja,<br />
ampak trajno ohranjanje procesov,<br />
(brez vpliva človeka)?<br />
• Na kakšen način lahko zmanjšamo količino<br />
odpadkov je potrebno ločeno zbiranje.<br />
4. Kaj so odpadki v naravnih sistemih<br />
ki temeljijo na življenjskih združbah ter ☞ Pri nakupih in uporabi dobrin bodimo<br />
odpadkov?<br />
omogočajo nemoten pretok energije in<br />
pozorni na: izvor in dostopnost materiala,<br />
5. Kaj je glavni vzrok za nastajanje odpadkov?<br />
kroženje snovi. Pri tem je ključno, da obnovljive<br />
vire uporabljamo tako, da hitrost<br />
njene izdelave oziroma pridelave, učinke,<br />
6. Kakšne postopke vključuje dobro<br />
ki sestavlja dobrino, postopek in mesto<br />
• Kaj menite o potrošništvu?<br />
izrabe ne presega obnove.<br />
ki jih imajo izdelava, uporaba in razgradnja<br />
dobrine na okolje, naravo in ljudi<br />
za svoje življenje.<br />
gospodarjenje z odpadki?<br />
• Razmislite, kaj resnično potrebujete<br />
☞ V naravi snovi krožijo in vsak odpadek<br />
ter spoštovanje pravic ljudi, ki so dobrino<br />
je tudi vir. Z vidika trajnosti je pomembno<br />
tudi ravnanje z odpadki, saj vnašanje<br />
izdelali oziroma pridelali.<br />
odpadnih snovi v okolje ne sme preseči ☞ Tehnologija je lahko učinkovito orodje<br />
zmožnosti okolja, da sprejme odpadne<br />
za dosego našega najpomembnejšega<br />
snovi.<br />
cilja, živeti kakovostno življenje. To pa je<br />
mogoče le v kakovostnem okolju, z vsemi<br />
☞ Odpadek je vsaka snov ali predmet, ki ga<br />
živimi in neživimi dejavniki.<br />
ne moremo (ali ne želimo) uporabiti in<br />
ga zavržemo. Poglavitni vzrok za nastajanje<br />
odpadkov je prekomerna potrošnja<br />
podlagi dobrega poznavanja zgradbe in<br />
☞ Trajnostno gospodarjenje je mogoče le na<br />
dobrin. Prekomerna potrošnja povečuje<br />
delovanja naravnih sistemov.<br />
tudi rabo energije in virov, njihova proizvodnja<br />
pa lahko temelji tudi na izkoriščanju<br />
delovne sile.<br />
doc. dr. Igor Zelnik,<br />
Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani<br />
Drugi del:<br />
Ljudje<br />
voje okolje<br />
sspreminjamo<br />
Na koncu učbenika<br />
Učbenik se zaključi s ključnimi pojmi iz<br />
posameznih poglavij, z odgovori na vprašanja<br />
in s stvarnim kazalom.<br />
SlovArček ključnih pojmov<br />
Adaptacije Vedenjske, morfološke,<br />
<strong>bio</strong>kemijske in fiziološke lastnosti<br />
organizma, ki so se ohranile v<br />
procesu naravnega izbora in<br />
omogočajo ali povečajo možnost<br />
preživetja organizma v določenem<br />
okolju, pod vplivom različnih živih<br />
in neživih dejavnikov.<br />
Aklimatizacija Povečevanje<br />
zmožnosti organizma za<br />
preživetje sprememb okoljskih<br />
danosti v okviru genskih danosti<br />
organizma oziroma v okviru<br />
njegovih adaptacij.<br />
Biocenoza (življenjska združba)<br />
Skupnost vseh živih organizmov v<br />
ekosistemu.<br />
Bioindikator Vrsta ali skupina vrst<br />
organizmov, ki jo uporabimo<br />
za sledenje stanja okolja ali<br />
ekosistema. Bioindikatorji nam<br />
pokažejo skupne učinke različnih<br />
onesnaževal v ekosistemu in tudi<br />
približen čas njihove prisotnosti<br />
s spremembami delovanja,<br />
obnašanja ali s kemisjkimi<br />
spremembami.<br />
Biotop (življenjski prostor) je neživi<br />
del ekosistema, ki obsega fizično<br />
okolje organizmov.<br />
Biotska pestrost (<strong>bio</strong>tična oziroma<br />
<strong>bio</strong>tska raznovrstnost,<br />
<strong>bio</strong>diverziteta) Raznolikost<br />
življenja, ki vključuje pestrost<br />
vseh ravni življenja: znotrajvrstno<br />
in vrstno pestrost ter pestrost<br />
ekosistemov.<br />
Conacija Pasovno pojavljanje združb<br />
zaradi značilnosti območja, kjer se<br />
eden ali več dejavnikov postopno<br />
spreminja, kot na primer s<br />
povečevanjem nadmorske višine,<br />
globine vode, ravni talne vode,<br />
slanosti in podobno.<br />
Dejavniki okolja (okoljski dejavniki)<br />
Vsi dejavniki, ki delujejo na žive<br />
organizme na določeni lokaciji.<br />
Delimo jih na nežive (a<strong>bio</strong>tske) in<br />
žive (<strong>bio</strong>tske).<br />
ekolog Znanstvenik, ki deluje na<br />
področju ekologije.<br />
ekologija Znanstveno področje<br />
<strong>bio</strong>logije, ki proučuje odnose med<br />
živimi organizmi in okoljem (živim<br />
in neživim), njihove prilagoditve<br />
na razmere, v katerih živijo, ter<br />
vzorce porazdelitve in bogastva<br />
živih organizmov.<br />
ekološka niša Večdimenzionalen<br />
prostor, v katerem vrsta<br />
udejanja vse svoje potrebe in<br />
vključuje habitat in razširjenost<br />
organizma, njegovo delovanje<br />
organizma (na primer njegovo<br />
mesto v prehranskem spletu) ter<br />
medsebojne odnose z drugimi<br />
organizmi (na primer, ali je<br />
organizem plenilec ali zajedavec).<br />
ekološka sukcesija (ekološko<br />
zaporedje) Postopno in na videz<br />
usmerjeno spreminjanje združbe<br />
na določenem območju.<br />
ekološka učinkovitost Delež prenosa<br />
energije z ene prehranjevalne<br />
ravni na drugo.<br />
ekološki odtis Odraz trenutne<br />
potrebe ljudi na določenem<br />
območju po površini glede na<br />
zmožnost obnove območja<br />
oziroma njegovo <strong>bio</strong>kapaciteto.<br />
ekosfera Vsa živa bitja na Zemlji in<br />
njihova medsebojna razmerja,<br />
vključno z njihovo povezavo s<br />
pedosfero, litosfero, hidrosfero in<br />
atmosfero.<br />
ekosistem Skupnost vseh<br />
organizmov, ki živijo na<br />
določenem območju skupaj z<br />
njihovim fizičnim okoljem.<br />
ekosistemska pestrost Pestrost<br />
habitatov, združb in ekoloških<br />
procesov v ekosistemih.<br />
ekosistemske storitve Vse koristi,<br />
ki jih imamo ljudje od narave, in<br />
vključujejo vse procese in snovi,<br />
ki nam omogočajo življenje.<br />
Ekosistemske storitve delimo<br />
na podporne, ker ustvarjajo<br />
snovno osnovo za naše življenje,<br />
vzdrževalne, preskrbovalne in<br />
socialne oziroma kulturne.<br />
ekoton Prehod med dvema<br />
ekosistemoma; ima posebno<br />
zgradbo.<br />
Fenotipska gnetljivost Obseg<br />
zmožnosti organizma za<br />
spreminjanje fenotipa.<br />
Fotosinteza Proces, v katerem<br />
rastline in nekatere bakterije z<br />
uporabo energije sonca iz CO2<br />
in vode izdelujejo organske<br />
molekule.<br />
Gensko spremenjen organizem<br />
Organizem, v katerega genom<br />
smo vnesli molekulo oziroma<br />
molekule DNA nekega drugega<br />
organizma. S tem lahko pridobi<br />
novo lastnost oziroma se<br />
spremenijo njegove lastnosti.<br />
habitat Življenjski prostor<br />
vrste, kjer okoljske razmere<br />
omogočajo njeno preživetje in<br />
razmnoževanje.<br />
invazivna tujerodna vrsta Po<br />
definiciji Konvencije o <strong>bio</strong>loški<br />
raznovrstnosti tujerodna vrsta,<br />
ki se je ustalila in se širi ter s tem<br />
ogroža ekosisteme, habitate<br />
ali vrste. Definicija invazivne<br />
tujerodne vrste, ki jo uporablja<br />
Svetovna zveza za varstvo<br />
narave (IUCN), je širša in kot<br />
invazivne obravnava tujerodne<br />
vrste, ki ogrožajo zdravje ljudi,<br />
gospodarstvo in/ali domorodno<br />
bi otsko raznovrstnost.<br />
koevolucija Sočasni razvoj dveh ali<br />
več vrst, ki so v medsebojnem<br />
razmerju in navadno poteka<br />
v smeri, da postane razmerje<br />
vzajemno koristno.<br />
motnje Vsakršna fizična sila, ki<br />
povzroči poškodbe in umiranje<br />
organizmov. So naravne ali pa<br />
jih povzročamo ljudje. Naravne<br />
motnje so ogenj, paša, veter,<br />
spremembe vodostaja, valovanje,<br />
močan tok in vulkanski izbruhi.<br />
mutualizem Vzajemen pozitiven<br />
odnos med dvema vrstama, ki<br />
nastane na ravni organizma ali<br />
uporABi Svoje ZnAnje<br />
kaj je ekologija?<br />
1 Ekologija je znanstveno področje <strong>bio</strong>logije, ki proučuje<br />
odnose med živimi organizmi in okoljem (živim in<br />
neživim), njihove prilagoditve na razmere, v katerih<br />
živijo, ter vzorce porazdelitve in bogastva živih<br />
organizmov.<br />
2 Ekologija združuje in nadgrajuje znanja različnih<br />
področij <strong>bio</strong>logije in sorodnih znanosti. Ekologija<br />
v svojih raziskavah uporablja izsledke osnovnih<br />
področij <strong>bio</strong>logije (molekulska, strukturna in razvojna<br />
<strong>bio</strong>logija, genetika) ter znanja o posameznih skupinah<br />
organizmov (rastline – botanika, živali – zoologija,<br />
mikroorganizmi – mikro<strong>bio</strong>logija). Ekološko znanje<br />
predstavlja izhodišče za trajnostno in preudarno<br />
gospodarjenje z ekosistemi in naravnimi viri ter za<br />
varovanje okolja in ohranjanje narave.<br />
3 Sistem je abstrakcija dejanskega sveta. Deli sistema<br />
so med povezani, tako da sistem deluje. Za delovanje<br />
sistema je potrebna gonilna sila ali vir energije. Sistemi<br />
so lahko popolnoma ločeni od širšega okolja (izolirani),<br />
zaprti ali odprti.<br />
4 Predmet proučevanja ekologije so večji sistemi; to so<br />
vrste, populacije, ekosistemi ter njihova umeščenost v<br />
krajini.<br />
5 Znanje o značilnostih okolja in mehanizmih, ki<br />
poganjajo procese v naravi, nam omogoča, da<br />
razumemo, kako okolje deluje in zagotavlja, da učinki<br />
našega delovanja na naravo ne motijo procesov in<br />
ne povzročajo škode. Ekološko znanje predstavlja<br />
izhodišče za trajnostno in preudarno gospodarjenje z<br />
ekosistemi in naravnimi viri ter za varovanje okolja in<br />
ohranjanje narave.<br />
6 Na izsledkih ekološke znanosti temeljijo ohranitvena<br />
<strong>bio</strong>logija, varstvo okolja in narave, krajinska ekologija,<br />
gospodarjenje z ekosistemi, uporabni pa so tudi v<br />
gozdarstvu, kmetijstvu in <strong>bio</strong>tehnologiji.<br />
organizmi v okolju<br />
1 Habitat je življenjski prostor vrste, kjer okoljske<br />
razmere omogočajo njeno preživetje in<br />
razmnoževanje.<br />
2 Homeostaza je vzdrževanje stalnosti notranjega<br />
okolja v spremenljivem zunanjem okolju. Organizem<br />
vzdržuje homeostazo, tako da zaznava spremembe v<br />
okolju in se nanje odziva z morfološkimi, fiziološkimi<br />
in <strong>bio</strong>kemijskimi spremembami ter z različnimi vzorci<br />
obnašanja.<br />
3 Na osi x je okoljski dejavnik, medtem ko je na osi y<br />
dejavnost vrste na okoljski dejavnik. Osrednji del<br />
krivulje je optimalno območje okoljskega dejavnika,<br />
kjer ima organizem največji odziv in se uspešno<br />
razmnožuje. Levo in desno od optimuma sta območji,<br />
kjer organizem raste in se razvija, vendar se ne<br />
razmnožuje. Skrajna dela krivulje predstavljata meje<br />
preživetja organizma.<br />
4 Prilagoditve ali adaptacije so vedenjske, morfološke,<br />
<strong>bio</strong>kemijske in fiziološke lastnosti vrste, ki so se<br />
ohranile v procesu naravnega izbora in omogočajo<br />
organizmom preživetje v določenem okolju, pod<br />
vplivom različnih živih in neživih dejavnikov.<br />
5 Prilagojenost organizmom omogoča sobivanje z<br />
drugimi organizmi ter učinkovito izrabo virov in<br />
energije v danih razmerah.<br />
6 Hitre spremembe okoljskih danosti pomenijo grožnjo<br />
za obstoj vrst, saj le-te niso prilagojene na nove<br />
razmere. Bolj so ogroženi specialisti oziroma vrste z<br />
ozko ekološko valenco.<br />
7 Učinkovitost glede prilagojenosti organizmov<br />
osebka na bivanjske razmere merimo z uspešnostjo<br />
razmnoževanja.<br />
8 V spreminjajočem okolju organizmom omogoča<br />
preživetje velika fenotipska gnetljivost in zmožnost<br />
izogibanja neugodnim razmeram.<br />
okoljske razmere postavljajo<br />
meje organizmom<br />
1 Glede na način privzema ogljika organizme delimo na<br />
avtotrofe in heterotrofe.<br />
2 Učinkovit privzem ogljikovega dioksida omogočajo<br />
različne morfološke, <strong>bio</strong>kemijske in fiziološke<br />
prilagoditve. Med slednjimi sta tudi fotosinteza C4 in<br />
CAM.<br />
3 Rubisko je karboksilaza in oksigenaza, saj<br />
katalizira vezavo CO2 v Calvinov cikel in O2 v proces<br />
fotorespiracije. Zaradi dvojne vloge rubiska se lahko<br />
fotosinteza močno zmanjša.<br />
Poseben dodatek<br />
Poseben dodatek učbenika je namišljeni razgovor<br />
med učiteljem in dijaki nekje v prihodnosti o<br />
usodi našega planeta in razmišljvanje o položaju<br />
človeške družbe v današnjem svetu.<br />
Štejemo leto 2040. Dijaki sedijo na vrtu, ki je prava oaza sredi urbanih površin, in se<br />
pogovarjajo s svojim učiteljem. Videti so zadovoljni, čeprav so njihovi obrazi nekoliko<br />
zmedeni. Pogovor teče o nedavni zgodovini človeštva. Ne gre jim v glavo, na kakšen<br />
način in kako so predhodniki tako zelo uničili ta planet. Že od mladih nog spoznavajo<br />
organizme in procese v naravi. Do narave in virov čutijo občudovanje, spoštovanje in<br />
hvaležnost. Živijo v težkih časih in dostopnost dobrin še zdaleč ni samoumevna.<br />
Kaj je pravzaprav povzročilo globalno spreminjanje okolja?<br />
Dolgo je že tega, ko se je večinska kultura ljudi odločila, da ne bo več<br />
neposredno odvisna od muhaste narave in trenutne dostopnosti naravnih virov.<br />
Zato so začeli hrano pridelovati sami in si ustvarjati zaloge. To je v tolikšni meri<br />
spremenilo njihovo življenje, da smo ta mejnik v zgodovini človeštva poimenovali<br />
kar kmetijska revolucija. Da so lahko gojili eno vrsto, so z določenega območja<br />
izgnali vse druge vrste, ki so tam živele. V skladu z zakoni populacijske dinamike<br />
je več hrane povzročilo tudi rast človeške populacije. Včasih je pridelek zaradi<br />
suše in škodljivcev propadel, zaloge so bile porabljene, novega pridelka ni bilo,<br />
zato so se ljudje soočili z lakoto. Ljudje so se izmojstrili in proces kmetovanja<br />
izboljšali z namakanjem, gnojenjem in nazadnje še z uporabo različnih snovi za<br />
uničenje živih bitij, ki niso bila zaželena na kmetijskih površinah. Populacija je<br />
naraščala in več ljudi je potrebovalo čedalje več hrane, zato so v polja spreminjali<br />
nove in nove površine neokrnjene narave. Ta zgodba se je nadaljevala tisočletja,<br />
do nekaj desetletij nazaj, posledice pa so vidne še danes.<br />
Toda, kako je to mogoče? Ali niso poznali osnovnih zakonitosti narave?<br />
Naši predniki (rod Homo) so na Zemlji prisotni že dva milijona let,<br />
kmetijska revolucija pa je bila razmeroma nov dogodek.<br />
Glavna težava je bila, da so bili vsi negativni učinki sprva lokalni, tako so ljudje<br />
spremenjene in izčrpane površine opustili in obdelali nove. In še nekaj. Če prekršite<br />
fizikalni zakon, takoj občutite posledice na lastni koži. Gotovo vsi poznate posledice<br />
prostega pada. Povratne zveze v naravi pa so zaradi celovitosti procesov postopne.<br />
Če “kazen” ne pride takoj, nima več pravega učinka. In ljudje so bili prepričani, da<br />
so viri neomejeni in da bo narava zabrisala sledove, ki so jih puščali za seboj.<br />
Saj je vendar več kot očitno, da je naravi nešteto povratnih zvez in da nič ni samoumevno!<br />
Seveda, danes se tega dobro zavedamo, ampak kot sem že rekel, se posledice<br />
nespoštovanja naravnih zakonitosti pojavljajo s časovnim zamikom. Po drugi<br />
strani so ljudje pozabili, da so del narave, pa ne samo to, verjeli so, da je njihovo<br />
preživetje vprašanje tehnološkega razvoja in ne vprašanje odvisnosti od narave.<br />
Obenem so se površine spremenjenih in uničenih ekosistemov povečevale.<br />
Prožnost in vitalnost <strong>bio</strong>sfere se je zmanjševala. Delovanje našega planeta je<br />
postalo neuravnoteženo, kar je postalo očitno, ko se je začela povečevati pogostost<br />
skrajnih dogodkov. Lahko bi rekli, da je Zemlja “zbolela”. Znaki bolezni so bili<br />
jasni: višanje temperature, obremenjenost ozračja, tal in vode, hrana je bila slabše<br />
kakovosti, in celo sevanje, ki je prihajalo od sonca, je postalo nevarno življenju.<br />
To je res nenavadno. S čim bi pa sploh gospodarili, če ne bi bilo narave?<br />
Ja, danes je to očitno. Ampak naša izkušnja je bila težka in posledice bomo čutili še<br />
dolgo, čeprav upam, da nam bo uspelo vsaj delno popraviti napake iz preteklosti.<br />
Kaj pa je potem pripeljalo do tako hitre spremembe naravnanosti ljudi po letu 2010?<br />
Veste, razmere so bile zelo podobne tistim, ko resno zboli človek. Ko zdravila še<br />
delujejo in se dobro počutiš, si prepričan, da je vse v redu in da se ti ne more<br />
nič zgoditi. Ko pa tvoje telo (ki je tudi sistem) odpove, si prisiljen, da ali spremeniš<br />
način življenja ali pa umreš. Nenadoma pogledaš na svet drugače in začneš ceniti<br />
vse tisto, kar je bilo prej samoumevno. Kot da bi se v hipu rešil vse navlake, ki<br />
je zastirala pogled in motila razmišljanje. Ko smo ljudje spoznali, da pomanjkanje<br />
osnovnih virov na planetu postaja dejanskost in življenjske razmere na določenih<br />
območjih postajajo neznosne, smo se končno zavedli, da je prihodnost človeške<br />
populacije negotova. Opustili smo večino potreb, ki so bile pravzaprav le mašilo za<br />
praznino, ki je nastala, ko smo zgubili povezavo z naravo in s svojimi koreninami.<br />
Postavili smo nov sistem vrednot, in končno cenimo to, kar je res vredno.<br />
Ali so se spremembe začele kar naenkrat?<br />
Kako to mislite? Gotovo so se zavedali, da so del narave.<br />
Razvoj človeške družbe je imel različne posledice. Ena od njih je bila odtujitev od<br />
narave, zaradi izgube neposrednega stika z njo. Ljudje so se poskušali postaviti nad<br />
naravo in jo obvladovati. Spoštovanje narave in hvaležnost za vire, ki sta bila prej<br />
vedno prisotni in so ju ljudje izražali z različnimi obredi, sta pri večini postopno<br />
izginili. Zato so se ljudem zdeli vsi viri samoumevni.<br />
Ne, seveda ne. Vse to se je dogajalo postopno. Ključen premik je nastal,<br />
ko so ljudje začeli uporabljati besedo trajnost. Prvič je bila omenjena leta<br />
1992 v Riu de Janeiru na svetovnem srečanju o okolju. Potem se je začela<br />
uporabljati v najrazličnejših besednih zvezah, ki so se nanašale na okolje.<br />
Večina pravzaprav ni niti vedela, kaj beseda pomeni. Kakorkoli že, če se nekaj<br />
neprestano ponavlja, ljudje začnemo razmišljati in spreminjati način svojega<br />
življenja. Ne nazadnje smo le Homo sapiens (misleči človek).<br />
18 19
Preizkusite učbenike v e-obliki!<br />
Delovne različice učbenikov so na voljo v brezplačni<br />
elektronski obliki na spletnem portalu www.irokus.si.<br />
E-oblika na videz spominja na navadno knjigo, s tem<br />
da ima dodatno orodjarno s 17 uporabnimi orodji.<br />
Orodjarna vam omogoča:<br />
• listanje po gradivu,<br />
• pisanje in risanje po straneh,<br />
• označevanje besedila,<br />
• dodajanje lastnega besedila in priponk,<br />
• vnašanje opomb,<br />
• dodajanje spletnih povezav,<br />
• povečevanje posameznih delov strani,<br />
• usmerjanje pozornosti dijakov s senčenjem<br />
in še več!<br />
Tiskani učbenik<br />
E-gradivo po vaši meri!<br />
Orodjarna omogoča, da gradivo popolnoma prilagodite sebi in svojim<br />
dijakom. Vse, kar boste napisali ali drugače dodali na posameznih<br />
straneh gradiva (priponke, pripisi, komentarji, risbe in vse drugo),<br />
bo ostalo tam, če boste tako želeli. Do svojega prilagojenega gradiva<br />
z vsemi shranjenimi dodatki boste imeli dostop samo vi – s kateregakoli<br />
računalnika na svetu.<br />
Za uporabo e-gradiva je potrebna le preprosta in brezplačna registracija,<br />
ki vam vzame minuto ali dve.<br />
Elektronski učbenik z orodjarno<br />
Brezplačna predstavitev na vaši šoli!<br />
V <strong>katalog</strong> smo strnili le najpomembnejše informacije. Če želite izvedeti več<br />
o učbenikih, si ogledati gradivo ali podrobneje spoznati e-gradivo, ne odlašajte<br />
– povabite nas na svojo šolo.<br />
Za vas bomo pripravili kratko brezplačno predstavitev in odgovorili na vaša vprašanja.<br />
Želeni datum in uro predstavitve nam sporočite po e-pošti:<br />
seminarji@rokus-klett.si ali nas pokličite na 01 513 46 53 (Teja Jesenko).<br />
European<br />
Educational<br />
Publishers<br />
Group<br />
EPG<br />
Založba Rokus Klett, d.o.o.<br />
Stegne 9 b, 1000 Ljubljana<br />
telefon: 01 513 46 00<br />
telefaks: 01 513 46 99<br />
e-pošta: rokus@rokus-klett.si<br />
www.rokus-klett.si<br />
Založba Rokus Klett<br />
je članica Evropskega združenja<br />
šolskih založnikov (EEPG).