Általános biológia
DESCRIPTION
Endrédi Lajos (2002): Biológiai ismeretek alapjánTRANSCRIPT
![Page 1: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/1.jpg)
1 félév, 2 kredit
Tantárgyfelelős oktató: Vitályos Gábor Áron tanársegéd
Számonkérés módja: szóbeli kollokvium
Ajánlott irodalom: Endrédi Lajos (2002): Biológiai ismeretek. Nemzeti Tankönyvkiadó,
Budapest.
![Page 2: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/2.jpg)
Az élet fogalma, kritériumai
![Page 3: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/3.jpg)
Hogyan jelent meg az ember?
Hogyan jelentek meg az élőlények?
Teremtették a csillagokat, a bolygókat, az életet vagy természeti törvények hozták létre őket?
![Page 4: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/4.jpg)
Mi az élet?
El tudjuk-e dönteni minden objektumról egyértelműen, hogy él-e?
- a béka, a szíve, annak rostjai és pora- az egyes szervek izolálva nem maradnak sokáig életben – viszont ugyanez a teljes egyedekről is elmondható...
- az összeszerelés a lényeg
- az élet az anyag játéka RENDEZETTSÉG (negentrópia)
Konklúzió: nincs élő anyag, csak élő állapot. Nincs „életerő”, csak szervezettség
![Page 5: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/5.jpg)
A XIX. századig a szerves anyag különleges
természetében („életerő”) gyanították a titkot, de
1828-ban Wöhler elsőként szintetizált szervetlen
anyagból szerveset, karbamidot. Máig sem
bukkantunk semmi olyasmire az élő anyagban, ami
ellent mondana fizikai, kémiai ismereteinknek.
![Page 6: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/6.jpg)
Élet vs. halálÉlet vs. halál
- tetszhalál, szárított baktérium, nyugvó mag és fagyasztott rovarok
- friss tetem: még rendezett, de már nem tartja fenn
- Gánti: a halál az életképesség megszűnése
- az élet önfenntartó szervezett állapot
![Page 7: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/7.jpg)
- a forma állandó, az anyag változik: disszipatív struktúra, anyagcsere és homeosztázis
- Az élő szervezet állandósága a folyó és a tűz állandósága.
- a struktúrák lassú folyamatok (pl. gleccser-folyó)- nyílt rendszer (von Bertalanffy):
- stacionárius állapot (aktív állandóság)- az entrópia csökkenhet is- ekvifinalitás- kanalizáció (az élőlények képessége, hogy a genotípus és a környezet variációi ellenére (azokat pufferelve) hasonló fenotípust hozzanak létre)
- Az élő állapot olyan komplex rendezettség, amely megfelelő körülmények között, átáramló energiát felhasználva, szabályozó folyamatok révén fenntartja önmagát.
![Page 8: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/8.jpg)
Egysejtű eukarióta
Vírus
Prokariota
Hogyan kezdjünk a problémához?
- keressük meg az élet legegyszerűbb formáit és próbáljuk kitalálni mi a közös bennük!
![Page 9: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/9.jpg)
Az élet kritériumaiAz élet kritériumai
- Klasszikus életjelenségek: mozgás, táplálkozás, növekedés, szaporodás és ingerlékenység
- túlhaladott?
- öszvér, öreg állat, stb
Gánti:• Reális (abszolút) kritérium: minden
élőlényben, élete minden pillanatában megvan
• Potenciális kritérium: az élővilág fennmaradásához kell
![Page 10: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/10.jpg)
Élet kritériumok I.Reális (abszolút) életkritériumok (minden élőlényre igaz):
1. Inherens (belső lényegből fakadó) egység: „az egység (…) elemeinek nem egyszerű uniója, hanem új egység, amely (…) új minőségi tulajdonságaokat hordoz”.
2. Anyagcsere: anyag és E lép a rendszerbe, ott átalakul majd a hulladék anyagok elhagyják a rendszert.
3. Inherens stabilitás: a rendszer belső folyamatainak olyan speciális szerveződési módja, amely lehetővé teszi a rendszer folyamatos működését és a külső környezet változásainak ellenére is állandó marad (~homeosztázis).
4. Információhordozó alrendszer: a teljes rendszer felépítéséről
5. Szabályozottság és vezéreltség: a folyamatok szabályozottak (enzimek) de bizonyos folyamatok vezéreltek (egyedfejlődés).
![Page 11: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/11.jpg)
Élet kritériumok II.
1. Növekedés és szaporodás*: egysejtűeknél a szaporodás egy része a növekedés de többsejtűeknél a szaporodás a növekedés közvettet módon kapcsolódnak.
2. Öröklődő változatosság*: az egyedet felépítő információ nem pontosoan adódik át az utódba.
3. Halandóság: biogeokémiai ciklusok.
* ez az evolúció egysége
Potenciális (lehetséges) életkritériumok (nem minden élő egységre igaz, de az evolúcióhoz nélkülözhetetlen):
![Page 12: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/12.jpg)
Az élő (sejt) minimál modellje (kemoton-elmélet)
Gánti Tibor : Az élet principiuma. 1978.,Gondolat, Budapest
Ai: anyagcsere alrendszer
(autokatalitikus)
pV: információ-tároló alrendszer (DNS)
(autokatalitikus)
Tm: határoló (membrán) alrendszer
(autokatalitikus)
Autokatalizis:
A + B = 2A + C
![Page 13: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/13.jpg)
Az élet építőelemeiA monomerek és makromolekulák
szintézise
![Page 14: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/14.jpg)
A monomerek és makromolekulák prebiotikus szintézise
Funkció Monomer Makromolekula
katalizátor (enzim)
aminosav fehérje
információ hordozó
nukleotid(bázis, cukor)
DNS / RNS
membrán zsírsavak micella, lipid vezikulum
![Page 15: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/15.jpg)
Miller-Urey kísérlet
- Metán (CH4)
- Ammónia (NH3)
- Hidrogén (H2)
- Víz (H2O)- Elektromos kisülés
Eredmény: cukor, aminosav, N-tartalmú heterociklusos vegyületek
(mindaz ami megtalálható az élő sejtben)
![Page 16: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/17.jpg)
Ősleves elmélet
• Az ősi Föld légköre kezdetbe redukáló gázelegyből állt (metán, ammónia stb.)
• A gázelegy elemei villámlások által reakcióba lépetek egymással
• Az ősóceánba oldódtak és még változatosabb biológiailag fontos molekulák jöttek létre, amelyek közül egyesek képesek autokatalitikus módon gyarapodni
• A változatos biomolekulákból létrejött önszerveződéssel az első sejt
Miller kísérletei és hasonló kísérletek alapján született meg az elképzelés:
![Page 18: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/18.jpg)
Az ősleves túlságosan híg oldat, kevés molekulát tartamazhatott.
A biomolekulák származhatnak meteoritokból és üstökösökből is, amelyek a Földre érkeztek kb. 4 milliárd évvel ezelőtt. A csillagközi porban találtak szerves molekulákat!
Kiszáradó lagúnákban lokális koncentráció növekedés.
(???Panspermia???)
![Page 19: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/19.jpg)
Őspizza
a molekulák a pozitív töltésű pirit felszínhez kötődnek és magas hőmérsékleten (~250°C) valamint nagy nyomáson (~200MPa) szerves molekulák képződnek szervetlenekből kémiai energia segítségével (kemoautotrófia):
Energia forrás:
FeS + H2S = FeS2 +H2
Szénforrás: CO vagy CO2
![Page 20: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/20.jpg)
A felületnek erőteljes katalizáló hatása van (vö.: szervetlen katalizátorok, enzimek)!
A felület kötött szubsztrátok lokális koncentráció növekedés miatt megnő az ütközések száma, ami a kémiai reakciók gyakoribb lefolyásához vezet.
• Katalizátor (gyors reakciók)
• Specifikus (kevés mellékreakció)
• Stereospecifikus
• Az enzimek ma leginkább fehérjék.
![Page 21: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/21.jpg)
Az Őspizza
Agyagásvány felszínen nukleotidok is és aminosavak is könnyebben polimerizálódnak (kb. 50 tagú polimerekig). Sőt a nukleotidok a 3’-5’ kapcsolódást is jobban preferálják a felszínen mint oldatban ahol gyakoribb a 2’-5’ kapcsolódás.
polimerizáció
hidrolízis
![Page 22: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/22.jpg)
ÖsszefoglalásŐsleves elmélet
• sokféle biomolekula
• kémiailag nehezen elképzelhető
Őspizza elmélet
• kevesebb fajta biomolekula
• kémiailag realisztikusabb
Őspalacsinta elmélet
Sokféle molekula képződött az őslégkör-ősleves rendszerben, amelyek aztán felülethez kötődtek és bonyolult biomolekulákká (DNS, RNS,
fehérje stb.) alakultak.
![Page 23: Általános Biológia](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061418/563dbb28550346aa9aaabd79/html5/thumbnails/23.jpg)
szervetlen vegyületek
kismolekulájú szerves vegyületek
szerves makromolekulák
önreprodukáló körfolyamatok templát polimerizáció membrán képződés
KEMOTONOK
prokarioták
eukarioták
soksejtűek
Az élő rendszerek keletkezésének lépcsőfokai a kemoton-elmélet szerint (Gánti alapján)
Bio
lógi
ai
evol
úció
Pre
biol
ógia
i ev
olúc
ióK
émia
i evo
lúci
ó