Složení živých soustav

Živá hmota projevy života rozmnožování pohyb reakce na vnější podněty regulace vnitřních dějů, metabolismus vysoká organizovanost vydělenost z okolí

Zastoupení prvků v živé hmotě živé organismy vstřebávají a přijímají za své prvky z okolního prostředí vysoká koncentrace lehkých prvků C, N, O, H, P, S ... nízké zastoupení Si a Al, které patří na Zemi k nejzastoupenějším

Zastoupení prvků v živé hmotě Makrobiogenní prvky více než 1 % hmotnosti H, O, C, N, P Oligobiogenní 0,05 až 1 % hmotnosti Ca, Mg, S, Na, K, Fe, Cl Mikrobiogenní Cu, Zn, Co, Mn, I, Mo Stopové prvky B, Si, V, Br, Li, As, Se, Ti, Al

Zastoupení prvků v živé hmotě uhlík v neživé přírodě oxidovaný - CO2 a CO32- v živé hmotě složité hydrogenované struktury energeticky bohaté – velké množství energie lze například získat oxidací na CO2 a H2O dusík v neživé přírodě N2, NO3- v živé přírodě zpravidla -NH2

Stavební kameny živé hmoty voda vnitřní prostředí většiny organismů má zásadní význam pro strukturu a funkci biomolekul podílí se na zachování stálosti vnitřního prostředí vysoká tepelná kapacita a skupenské teplo

Stavební kameny živé hmoty Ionty kationty – Na+, K+, Mg2+, Ca2+ anionty – Cl-, PO43- poměrné zastoupení hlavních kationtů je společné téměř všem organismům atomární poměr Na : K : Ca = 100 : 2 : 2 blízké složení mořské vody

Stavební kameny živé hmoty princip hierarchie vytváření větších celků na základě menších stavebních prvků zejména nukleové kyselina a bílkoviny „základní stavební prvky“ bílkoviny, nukleové kyseliny, lipidy, sacharidy mohou se dále spojovat do lipoproteinů, nukleoproteinů, glykoproteinů, glykolipidů, ...

Členění živé hmoty není homogenní, je diferencována je členěna do kompartmentů je mezi nimi do určité míry omezena výměna látek usnadňuje udržovat stálé vnitřní prostředí mohou se lišit vnitřními podmínkami (pH, koncentrace iontů, ...) mohou v nich probíhat specifické reakce rozdíl může sloužit také pro přenos informace a konzervaci energie

organela → buňka → tkáň → orgán Členění živé hmoty Základní prostorovou jednotkou buňka společná různým formám života vysoce organizovaný útvar obsahující řadu menších kompartmentů – organel skládají se z nich tkáně (u rostlin pletiva) organela → buňka → tkáň → orgán

Členění živé hmoty zvláštní skupinou na pomezí živé a neživé hmoty jsou viry neobsahují buňky vnitrobuněční paraziti – využívají biochemický aparát napadené buňky představují v podstatě pouze genetickou informaci nutnou k reprodukci

Buňka Prokaryotická Eukaryotická vývojově starší, jednodušší nemají odlišené jádro ani vnitrobuněčné membránové struktury sinice, bakterie, ... Eukaryotická vývojově mladší prvoci, řasy, houby živočichové a vyšší rostliny

Biologické membrány vnitřní prostor buněk je od okolí oddělen buněčnou membránou obdobně jsou ohraničeny membránou i některé organely (jádro, mitochondrie,...) membrány oddělují fyziologicky a biochemicky odlišná prostředí obsahují enzymové komplexy, na kterých jsou lokalizovány některé metabolické procesy nebo jejich části zajišťují aktivní transport některých látek, vazbu hormonů,...

Biologické membrány složení je složena především z lipidů a proteinů, případně i ze sacharidů (jako glykoproteinů a glykolipidů) základním prvkem je lipidová dvojvrstva tvořena složenými lipidy fosfoacylglyceroly, glykoacylglyceroly jsou orientovány polárními konci do buněčného a mezibuněčného prostoru, nepolárními do vnitřního prostoru membrány membrána je flexibilní a tekutá tloušťka je asi 3,5 – 4 nm

Biologické membrány

Biologické membrány membrány jsou tvořeny také proteiny vnitřní nepolární prostředí dvojvrstvy brání průchodu některých hydrofilních látek membrány jsou tvořeny také proteiny periferní – „přisedlé“ na polárním povrchu membrány drží díky přitahování polárních hlaviček lipidů a polárních řetězců aminokyselin v proteinu integrální – jsou zanořeny do lipidové dvojvrstvy drží v membráně díky hydrofobní interakci s nepolárními řetězci lipidů

Biologické membrány transport přes membrány pasivní transport bez spotřeby energie difuze – z oblasti s vyšší koncentrací do oblasti s nižší prostá – přes membránu bez účasti membránových proteinů membránou, kanálky membránových proteinů usnadněná – přenašečovými proteiny

Biologické membrány

Biologické membrány aktivní transport proti koncentračními gradientu musí probíhat za dodání energie primární prostřednictví štěpení vazeb v ATP sekundární současná transport jiné látky stejným nebo opačným směrem ve směru koncentračního gradientu cytosa transportovaná látka je obalena membránou za vzniku cytotického váčku

Biologické membrány exocytosa – vylučování z buňky endocytosa – přijímání do buňky pinocytosa – přijímání rozpuštěných látek fagocytosa – přijímání pevných částic

Biologické membrány osmóza je-li na obou stranách membrány stejná koncentrace rozpuštěných látek, systém je v rovnováze je-li na jedné straně vyšší koncentrace rozpuštěných látek, systém se snaží je vyrovnat v případě polopropustných membrán nemusí být dovolen transport rozpuštěných látek dochází k transportu rozpouštědla ve směru vyšší koncentrace

Biologické membrány transport vody přes membránu prostředí hypertonické větší koncentrace osmoticky aktivních látek prostředí hypotonické nižší koncentrace osmoticky aktivních látek prostředí isotonické stejná koncentrace osmoticky aktivních látek transport vody přes membránu → plasmolýza – buněčná membrána se smršťuje → plasmoptýza – zvětšování buňky, případně až prasknutí