1
Q
kako človek spreminja genome organizmov za lastne potrebe?
A
- umetni izbor
- križanje
- genski inženiring
2
Q
kaj je umetni izbor?
A
človek z umetnim izborom odbira rastline in živali z najbolj zaželenimi aleli in genotipom, ki so povečali uporabnost gojenega organizma
3
Q
kaj je navadni postopek pri umetnem izboru?
A
v populaciji so raznoliki osebki — tisti, ki nimajo želeno lastnost ne množijo vnaprej, množijo vnaprej le tisti, ki imajo želeno lastnost ⇒ povečanje deleža osebkov z želenimi lastnostmi
4
Q
kaj je križanje?
A
človek s križanjem vzgaja rastline in živali z najbolj zaželenimi lastnostmi, tako, da križa dve sorodne vrste, s katerimi nastanejo alopoliploidi
5
Q
kaj je alopoliploid?
A
= potomec dveh sorodnih vrst, ki ima garnituri kromosomov obeh staršev
6
Q
kaj so pomanjkljivosti križanja?
A
- alopoliploidi imajo garnituri obeh staršev ⇒ nima homolognih parov kromosomov ⇒ v mejozi nastanejo nepopolne gamete ⇒ potomci ne morejo pravilno pariti ⇒ neživali se razmnožujejo nespolno, živali pa so neplodne
- obstajajo določene naravne omejitve glede možnosti kombiniranja genov različnih vrst
7
Q
primeri križanja
A
- osel (male donkey) + kobila (female horse) = mula
- oslica (female donkey) + žrebec (male horse) = mezeg
8
Q
kaj je genski inženiring?
A
= neposredno spreminjanje izbranih genov za različne uporabne namene
gre za tehnologijo rekombinantne DNA = skupina postopkov, ki omogočajo združitev DNA različnega izvora
9
Q
na čim temelji genski inženiring?
A
na univerzalnosti genetskega koda
10
Q
kaj so omejitve pri genskem inženiringu?
A
ni omejitev, če ne upoštevamo etične dileme in nova tveganja
11
Q
kaj so glavni koraki genskega inženiringa?
A
- izolacija enega gena iz izvornega genoma ⇒ dobimo golo DNA brez proteinov
- izrez želenega dela DNA s pomočjo restrikcijskih encimov
- izolacija fragmenta DNA
- priprava in uporaba vektorja (prenašalca)
- genetsko spremenjeni plazmid se vstavi v gostiteljski organizem (bakterije ali kvasovke) in se v njem klonira
12
Q
kaj so restrikcijski encimi?
kaj delajo? kaksno vlogo imajo? kako so poimenovani?
A
ali endonukleaze
režejo DNA na specifičnih zaporedjih nukleotidov, oz. odprejo plazmide na restrikcijskem mestu in izrežejo izbrani gen iz večje molekule DNA različnih bakterij
imajo obrambno vlogo proti tuji DNA v bakterijah tako, da uničijo virusno DNA
poimenovani so glede na vrste bakterij, iz katerih so jih prvič izolirali
13
Q
kaj je restrikcijsko mesto?
A
vsak encim prepozna samo točno specifično zaporedje, ki ga imenujemo restrikcijsko mesto, in ga tam odpre
14
Q
o vektorju/prenašalcu
kako uporabljamo, kaj je najpogosteje uporabljeno kot vektor?
A
- vektor prenese želeni gen v drug organizem
- kot vektor se najpogosteje uporablja bakterijski plazmid, saj je transpozabilen
15
Q
kako pripravimo vektor?
A
- restrikcijski encim izreže plazmid, oz. ga odpre
- v odprt plazmid se vstavi želeni gen s pomočjo encima DNA-ligaze, ki poveže fragmente genomske DNA s posameznimi molekulami vektorja
16
Q
kaj so genske spremenjeni organizmi?
A
= GSO = organizmi (z izjemo človeka), ki smo jim spremenili genom na način, ki se ne pojavlja v naravi s križanjem in/ali naravno rekombinacijo
17
Q
kako lahko organizmi genetsko spreminjamo?
A
- dodatek tujega gena ⇒ transgeni organizmi
- sprememba obstoječega gena
- odstranitev, deaktivacija obstoječega gena
18
Q
kaj je primer gensko spremenjene bakterije?
A
hGH
19
Q
o hGH
kako se imenuje, kje nastaja, oblika, kaj dela
A
- ali somatostatin = človeški rastni hormon
- nastaja v hipofizi
- gre za kratek protein, ki je sestavljen s 14 aminokislinami
- pospeši rast telesnih celic, mišic in kostnih celic
20
Q
kako hGH pospeši rast telesnih celic, mišic in kostnih celic?
A
- pospeši sintezo proteinov
- pospeši privzem aminokislin preko celične membrane
- pospeši pretvorbo glikogena v glukozo v jetrih
21
Q
kako uporabljamo umetni gen za hGH pri genskem inženiringu?
A
vstavitev umetnega gena v plazmid, nato pa v mutirano različico E.coli
22
Q
zakaj za genski inženiring se uporablja mutirana različica E.coli?
A
saj obstaja nevarnost, da bi genetsko spremenjena bakterija lahko ušla v okolje in izmenjala svoje gene s populacijo E.coli iz črevesja ⇒ možne so nepredvidljive posledice
23
Q
kje gojijo mutirano različico E.coli?
A
biotovarne gojijo spremenjene E.coli v bioreaktorjih
24
Q
ali je gensko spreminjanje evkariontov bolj zahtevno kot pri prokariontih? zakaj?
A
da, ker:
* plazmidi niso prisotni (razen v kvasovkah) ⇒ vstavljeni plazmidi mogoče lahko težje preživijo v evkariontskih celicah
* evkarionti so diploidni ⇒ pri genskem inženiringu morata biti spremenjeni dva alela
25
kaj je bila prva GS žival?
Ovčka Tracy (1997) = prva transgena žival, v svojem mleku je tvorila rekombinantno zdravilo AAT
26
kaj je AAT? kje nastane?
= alfa-1-antitripsin = beljakovinsko zdravilo za zdravljenje emfizema in cistične fibroze
nastane v jetrih in se po krvnem obtoku premakne v pljuča
26
kakšno vlogo ima AAT v človeškem telesu?
vzdržuje elastičnost pljuč, ki je ključna za dihalne gibe
27
kaj se zgodi če telo ne proizvaja dovolj AAT?
⇒ pljuča so lažje poškodovana zaradi kajenja, onesnaženosti ali prahu iz okolja ⇒ pljučne bolezni ali bolezen jeter (cistična fibroza)
28
kako so gensko spremenili ovčko Tracy?
pred spreminjanjem ovcine DNA so najprej spojili človeški gen AAT s promoterskim genom za β-laktoglobulin ⇒ vstavili rekombinantne DNA v jedro ovčje jajčece ⇒ implantacija jajčece v ovco ⇒ izražanje človeškega AAT je omejeno na mlečne žleze
29
kako so pridobivali AAT iz ovčke Tracy?
izražanje človeškega AAT je omejeno na mlečne žleze ⇒ AAT se izloča v mleko ⇒ ločevanje mlečnih beljakovin (ki vključuje človeški AAT) ⇒ dobivanje AAT
30
zakaj spojijo gen AAT s promoterskim genom za β-laktoglobulin? kje se to zgodi?
človeški gen AAT se izrazi le, ko je promoter β-laktoglobulin vključen, kar se zgodi le v mlečnih žlezah
31
primeri genov, ki jih lahko spremenimo pri živalih?
* gen AAT
* Faktor IX (faktor strjevanja krvi)
32
kaj je lažje genetsko spremeniti: rastline ali živali? zakaj?
rastline, saj večino rastlin lahko iz ene same somatske celice vzgojimo celotno rastlino
33
kaj je somatska celica?
= diploidna celica, ki ni gameta (spermija, jajčeca)
34
s čim lahko tvorimo transgene rastline?
z bakterijo Agrobacterium tumefaciens, ki vsebuje DNA plazmid, Ti plazmid
35
kakšen je postopek genskega spreminjanja rastlin?
bakterija se veže na rastlinsko celico ⇒ Ti DNA prenese v rastlinsko celico in se v jedru vstavi, kjer se Ti plazmid vstavi v rastlinski genom ⇒ rastlinska celica izrazi bakterijske Ti gene, proizvaja proteine, ki jih kodirajo
36
primeri GS rastlin
* "zlati riž"
* riž, ki je odporen na slanost
* paradižnik, ki dozori na rastlini in razvije dober okus
* Bt koruza
37
o "zlatem rižu"
= GS riž, ki vsebuje β-karoten ⇒ riž ima večjo vrednost vitamina A ⇒ preprečevanje slepote zaradi pomanjkanja vitamina A
38
o paradižniku, ki dozori na rastlini in razvije dober okus
nastane z uporabo RNAi antisense technology za utišanje ključnega encima v biokemičnem procesu razgradnje ⇒ je bolj odporen proti gnitju
39
o Bt koruzi
| kaj dela? postopek
* GS koruza, ki je modificirana za odpornost na škodljivce na koruzi
* gen iz bakterije Bacillus thuringiensis, ki kodira toksin Bt (insekticid) vstavimo v Ti plazmid, ki deluje kot vektor ⇒ plazmid vstavimo v gen koruze in se v jedru množi ⇒ koruza izraža toksin Bt ⇒ odporna na škodljivce
40
zakaj je Bt koruza posebna GS rastlina?
* je edina gensko spremenjena hrana dovoljena za tržno pridelavo v EU
* deluje tudi na neciljne organizme – cvetni prah te koruze zavira razvoj/ubije domače metulje in vešče
41
kaj so negativne plasti rastlinske biotehnologije?
* učinki na človeško zdravje: prenos alergenov v rastline, ki se uporabljajo v prehrani
* možni učinki na netarčne organizme
* prenos genov na netarčne organizme in manjša biodiverziteta
* tveganja, čas, denar, ogljični odtis
42
kaj je kloniranje?
= proizvodnja identičnih kopij genov, celic ali organizmov
43
kaj je klon?
= produkt kloniranja = skupina genetsko identičnih organizmov/celic, nastalih iz ene same starševske celice
44
ali obstajajo kloni v naravi?
da, osebki, ki nastanejo z nespolnim razmnoževanjem
45
kaj je gensko kloniranje?
= proizvodnja številnih kopij enega samega gena, potem, ko je bil gen enkrat izoliran, ta gen potem lahko uporabijo na številčni načini
46
kaj velja za večino genov, ki kodirajo proteine?
nahajajo se v obliki ene same kopije v haploidnem genomu
47
na kakšen način je izoliran gen uporaben?
1. za izdelavo številnih kopij določenega gena
2. za proizvodnjo proteinskega produkta
48
kaj je postopek genskega inženiringa bakterij?
1. **izolacija plazmida bakterijske celice** in vanj vstavijo DNA iz drugega organizma ⇒ nastane **rekombinantni plazmid**
2. plazmid vsatvijo v bakterijsko celico ⇒ bakterija postane **rekombinantna bakterija**
3. rekombinantna bakterija (oz. gostiteljska celica) **se razmnožuje** z delitvijo ⇒ nastane klon celic, ki vsebujejo klonirani gen, ki nas zanima
49
kako lahko kloniramo rastline?
večino rastlin je mogoče enostavno klonirati iz koščka korenine, stebla ali listov (delčka telesa)
50
primeri kloniranja rastlin
1. pritlike
2. gomolji, čebulice
3. potaknjenci
51
kaj so pritlike?
= modificirana lateralna stebla, ki služijo nespolnemu razmnoževanju
vsaka novo nastala rastlina, ki zraste iz pritlike, se lahko loči od materinske rastline in je njen klon
52
kaj so gomolji, čebulice?
= modificirana podzemna stebla, ki so založni organi
pozimi rastlina odmre, spomladi pa lahko iz vsakega gomolja zraste nova rastlina, ki je klon starševske rastline
53
naravni primeri kloniranja **žival**
brstenje, cepitev
54
kaj je brstenje?
= nov osebek zraste kot izrastek starševskega
55
kaj je cepitev?
= razmnoževanje z delitvijo celic
56
kako lahko kloniramo živali?
nemogoče jih je klonirati iz delčka telesa kot rastline, **živalski zarodki pa v zgodnji fazi razdelijo v več delov** ⇒ vsak del lahko razvije v ločeno žival
najpogosteje uporabijo **tehniko prenosa jedra**
57
kaj je tehnika prenosa jedra?
= nadomestitev jedra neoplojene jajčne celice z jedrom iz diferencirane odrasle telesne celice ⇒ embriji (blastociste) ⇒ klon telesne celice, ki se kasneje lahko uporabijo reproduktivno ali terapevtsko kloniranje
58
kako je citoplazma neoplojene jajčne celice pomembna pri tehniki prenosa jedra?
v citoplazmi neoplojene jajčne celice so številne snovi, ki usmerjajo genom iz telesne celice tako, da iz jajčeca nastane embrij
59
kaj je cilj reproduktivnega kloniranja?
organizem ima določene želene lastnosti in si želimo več organizmov s takimi lastnostmi
60
ali je kloniranje žival učinkovit proces?
ni
od leta 1997 samo 17 živali
61
kaj je prvi primer uspešnega reproduktivnega kloniranja odrasle živali?
ovčka Dolly
62
postopek kloniranja ovčke Dolly
1. prenos jedra iz telesne celice — eno jedro iz celic mlečnih žlez, ki so že diferencirane, 6-letne ovce so prenesli v citoplazmo prazne neoplojene jajčne celice
2. pod vplivom proteinov iz jajčne citoplazme, se je odrasli genom reprogramiral tako, da se je začel razvoj zarodka
3. zarodek na ravno blastociste so prenesli v maternico nadomestne matere, ki je nosila zarodek in omogočila njegov skotitev
63
genetske povezave ovčke Dolly s 3 matermi
* ni genetske povezave med nadomestno materjo in zarodkom ali s tisto, od katere so vzeli neoplojeno jajčno celico
* genom klonirane živali je enaki tistemu, od živali, od katere so vzeli jedro
64
kaj je cilj terapevtskega kloniranja?
proizvodnja embrionalnih zarodkov za medicinsko uporabo, oz. za proizvodnjo kože ali drugih tkiv z namenom zdravljenja bolnikov
te tkiva lahko nadomestijo tkivo ali cele organe, ki so pri nekem človeku okvarjeni
65
kako se razlikuje reproduktivno in terapevtsko kloniranje?
zarodki nikoli ne vstavijo v maternico
66
na čim temelji terapevtsko kloniranje?
zarodne celice se lahko delijo in diferencirajo v katerokoli vrsto človeških celic
67
kaj je postopek terapevtskega kloniranja?
1. tehnika prenosa jedra: jedro jajčne celice je odstranjeno in ga nadomesti jedro somatske celice od specifičnega donorja ⇒ ta celica se pretvori v klonirano blastocisto
2. iz klonirane blastociste lahko razvije v katerokoli vrsto človeških celic, ki genetsko ujemajo k določenemu donorju
68
kaj je genska terapija?
= vnos DNA v človeške/živalske celice z namenom:
1. nadomestiti okvarjen gen
2. spremeniti okvarjen gen
3. utišati izražanje okvarjenega gena
69
kaj je postopek genske terapije?
1. **povezava DNA**, ki jo želimo vnesti, **z vektorjem**, nato se terapevtski gen **vstavi v virus**
2. lahko poteka na dva načina:
**a.** odvzem celice ⇒ vnos DNA v celico ex vivo ⇒ gensko spremenjeno celico vrnejo nazaj v organizem
**b.** vnos DNA direktno v celice okvarjenih tkiv in organov
70
primeri bolezni, ki se zdravijo z gensko terapijo
* SCID
* spinalna mišična atrofija
71
kaj je SCID?
= severe combined immunodeficiency = huda kombinirana imunska pomanjkljivost
je posledica okvarjenega gena ADA na kromosomu 20, ki kodira encim adenozin deaminaza ⇒ nefunkcionalen imunski sistem ⇒ občutljivost za vsakovrstne nevarne okužbe ⇒ “bubble babies”
72
kaj so ključni koraki pri genski terapiji za SCID?
1. **izolacija limfocitov** (vrsta levkocitov) z okvarjenim genom ADA iz bolnika s SCID
2. **gojenje teh celic** “in vitro”
3. **vnos retrovirusa** z genom, ki kodira **delujoč encim ADA** “ex vivo” v nagojene limfocite
4. **transfuzija** modificiranih limfocitov nazaj v bolnika (učinek traja 4 leta od začetka terapije)
73
ex vivo - ?
⇒ tkivo, ki ni umetno ustvarjeno, ampak je neposredno odvzeto iz živega organizma
74
in vitro - ?
⇒ celični sistem, vzpostavljen v laboratoriju za celične kulture
75
kaj je retrovirus?
virus, ki napade DNA gostiteljske celice, vanjo vstavi kopijo svojega RNA genoma in tako spremeni genom te celice
76
kaj je spinalna mišična atrofija?
posledica okvarjenega ali manjkajočega gena SMN1, ki kodira protein, ključen za preživetje in zdravje motoričnih nevronov ⇒ napredujoča mišična oslabelost
77
kaj je PCR?
= polymerase chain reaction = verižna reakcija s polimerazo = metoda, s katero lahko v epruveti v nekaj urah večmilijonkrat pomnožimo določen odsek DNA
ni analitična metoda, ampak metoda podvojevanja DNA
78
potek podvojevanja DNA
1. DNA se odvije, vijačnici se ločita: prekinejo se H-vezi med dušikovimi bazami (encim helikaza)
2. posamezna prosta vijačnica deluje kot matrica za novo verigo: prosti nukleotidi se z H-vezmi vežejo na proste baze starševske verige ⇒ nukleotidi se povežejo med seboj s fosfodiestrskimi vezmi in tvorijo novo verigo (encim DNA polimeraza)
3. starševska veriga in nova veriga se zvijeta v dvojno vijačnico
79
o novo nastalih verig DNA po podvojevanju DNA
novo nastali DNA imata identično zaporedje nukleotidov kot starševska veriga DNA
vsaka od obeh novo nastalih verig je komplementarna starševski verigi, ob kateri je nastala in identična drugi starševski verigi
podvojevanje DNA je **semikonzervativen** proces
80
kdaj je PCR uporaben?
pri majhni količini DNA in nečistih vzorcih
81
kaj je postopek PCR?
1. izberemo tarčno zaporedje DNA
2. denaturacija DNA
3. vezava primerjev
4. sinteza komplementarne verige, tako, da Taq DNA polimeraza doda nukleotide na oba 3’ konca primerjev
5. ponovitev postopka n krat ⇒ nastanek 2n molekul DNA
82
kaj potrebujemo za PCR?
* tarčno zapordje DNA
* Taq DNA polimeraza
* MgCl2
* PCR pufer
* primer [prajmer]
* mešanica DNA nukleotidov
83
kaj je tarčno zaporedje DNA?
= del DNA, katerega količino želimo pomnožiti
84
kaj je Taq DNA polimeraza?
= encim, ki katalizira polimerizacijo DNA nukleotidov v polinukleotidno verigo DNA
85
kaj je MgCl2?
= ključni kofaktor za delovanje Taq DNA polimeraze
86
kaj je PCR pufer?
ustvarja optimalno okolje za delovanje Taq DNA polimeraze
87
kaj je primer?
= kratka enoverižna zaporedje DNA nukleotidov, ki so ustvarjeni tako, da locirajo tarčno DNA zaporedje
specifična ⇒ z vodikovimi vezmi se vežeta samo na zaporedja na nasprotnih koncih tarčnega zaporedja ⇒ potrebujemo dva primerja za pomnožitev tarčnega zaporedja: en, ki se veže na začetek, drugi pa na konec tarčnega zaporedja
88
zakaj potrebujemo mešanico DNA nukleotidov?
so gradniki za nove DNA verige
89
kaj so prednosti PCR?
* hitrost
* specifičnost
90
o specifičnosti PCR-ja?
- primerji se vežejo samo na zaporedja na nasprotnih koncih tarčnega zaporedja z vodikovimi vezmi
- ob koncu tretjega cikla je 25% molekul DNA identičnih tarčnemu zaporedju
91
s čim analiziramo produkte PCR?
s PCR v realnem času ali z gelsko elektroforezo
92
kaj je PCR v realnem času?
| kaj omogoča? na čim temelji?
omogoča sprotno zasledovanje količine nastalega produkta in kvantificiranje točno določene DNA v začetnem vzorcu
temelji na spremljanju fluorescentnega signala
93
kaj je prednost PCR-ja v realnem času pred gelsko elektroforezo?
* gel ni potreben, saj sistem že poda rezultate
* potrebuje manj časa, ki ga za reakcijo porabimo
* manj možnosti kontaminacije
94
kaj nam pove jakost fluorescentnega signala pri PCR-ju v realnem času?
je sorazmerno s količino produkta
95
za kaj je uporaben PCR v realnem času?
kvantitativna analiza prisotnosti določenega DNA zaporedj (t.i. kvantitativni PCR – qPCR)
96
graf, ki predstavlja PCR v realnem času
| osi
x os - število ciklov
y os - fluorescenca, ki jo oddaja nastajajoči produkt
97
faze PCR
1. “background” faza
2. eksponencialna faza
3. faza platoja
98
kaj označuje background fazo?
* signala ne moremo zaznati, zato ne moremo meriti količino produkta
* v prvih ciklih gre za zelo majhne količine produkta ⇒ povečanje fluorescence ne moremo detektirati kljub eksponencialni rasti produkta
99
kaj označuje eksponencialno fazo?
* količina produkta raste eksponencialno (2n molekul DNA)
* kvantifikacija produkta
* se začne s Ct
100
kaj je Ct?
* = cikel, v katerem količina produkta naraste dovolj, da signal lahko detektiramo (threshold cycle)
* predstavi začetek eksponencialne faze
* jakost, pri kateri odčitamo Ct vrednost na grafu prikažemo kot **mejno črto**
101
od česa je odvisna vrednost Ct?
od začetne količine DNA: večja količina ⇒ potrebnih manj ciklov, da bi dobili signal intenzitete, ki jo lahko detektiramo ⇒ majhna vrednost Ct (in obratno)
102
kaj je značilno za vsi vzorci z isto jakostjo signala?
vsebujejo tudi enako št. produktov, oz. vsi vzorci imajo po Ct številu ciklov identično število specifičnih kopij
103
kaj označuje fazo platoja?
* produkt ne nastaja več zaradi prebitka produkta glede na primerje, zmanjšane encimske aktivnosti, …
* neeksponencialna faza
104
kakšen je lahko qPCR?
s fluorescenčnim barvilom
s probo
105
qPCR s fluorescenčnim barvilom
* je manj specifična detekcija
* barvilo, ki ni vezano na dvojno verigo DNA, ne fluorescira, ampak ko se barvilo veže na dvojno vijačnico, začne emitirati fluorescenco ⇒ omogoča določitev začetne koncentracije DNA v vzorcu
106
qPCR s probo
* specifična detekcija
* temelji na specifičnih probah, ki se vežejo specifično samo na določeno DNA zaporedje ⇒ produkt lahko kvalitativno detektiramo, saj v primeru drugega alela, ne dobimo fluorescenčnega signala
* probe imajo vezane reportersko barvilo in barvilo dušilca — reportersko barvilo samo zase fluorescira, a ker je v bližini barvila dušilca, ta zaduši fluorescenco
* DNA polimeraza med podaljševanjem polinukleotidne verige cepi probo ⇒ ločevanje reporterskega barvila in barvila dušilca ⇒ reportersko barvilo začne oddajati fluorescenco — oddana fluorescenca v vsakem PCR ciklu je sorazmerna količini nastalega produkta
107
kaj je primer real-time PCR-ja?
Coronavirus test
108
postopek Coronavirus testa
1. izolacija virusne **RNA**
1. sinteza **cDNA** verige, ki je komplementarna virusni RNA, z encimom reverzna transkriptaza
1. **denaturacija** (razprtje dvojne verige RNA-cDNA)
1. vezava **primerjev**
1. **sinteza komplementarne verige k cDNA** z DNA polimerazo
1. pridobitev **tarčnega zaporedja**, denaturacija in vezava primerjev s TaqMan probe
1. DNA polimeraza med podaljševanjem polinukleotidne verige **cepi probo** ⇒ loči reportersko barvilo od dušilca ⇒ začne oddajati fluorescenco
109
kaj pomeni, da coronavirus test odda več fluorescence?
⇒ več virusne RNA ⇒ pozitivni PCR test za Covid-19
110
kaj je gelska elektroforeza?
= metoda za analizo DNA, ki se uporablja za ločevanje proteinov ali delov DNA, glede na njihovo velikost, električni naboj ali druge fizikalne lastnosti
111
kako deluje gel pri gelski elektroforezi? kam potujejo n.k. glede el. polja?
* gel je polisaharid agaroza, ki deluje kot molekularno sito za ločevanje nukleinskih kislin ali proteinov glede na njihovo velikost, naboj ali druge fizikalne lastnosti
* nukleinske kisline imajo negativen naboj zaradi fosfatne skupine ⇒ potujejo proti pozitivnemu polu električnega polja
112
kako se ločujejo makromolekule pri gelski elektroforezi?
* glede na njihovo hitrost premikanja skozi gel v električnem polju
* razdalja, ki jo prepotuje molekula DNA, je obratno sorazmerna z njeno dolžino: daljše molekule potujejo počasneje, krajše hitreje
113
kako poteka gelska elektroforeza?
1. v posebne nosilce se vlije stopljena **agaroza** in vstavi **v glavnik za jamice**
2. ko se gel strdi, se odstrani glavnik in nosilec z gelom se postavi **v banjico za elektroforezo**
3. z avtomatsko pipeto se **vzorci vnesejo v posamezne jamice**
4. banjica se pokrije in priključi na izvor električne napetosti
5. etidijev bromid, ki se je vgradil v DNA, oddaja svetlobo v oranžno-rdečem delu vidnega spektra ⇒ po končani elektroforezi **se gel posvetli z UV-svetlobo**
114
kaj je genetski profil?
= edinstveno DNA zaporedje vsakega posameznika (npr. prstni odtis)
115
kaj so mikrosatelitska zaporedja?
ali short tandem repeats (STR)
= zaporedja iz 2 do 6 baznih parov, število ponovitev katerih se od človeka do človeka močno razlikuje
116
kje so STR zaporedja?
* locirana po celotnem genomu, znotraj genov, med geni, posebej v bližini centromer in telomer
* ponovitve obstajajo na obeh alelih homolognih kromosomov
117
kaj so postopki primerjav genetskih profilov? + primer
1. pridobitev vzorca DNA
2. s PCR se pomnožijo specifične STR v vzorcu DNA
3. gelska elektroforeza ⇒ ugotovimo velikost pomnoženega zaporedja DNA in števila ponovitev zaporedja STR
4. primerjamo DNA profili več posameznikov
npr: določanje očetovstva
118
kaj je evolucija? kakšna je (oz. ni)?
= spreminjanje dednih lastnosti iz generacije v generacijo
ni linearna, ni vedno progresivna in je lahko regresivna (v bolj preproste oblike)
119
kaj so 3 pogoji za evolucijo?
1. dedna raznolikost
2. dedovanje
3. razmnoževanje
manjka eden od njih ⇒ ne gre za pravo evolucijsko spreminjanje
120
zakaj je dedna raznolikost pogoj za evolucijo?
ker spremembe, ki nastanejo v času življenja osebka zaradi vplivov okolja ne prenesejo na potomce (npr. Bonsai drevo)
121
kaj so vzroki za genetsko raznolikost?
* z mutacijami nastajajo novi aleli
* spolno razmnoževanje
122
naštej evolucijski dejavniki
1. naključje
2. naravni izbor (napovedljiv, stalni evolucijski dejavnik)
3. mutiranje (nastanek novih alelov)
4. preseljevanje osebkov (pojav lastnosti, ki niso prej bili v populaciji, napovedljiv evolucijski dejavnik)
123
kaj je metamorfoza?
= preobrazba = biološki proces, pri katerem se dogajajo hitre, obsežne spremembe telesne zgradbe živali (nastanejo novi organi, barve, oblike) in se spremeni vedenje, življenjski prostor, …
124
kaj je evolucijska biologija?
= znanost in veda o izvoru in razvoju živih bitij v geološki preteklosti
125
na kaj se nanašajo evolucijske raziskave?
1. filogenezo
2. filogenetske spremembe
3. vzroki za filogenetske spremembe
4. mehanizmi **evolucije**
126
kaj je filogeneza?
= izvor in razvoj sistematskih skupin živih bitij
127
kaj so filogenetske spremembe?
= zgodovinsko spreminjanje skupin živih bitij
128
kdo je postavil prvo znanstveno hipotezo o evoluciji?
Jean Baptiste Lamarck
129
kaj je trdila Lamarckova hipoteza o evoluciji?
* prve žirafe naj bi bile kratkovratne, zaradi želje po višjih listih so se raztegovale ⇒ skozi generacije se jim je vrat podaljšal
* revolucionarna ideja, da živa bitja se spreminjajo tako, da zaporedja fosilov različnih organizmov lahko razložimo s postopnim spreminjanjem organizmov skozi daljša časovna obdobja ⇒ vrste niso nespremenljive
* ne odgovori na kak način se spreminjajo vrste
130
zakaj Lamarckova teorija ne drži?
danes vemo, da spremembe delov telesa zaradi vpliva okolja ali rabe/nerabe niso dedne
131
kdo je odgovoril na vprašanje na kak način se spreminjajo vrste? kje
Charles Darwin v svoji knjigi "O Nastanku vrst z naravnim izborom"
132
kaj je glavna trditev Darwinove knjige "O nastanku vrst z naravnim izborom"?
* vse oblike življenja so nastale iz skupnega prednika na temelju dedovanja lastnosti s postopnim spreminjanjem skozi daljša časovna obdobja ⇒ postopoma se nakopiči toliko razlik, da nastane nova vrsta
* mehanizem, ki povzroča to postopno spreminjanje, je naravni izbor
133
4 postulati Darwinovega evolucijskega nauka
1. dedna raznolikost osebkov znotraj ene vrste
2. hiperprodukcija
3. naravni izbor
4. postopno spreminjanje **populacij** skozi čas
134
zakaj je dedna raznolikost osebkov znotraj ene vrste eden od Darwinovih postulat?
* dedna raznolikost osebkov znotraj ene vrste ⇒ raznolikosti se podedujejo na potomci
* naravni izbor vpliva na te variacije le če so te dedne in vplivajo na preživetje ter razmnoževanje
135
kaj omejuje ogromno številčnost potomcev?
- okolje
- naravni viri
136
kaj je okolje?
= vse, kar nek osebek obdaja
nenehno se spreminja
sestavijo živi in neživi dejavniki okolja
137
kaj so neživi dejavniki okolja?
podnebne razmere, pH v vodnem okolju, …
138
kaj so živi dejavniki okolja?
drugi organizmi, številčnost in raznovrstnost plenilcev, …
139
zakaj naravni viri omejujejo ogromno številčnost?
niso neskončni ⇒ osebki se morajo bojevati in tekmovati med seboj za naravne vire ⇒ boj za obstanek
npr. količina hrane, prostor, ki je na volju
140
kaj so razlike med umetnim in naravnim izborom?
- umetni in naravni izbor delujeta na isti način, ampak pri umetnem izboru deluje človek, pri naravnem pa okolje
- umetni izbor je hitreje od naravnega izbora
141
kaj je boj za obstanek?
| med kom poteka?
* sprožijo ga neenake možnosti preživetja organizmov v istem okolju, zaradi ustreznosti fenotipa osebka v nekem okolju in okolje "izbira" fenotipe, ki bodo preživeli, se uspešno namnožili in prenesli gene v naslednji rod = naravni izbor/selekcija
* poteka med predstavniki iste vrste
* glavna nagrada za osebke, ki so v boju za obstanek uspešni je razmnoževanje, saj zmagovalci lahko svoje gene prenesejo v prihodnost
142
primer boja za obstanek
zajci
hitrejši in bolj vzdržljivi imajo v boju za obstanek prednost pred počasnejšimi in manj vzdržljivimi, če jih lovi lisica; vendar so lahko uspešnejši tudi tisti, ki se znajo bolje prikriti
143
kaj pomeni naravni izbor/selekcija?
organizmov, ki so v nekem okolju uspešnejši, je iz generacije v generacijo več, ostalih pa vedno manj ⇒ postopno spreminjanje z naravnim izborom, je prilagojenost fenotipskih lastnosti organizmov na dano okolje
144
kaj so adaptacije?
= evolucijske prilagoditve = podedovane spremembe, ki se pojavijo skozi veliko generacij in organizmom povečujejo reproduktivno uspešnost v danem okolju
145
kako se delijo adaptacije?
1. adaptacije v zgradbi
2. adaptacije v notranjem delovanju
3. adaptacije v vedenju
146
primeri adaptacij v zgradbi
hidrodinamična oblika plavajočih živali
telesna oblika živih listov
147
primer adaptacij v notranjem delovanju
hemoglobin kot učinkovita molekula za prenos kisika po telesu
148
primer adaptacij v vedenju
letenje čebel k obarvanim cvetovom
149
kaj je aklimatizacija? + primer
= presnovne in fiziološke prilagoditve na nihanje razmer v okolju, ki niso dedne ter običajno reverzibilne
npr. rastline ob suši zaprejo listne reže
150
kaj je populacija?
= skupina osebkov iste vrste, ki živijo v istem času na istem prostoru in rezultat njihovega razmnoževanja je največkrat ploden potomec
151
kaj je osnovna enota evolucije? zakaj?
evolucijski učinek naravnega izbora postane viden šele, ko se skozi čas spreminja populacija osebkov ⇒ osnovna enota evolucije je populacija
152
kdaj se evolucijska sprememba zgodi?
evolucijska sprememba se zgodi, če postane neka dedna lastnost v generaciji potomcev bolj ali manj pogosta, kot je bila v populaciji staršev
153
kako nastanejo nove vrste?
evolucijska sprememba se zgodi, če postane neka dedna lastnost v generaciji potomcev bolj ali manj pogosta, kot je bila v populaciji staršev ⇒ postopoma, iz generacije v generacijo, se v populaciji razširijo nove lastnosti, stare pa se izgubijo ⇒ ko preteče veliko generacij, so osebki v populaciji popolnoma drugačni od svojih prednikov ⇒ nastanejo nove vrste
154
zakaj ne obstaja popolne prilagojenosti?
zaradi naravnega izbora ne nastajajo popolni organizmi, ampak le dovolj dobro prilagojeni na dano okolje ⇒ popolne prilagojenosti ni
155
kaj je vrsta?
= skupina populacij iste vrste, katere pripadniki se med seboj lahko razmnožujejo in imajo plodne potomce ampak ne morejo zaradi geografskih ali drugačnih ovir
156
kaj je hiperprodukcija?
= izjemna sposobnost organizmov za razmnoževanje, ko pride do tega, da je veliko več potomcev, kot je staršev in potomcev je veliko več, kot jih lahko preživi
157
primeri hiperprodukcije
bakterije, hrast z želodi, sloni
158
kaj se zgodi pri hiperprodukciji, če se razmere ne spreminjajo?
v povprečju preživi le toliko potomcev, kolikor je bilo staršev, drugi pa ne dočakajo obdobja, ko bi se lahko razmnoževali, ker ne prenesejo fizikalnih pogojev
159
ali je hiperprodukcija pogoj za delovanje naravnega izbora ali evolucijo?
ne, saj do naravnega izbora pride zaradi razlik v številu potomcev med posameznimi dednimi različicami, kakor hitro take razlike obstajajo, je naravni izbor matematična nujnost
160
zakaj je Darwin izbral hiperprodukcijo kot eno od temeljnih postavk za naravni izbor?
* **pridobljene prilagoditve** se ne prenesejo na svoje potomce
* živa bitja se ne prilagajajo zaradi **povečane rabe** določenih organov
* ni res, da je **višja sila** ustvarila vrste za točno tisto nalogo in mesto v naravi, ki jim ga je dodelila
* **vrste niso stalne**, da nastajajo in se v času spreminjajo
161
kaj so vzroki za genetsko raznolikost?
1. mutacije, saj z njimi nastajajo novi aleli
2. spolno razmnoževanje
162
s katerim procesom deluje naključje?
genetski zdrs = proces, pri katerem **naključni dogodki povzročijo spremembo v frekvenci alelov v naslednji generaciji** ⇒ po več generacijah se bo eden od alelov izgubil
163
pri katerih populacijah ima genetski zdrs večji učinek?
pri majhnih generacijah, saj so postali majhne zaradi zunanjih (lov, izguba življenjskega prostora, …) in notranjih (genetskih) dejavnikov ⇒ preživeli posamezniki niso bili bolje prilagojeni na okolje, ampak je njihovo preživetje popolnoma naključno
164
kaj je posledica genetskega zdrsa?
se vedno znižuje genetska pestrost populacij ⇒ manjša sposobnost populacije za prilagajanje, večja verjetnost sokrvja
165
zakaj je sokrvje nevarno?
ker sokrvje močno poveča možnost, da se v homozigotnem stanju znajdeta recesivna alela za genetsko bolezen ali okvaro
166
kaj pomeni, da je mutiranje je napovedljiv evolucijski dejavnik?
za veliko populacijo lahko napovemo, s kakšno pogostostjo se bo določena mutacija pojavila v naslednji generaciji
167
od česa je odvisna evolucijska usoda novih alelov?
* njihovega vpliva na preživetje in razmnoževanje
* načina njihovega izražanja
168
kakšen je lahko vpliv alela na preživetje in razmnoževanje?
* nižja sposobnost preživetja ali razmnoževanja (neugoden učinek)
* brez učinka
* izboljšana sposobnost preživetja ali razmnoževanja (ugoden učinek)
169
kaj pomeni da nov alel povzroči nižjo sposobnost preživetja ali razmnoževanja?
⇒ neugodno učinkuje na delovanje mutiranega gena ⇒ naravno izbiranje hitro izloči iz populacije ⇒ ne vplivajo na potek evolucije
170
kaj pomeni, da nov alel nima učinka na preživetje in razmnoževanje?
nanje deluje naključno gensko drsenje
171
kaj pomeni da nov alel povzroči višjo sposobnost preživetja ali razmnoževanja?
nanje deluje naravno izbiranje tako, da postajajo iz generacije v generacijo pogostejše
172
kakšen je lahko način izražanja novega alela?
1. dominanten
2. intermediarno izražen
2. recesiven
173
kakšen vpliv ima nov alel, če je dominanten in ugoden?
z naravnim izbiranjem se bo hitro povišala njegova pogostost, čeprav je alel sprva redek in se pojavlja le v heterozigotnih genotipih
174
kakšen vpliv ima nov alel, če je intermediarno izražen?
isto kot pri dominantnem alelu, ampak počasneje:
naravnim izbiranjem se bo hitro povišala njegova pogostost, čeprav je alel sprva redek in se pojavlja le v heterozigotnih genotipih
175
kakšen vpliv ima nov alel, če je recesiven?
se najprej pojavi v heterozigotnih genotipih ⇒ nima nič boljših možnosti za obstanek kot vsi drugi presežni potomci
176
kako selekcija opravi z neugodnimi dominantni aleli? + primer
* deloma jih izloči naravno izbiranje, a bolezen se še vedno pojavlja v nizkem številu zaradi mutacij ali dedovanja
* npr. Huntingtonova bolezen
177
kaj je Huntingtonova bolezen?
| vzrok, posledice, kdaj se začnejo simptomi, življenjska doba
* gre za **dominantno** mutacijo **gena HD**, ki povzroča povečano število **CAG** ponovitev, posledično tudi **degenerativne spremembe v možganih** (nehoteni premiki, demenca, psihiatrične motnje…)
* pozen začetek pojavljanja bolezenskih znakov (pri starosti 30 do 50 let) ⇒ ni znakov bolezni v rodni dobi
* življenjska doba: 20 let po začetku pojavljanja znakov
178
kako selekcija opravi z neugodnimi recesivni aleli? + primer
* se z naravnim izbiranjem ne morejo povsem izločiti iz genskega sklada populacije: nekaj se jih obdrži v osebkih s heterozigotnim genotipom, ki ne kažejo nikakršnih znakov genetske bolezni
* npr. fenilketonurija
179
kaj je fenilketonurija?
| kaj je vzrok? kaj so posledice? pri novorojenčkih? zdravljenje?
* gre za recesivno mutacijo gena za encim, ki pretvori aminokislino fenilalanin (Phe) v tirozin (Tyr)
* ⇒ Phe se začne kopičiti v krvi ⇒ bruhanje, zastoji v rasti, mentalna zaostalost, težave z učenjem, hiperaktivnost, ... + pomanjkanje tirozina
* novorojenčki ob rojstvu nimajo težav, saj materina presnova zagotovi normalne količine Phe in Tyr
* zdravljenje: posebna dieta z malo Phe vse življenje omogoča normalen razvoj in prepreči zaostalost (meso, ribe, sir, oreščki, fižol, grah,… le v zelo majhnih količinah)
180
kako vpliva preseljevanje na potek evolucijskega procesa?
ko se populacije prostorsko ločijo, v vsaki ločeni populaciji potekajo neodvisni evolucijski procesi (mutiranje, prilagajanje na lokalno okolje in delovanje naključja) ⇒ nastanek novih vrst
181
kaj so dokazi za evolucijo
1. fosili in paleontološki dokazi
1. zakrneli organi
1. območja razširjenosti vrst
1. zgradba organizmov (primerjalna anatomija)
1. razvoj zarodkov (embriologija)
1. molekularna biologija (zgradba genov, beljakovin in drugih molekul)
1. umetni izbor
1. opazovanje evolucijskih sprememb v laboratorijskih poskusih in v naravi
182
kaj so fosili?
= fizični in kemijski ostanki organizmov iz preteklih geoloških obdobij
183
kaj je paleontologija?
= znanost, ki razlaga fosile in preučuje življenje v geološki zgodovini
184
zakaj uporabljamo paleontološki dokazi?
njihov obstoj se ne da zanikati, saj gre za empirično dejstvo
185
kaj so ugotovitve paleontoloških raziskav glede območij razširjenosti vrst glede starosti?
fosili niso naključno nametani po zemeljskem površju, saj pojavljanje je **geografsko omejeno**, kot pri sodobnih vrstah in v kamninah se pojavljajo **v slojih po starosti**
186
kako določajo starost fosil in kamnin?
* z vodilnimi fosili določajo relativno starost
* z radiometričnim datiranjem določajo absolutno starost
* z molekularno uro
187
kaj so vodilni fosili?
= fosili, ki so značilni za določena geološka obdobja, da lahko že po njih ocenimo približno starost kamnin brez natančnih analiz
188
kako določajo absolutno starost kamnin/fosilov?
z radiometričnim datiranjem, ki temelji na radioaktivnem razpadu ogljikovih izotopov
189
kako poteka radiometrično datiranje?
1. pod vplivom visokoenergetskih žarkov **se sproščajo prosti nevtroni**
2. prosti **nevtron trči z dušikovim jedrom** ⇒ razpade na jedro **14C in prost proton**
3. **14C + O2 → CO2**
4. **fotosinteza** ⇒ **rastline vgrajujejo stabilne in nestabilne izotope C**, vgrajene v CO2
5. **živali pojejo rastline** ⇒ C izotopi prehajajo po prehranjevalni verigi ⇒ **razmerje med izotopi v atmosferi in prehranjevalni verigi** je enako razmerju med temi izotopi v atmosferi
6. **organizem umre ⇒ ne vgrajuje več ogljika** ⇒ razmerje med izotopi se spremeni
7. ker izotop **14C razpada z znano in stalno hitrostjo**, lahko iz razmerja med 14C/12C določimo starost fosila (količino obeh izotopov izmerimo z masno spektrometrijo)
190
na čim temelji določanje starosti kamnin/fosilov z molekularno uro?
na enakomernem kopičenju mutacij v genomu v času
191
vrste fosilov
* direktni fosili
* indirektni fosili
* živi fosili
* fosili prehodnih oblik
192
kaj so direktni fosili?
deli teles (kosti, zobje, …)
193
kaj so indirektni fosili?
sledi teles (odtisi stopal, zobovja, …)
194
kaj so živi fosili? + primer
= organizmi, ki so v enakem stanju že dolgo časa in nimajo živečih sorodnikov, npr. **Tuatara**
195
kaj so fosili prehodnih oblik?
dokazujejo, da fenotipsko spreminjanje poteka v majhnih korakih
196
kako določajo relativno starost kamnin/fosil?
paleontologi s pomočjo vodilnih fosilov, ki so značilni za neko obdobje, določijo/ocenijo iz katerega obdobja je fosilna združba oz. kamnina, ki jo najdejo v sloju Zemljine skorje brez natančnih analiz
197
kdaj je radiometrično datiranje možno?
s kamninami/fosili, ki so stati 500 do 50.000 let, saj po cca 50.000 letih ostane tako malo 14C, da ga ne moremo več natančno izmeriti
198
kako nastanejo zakrneli **organi**? + primer
če organ ni več potreben za preživetje in razmnoževanje, se postopoma naberejo mutacije, zaradi katerih organ sčasoma zakrni
zmanjšanje in izguba funkcionalnosti zadnjih okončin kitov
199
kdaj nastanejo zakrneli **geni**? + primer
ko njihovi produkti niso več potrebni ⇒ nastanejo psevdogeni, ki imajo podobna zaporedja kot delujoči geni, a se ne prevedejo v beljakovino, ker so jih prizadele mutacije
npr. gen, ki kodira encim, ki omogoča nastanek vitamina C
200
zakrnitev gena, ki kodira encim, ki omogoča nastanek vitamina C
| kaksna mutacija je, kako se je razvila, posledice
gre za nevtralno mutacijo ⇒ nanje naravni izbor ne deluje
mutacija gena GLO, ki normalno kodira encim GLO in katalizira zadnjo reakcijo v metabolni poti sinteze vitamina C ⇒ nekateri živali (primati, morski prašički,…) ne morejo sintetizirati vitamin C ⇒ moramo ga pridobivati iz rastlin in žival, ki ga lahko sintetizirajo
201
kako so preživeli osebki z zakrnelim genom GLO?
osebki, ki so zaradi mutacije gena GLO ostali brez delujočega encima, so bili enako sposobni preživetja kot z delujočim encimom ⇒ naravni izbor jih ni izločil ⇒ dedovanje okvarjenega gena
202
kaj so navidezno nepopolne lastnosti? + primer
lastnosti, ki opravljajo svojo biološko funkcijo, a bolj za silo
npr. povezanost prebavne in dihalne poti
203
o povezanosti prebavne in dihalne poti
* gre za **navidezno nepopolno lastnost**
* telesno zgradbo in skoraj vse organe smo podedovali od rib, pri katerih usta in požiralnik opravljata nalogo dihanja in prebave s povezane škrge in ustno votlino
* pri ljudeh dihanje in prebava postaneta nezdružljiva, prebavna in dihalna pot se križata - sočasno požiranje in dihanje nista možna s trdim nebom (ki omogoča dihanje med požiranjem) in z refleksom kašljanja
204
kaj so atavizmi?
= pojav lastnosti, ki sicer za neko vrsto niso običajne in jih imajo le oddaljeni sorodniki ali pa so jih domnevno imeli davni predniki
205
kako nastanejo atavizmi?
* geni, ki kodirajo atavizmi, so še vedno prisotni, najpogosteje pa se ne izražajo ker njihovo izražanje preprečujejo regulacijski geni
* pride do izražanja genov, ko se regulacijski geni mutirajo in če geni, ki kodirajo atavizmi niso bili okvarjeni z mutacijami
206
kako razložimo območja razširjenosti vrst?
* Wegnerjeva teorija o tektoniki plošč
* endemične vrste (endemiti)
207
o Wegnerjevi teoriji o tektoniki plošč + dokaz
* razlaga, da so bile ob koncu srednjega zemeljskega veka Južna Amerika, Antarktika in Avstralija povezane v enotno celino, kar je omogočalo vrečarjem razširjanje po kopnem
* dokaz: najdbe fosilnih vrečarjev na Antarktiki, ki danes živijo le v Južni Ameriki in Avstraliji
208
kaj so endemične vrste? + primer
* živijo v relativno majhnih območjih, saj so se razvili iz populacij, ki so bile daljši čas prostorsko ločeno od drugih populacij
* npr. človeška ribica, avrikelj
209
filogenetsko drevo
* ali evolucijsko drevo
* razlaga postopno spreminjanje lastnosti posameznih vrst tako, da dokler gre za eno samo vrsto, lahko ponazorimo njeno »pot« skozi čas kot črto, vzdolž katere so nanizane spremembe
* nastanek dveh novih, hčerinskih vrst ponazorimo s črto, ki se razcepi
210
kaj so homologne lastnosti?
= podobnosti, ki jih vrste podedujejo od skupnih prednikov; skupen izvor in podobna zgradba, ampak različne podrobnosti v zgradbi in različna vloga pri različnih organizmih
211
kaj je divergentna evolucija?
= vrste, ki so ožje sorodne, se prilagajajo na različna okolja in naravno izbiranje jih usmerja v različne ekološke vloge, s tem postajajo vse bolj različne med sabo
vodi v nastanek homolognih lastnosti
212
kaj so primeri homolognih lastnosti?
1. pentadaktilne okončine (okončine s 5 prsti) pri vretenčarjih
2. listi semenk
213
kako so pentadaktilne okončine pri vretenčarjih homologni?
* imele so jih zgodnje kopenske dvoživke, iz katerih so vsi vretenčarji razvili ⇒ vsi vretenčarji so imeli enako osnovno pentadaktilno zgradbo okončin
* osnovna struktura okončin se je prilagodila na različne načine premikanja v različnih okoljih, vendar vsi organizmi imajo enake tipe kosti in 5 prstov
214
kako so listi semenk primer homolognih lastnosti?
so različnih oblik in velikosti, vendar je njihova zgradba enaka ⇒ homologni
215
kaj so analogne lastnosti?
= podobnosti, ki niso med podedovane, ampak jih povsem različne vrste pridobijo neodvisno med evolucijo zaradi enakega ali podobnega načina življenja
evolucija jih razlaga kot posledica delovanja naravnega izbiranja
216
kaj je konvergentna evolucija?
= vrste, ki so med sabo le v daljnem sorodstvu, zaradi podobnega delovanja naravnega izbiranja prilagodijo na podobno ekološko vlogo, postanejo med sabo bolj podobne
vodi v razvoj analognih lastnosti
217
kaj so primeri analognih lastnosti?
* hidrodinamično oblikovano telo (delfin - sesalec, pingvin - ptica)
* krila (žuželka, ptica)
218
kaj so tranzicijske vrste? kako nastanejo?
ali manjkajoči/vezni členi
evolucijske spremembe potekajo le po majhnih korakih ⇒ med danes še tako različnimi oblikami rastlin in živali morajo obstajati prehodne oblike (živeče ali izumrle), oz. tranzicijske vrste
gre za močan argument v prid evolucijski teoriji
219
primeri manjkajočih (veznih) členov
1. Tiktaalik
2. Praptič
220
o Tiktaalikah
- gredo za **manjkajoči (vezni) členi** med ribami in kopenskimi vretenčarji
- ima **lastnosti vodnih organizmov** (škrge, luske, plavuti) in karakteristike **dvoživk** (sploščeno telo, nosnice zgoraj, močne plavuti za podporo telesu, vrat, pljuča, v plavutih manj, vendar močnejše kosti, močnejša rebra za dihanje)
221
o Praptičah
- **vezni (manjkajoči) člen** med plazilci in ptiči
- ima **plazilske lastnosti** (dolg rep, plazilski gobec z zobmi namesto kljuna, slabo razvita prsnica, prednje okončine s tremi prostimi prsti s kremplji za oprijemanje, koža pokrita z luskami) in **ptičje lastnosti** (skoraj ploska rebra, perje na sprednjih okončinah in repu, trebušna rebra)
222
kako embriologija dokazuje evolucijo?
- do neke mere se v zgodnjem razvoju zarodka pojavljajo lastnosti po istem vrstnem redu, ko so se pojavile v evoluciji vrste
- bolj kot so si vrste evolucijsko sorodne, dlje časa so si zarodki podobni
- primerjava zgodnjih stopenj razvoja zarodka je vir dokazov za skupni izvor različnih organizmov
223
kako molekularna biologija dokazuje evolucijo?
bolj kot sta si dve vrsti sorodni, bližje v preteklosti je živel njun zadnji skupni prednik ⇒ manjše so razlike v zaporedju aminokislin ⇒ imajo bolj podobne gene in beljakovine
224
kaj je genetsko evolucijsko drevo?
Woesejev nadomestek za sistem 5 kraljestev (rastline, glive, živali, protista, monera) s sistemom 3 domen (evkarionti, arheje in bakterije), ki temelji na primerjavi zgradbe, molekularne biologije (rRNA)
225
kaj je pomanjkljivost sistema 5 kraljestev?
razlike znotraj nekaterih kraljestev in podobnosti med različnimi kraljestev so nelogične, da bi tudi z njimi razvrščali te organizme na taki način
226
kako lahko dokazujemo evolucijo z opazovanjem evolucijskih sprememb v laboratorijskih poskusih?
| pri katerih vrstah, na kak način, primer
* možno pri vrstah, ki imajo kratke generacijske čase
* raziskovalci lahko na določen način spremenijo okolje in tako nadzorovano sprožijo delovanje naravne selekcije
* npr. vinske mušice
227
kaj je generacijski čas?
= čas med dvema zaporednima generacijama
228
primeri opazovanja evolucijskih sprememb v naravi
zakaj pri teh?
1. brezove pedice
2. odpornost bakterij na antibiotike
zaradi kratkih generacijskih časov, številčnosti bakterijskih populacij ⇒ hitre evolucijske spremembe
229
dejavnosti, ki vodijo v razvoj odpornosti bakterij
* **pretirana uporaba antibiotikov** (tradicionalna uporaba je za zdravljenje okužb, obsežna uporaba pa kot dodatek k živalski hrani za pospeševanje rasti in preventivo pred boleznimi)
* **neustrezna uporaba antibiotikov** (antibiotiki se v klinični praksi predpisujejo pogosteje kot je dejansko potrebno in mnogi bolniki prenehajo z uživanjem antibiotikov prehitro)
* **hitro širjenje odpornih bakterij**
230
ukrepi za preprečevanje odpornosti bakterij na antibiotike
* zdravljenje z antibiotikami okužbe, povzročene z bakterijami, ki so na izbrani antibiotik dejansko občutljive
* predpisovanje dovolj visokih odmerkov antibiotikov
* jemanje antibiotikov dovolj dolgo
231
izvor genov, ki kodirajo odpornost na antibiotike
* spontane mutacije
* konjugacija
* virusi
232
postopek razvoja odpornosti bakterij na antibiotike:
1. v populaciji bakterij obstaja genetska raznolikost: v vsaki populaciji imamo bakterije ki so bolj in manj občutljive
2. količina antibiotika je prenizka, ali bolnik ne zaključi zdravljenja z antibiotikom do konca ⇒ le najbolj občutljive bakterije bodo uničene
3. razvije se nova populacija, kjer tudi bo obstajala genetska variabilnost glede občutljivosti na antibiotik in ko se zdravljenje nadaljuje, postanejo nekatere bakterije bolj odporne ⇒ preživijo le najbolj odporne bakterije ⇒ razvoj populacije z veliko odpornostjo
4. odporne bakterije lahko izmenjajo gene za odpornost z drugimi bakterijami
233
določanje kvantitativnih lastnosti z geni
| /+ kaj je kvantitativna genetika?
* določajo jih več genov in okolje
* kvantitativna genetika = veja genetike, ki ugotavlja, kolikšen je pri teh lastnostih prispevek okolja in kolikšen prispevek genov
234
določanje kvalitativnih lastnosti (koliko genov, vpliv okolja)
* določa jih samo en sam gen, oz. nekaj alelov
* so neodvisne od okolja
235
opazovanje evolucijskih sprememb v laboratorijskem poskusu z vinskami mušicami
enotna predniška populacija => polovica v gojišču z maltozo, polovica s škrobom => po 40 generacijah se zaradi različnega selekcijskega pritiska oblikuje razmnoževalna ločitev => med seboj se parijo osebki, ki so se hranili s škrobom/maltozo in se ne mešajo med seboj
236
kako lahko ločujemo med kvantitativno in kvalitativno lastnostjo?
* kvantitativne lastnosti imajo številne, pogosto med seboj nejasno ločljive pojavne oblike in so v populaciji zvezno porazdeljene z gaussovo krivuljo
* kvalitativne lastnosti se pokažejo v manjšem številu točno določenih stanj, ki jih podamo opisno ali s števili in med njimi ni vmesnih stanj
237
kaj je genski sklad populacije?
= vsi aleli vseh osebkov v populaciji
238
kaj je odvisno od genskega sklada populacije?
* od sestave genskega sklada populacije je odvisen **genotip osebkov**
* od genotipa osebkov so odvisne **fenotipske lastnosti**
239
kako opišemo genski sklad populacije?
* kateri aleli sestavljajo genskega sklada
* pogostost teh alelov, ki jih označujemo z malimi črkami (p, q, r) in izrazimo v deležih
240
kaj je Hardy-Weinbergovo načelo?
= pogostost alelov v genskem skladu populacije se ohranja iz generacije v generacijo, čeprav jih spolno razmnoževanje vsakič popolnoma premeša in sestavi v nove medsebojne kombinacije
241
kdaj velja Hardy-Weinbergovo načelo?
* ni mutacij
* ni preseljevanja
* parjenje je naključno
* ni selekcije
* populacija je neskončno velika
242
kaj so formule za Hardy-Weinbergovo načelo?
pogostost alelov: p + q = 1
pogostost genotipov: (p + q)2 = p2 + 2pq + q2 = 1
p je pogostost enega alela, q pa drugega
p2 je pogostost homozigotni genotip enega alela, q2 pa drugega
2pq je pogostost heterozigotnega genotipa
243
kdaj lahko spremenijo fenotipske lastnosti?
fenotipske lastnosti se lahko spremenijo le, če se spremeni razmerje genotipov, to pa se spremeni, če se spremeni genski sklad starševske populacije => evolucija = spreminjanje genskega sklada populacije
244
s čim se spremeni genski sklad populacije?
evolucijski dejavniki (naravni izbor, mutacije, naključje, preseljevanje osebkov)
245
kaj ne povzroči spreminjanje genskega sklada populacije?
spolno razmnoževanje, saj alele genskega sklada vsako generacijo premeša in kombinira na novo, ob čimer se ne zgubijo ali nastajajo alele
246
kaj je speciacija?
= nastajanje novih vrst
247
kakšne so meje med vrstami?
meje med vrstami niso fizične, ampak so konceptualne => je več različnih konceptov/definicij vrst
248
koncepti vrst
* morfološki
* biološki
* evolucijski
* koncept genetske podobnosti in sorodnosti
249
morfološki koncept vrste
vrsto tvorijo posamezniki, ki imajo določeno kombinacijo zunanjih ali notranjih telesnih lastnosti, ki jih lahko opazujemo in merimo
250
biološki koncept vrste
* vrsto tvori skupina populacij, znotraj katerih se osebki resnično ali potencialno spolno razmnožujejo in imajo plodne potomce, vendar so v naravi razmejene od drugih takšnih populacij
* telesne razlike med vrstami niso nujne
251
problemi biološkega koncepta vrste
* ne vključuje vrste, ki se razmnožujejo nespolno
* plodni potomci, ki ne preživijo
* izumrle vrste (ne vemo, kako ste razmnoževali)
252
evolucijski koncept vrste
* vrsto tvori samostojno sosledje predniških in nasledniških populacij, ki v času ostaja ločeno od drugih takih sosledij ter ima svoj začetek (speciacijo) in konec (izumrtje)
* uporaben je tudi za fosile, pri katerih ne moremo preverjati uspešnosti navzkrižnega parjenja
253
koncept genetske podobnosti in sorodnosti
* vrsto tvori skupina ožje sorodnih posameznikov, katerih sorodnost in genetska podobnost sta bistveno večji, kot sta s posamezniki iz drugih takšnih skupin
* uporabno pri spolnih in nespolnih organizmih
254
**na čim temelji** koncept genetske podobnosti in sorodnosti?
* **mutacije se v zaporedju DNA kopičijo s precej enakomerno hitrostjo** ⇒ **podobnost v sestavi nukleotidnih zaporedij DNA približno sorazmerna s časom ločitve posameznih evolucijsko samostojnih skupin organizmov**
* v bakterijski taksonomiji velja, da mora biti podobnost zaporedij DNA znotraj vrste višja od 95%
255
katere hipoteze o nastanku življenja na Zemlji obstajajo?
1. trajnostna hipoteza
2. kreacijska hipoteza
3. kozmična hipoteza
4. hipoteza o spontanem nastanku
5. biokemijska (evolucijska) hipoteza
256
kaj trdi trajnostna hipoteza?
ideja o stalni prisotnosti živih bitij na Zemlji, tako o njihovem nastanku sploh ne moremo govoriti
257
kaj trdi kreacijska hipoteza?
živa bitja je ustvarilo nadnaravno bitje (bog, stvarnik)
258
kaj trdi kozmična hipoteza?
življenje je nastalo nekje v vesolju in pozneje prišlo na Zemljo
dejanskega nastanka živih bitij ne obravnava
259
kaj trdi hipoteza o spontanem nastanku?
živa bitja lahko kadarkoli nastajajo iz nežive snovi, če so izpolnjeni določeni pogoji
260
kaj je abiogeneza?
= nastajanje življenja brez prisotnosti živih bitij
261
kdaj je bila hipoteza o spontanem nastanku priznana? kdo jo je ovrgel?
priznana ves čas od antike do 17. stoletja, ko jo je ovrgel Francesco Redi, oz. do srede 19. stoletja, ko jo je ovrgel Pasteur
262
poskus Francesco Redi
2 kozarca z mesom: pokrit in nepokrit => ličinke nastanejo samo če muhe pridejo v stik z mesom in ne nastajajo spontano
zavrže hipotezo o spontanem nastanku
263
kaj trdi biokemijska/evolucijska hipoteza?
po prvotnem nastanku življenja se abiogeneza ni več ponovila, niti je ne znamo umetno ponoviti
abiogeneza je potekala v 4 zaporednih procesih kemoevolucije
264
kaj je kemoevolucija?
= proces, s katerim so iz preprostih organskih molekul nastajale kompleksnejše molekule
265
postopek abiogeneze
1. sinteza majhnih organskih molekul (biomonomeri) v neživi naravi — monosaharidi, aminokisline, maščobe
2. združevanje biomonomerov v biopolimere s pomočjo anorganskih katalizatorjev
3. nastanek samopodvajajočih se molekul, ki so omogočile dedovanje ⇒ prebiotska evolucija
4. **združevanje samopodvajajočih molekul, ločujejo se od okolja s pomočjo membran** ⇒ življenje, oz. pojav celic
266
zakaj so biopolimeri bili pomembni pri nastanku življenja z abiogenezo?
so nosilci osrednjih življenjskih funkcij: gradijo celice in zunajcelične strukture, usmerjajo in pospešujejo biokemijske reakcije, shranjujejo informacijo o lastni zgradbi in o zgradbi drugih biopolimerov
267
zakaj 3. korak abiogeneze pomeni (prebiotsko) evolucijo
saj so izpolnjeni 3 pogoji za evolucijo:
- samopodvajanje pomeni razmnoževanje in dednost
- raznolikost – ker preprosto samopodvajanje ni bilo natančno so nastajale številne napake
268
razmere na Zemlji v zgodnjem obdobju:
* osnovni elementi, iz katerih so nastajale organske snovi, so prihajali v Zemljino atmosfero iz njene notranjosti (z vulkanski izbruhi), delno pa so jih prinašali meteoriti
* pred približno 4,2 milijarde let se je površje Zemlje dovolj ohladilo, da se je vodna para utekočinila in dobi še tekočo hidrosfero ⇒ najpomembnejši pogoj za nastanek življenja
* prvotna Zemljina atmosfera je bila reducirajoča atmosfera
269
kaj pomeni da prvotna Zemljina atmosfera bila reducirajoča?
ne vsebuje kisika in drugih oksidirajočih plinov ⇒ organske molekule niso mogli oksidirati do CO2 in H2O kot danes ⇒ lahko so se **kopičile in kombinirale v kompleksnejše organske molekule**
270
kaj je bilo potrebno za sintezo organskih snovi iz plinov prvotnega Zemljinega ozračja?
* energija
* voda
* odsotnost kisika v ozračju
* odsotnost življenja, ki bi organske molekule razgrajevalo
271
kateri poskus razlaga nastanek prvih organskih molekul?
Müller-Urujev poskus
272
potek Müller-Urujevega poskusa
1. **segrevanje vode** v bučki ⇒ vodna para, ki predstavlja **atmosfero**
2. atmosfera vsebuje mešanico **H2, CH4, NH3 in vodne pare**
3. v kondenzorju se je **atmosfera ohladila**, “dež” in **raztopljene molekule se nabrale v erlenmajerici**
4. Müller je periodično **analiziral vsebino tekočine v erlenmajerici**
273
rezultati analize produktov Müller-Urujevega poskusa
vzorec je vseboval enostavne spojine (formaldehid, vodikov cianid) in kompleksne spojine (aminokisline, ogljikovodiki)
274
sklep Müller-Urujevega poskusa
**organske molekule** so lahko nastale na zgodnji Zemlji abiotično (iz neživega), pri kasnejših poskusih so nastale tudi nukleinske kisline, sladkorji, lipidi in ATP
275
kaj je LUCA?
= Last Universal Common Ancestor = zadnji vsesplošni skupni prednik
gre za edino od zgodnjih oblik življenja, katere potomci so se ohranili do današnjih dni
živel pred cca 4 milijardami let
276
argument v prid hipotezi o LUCA
vsi organizmi imajo podobne:
- **biokemijski mehanizmi**
- osnovne principe **razmnoževanja, dedovanja**
- **izražanje genetskih** informacij
277
kaj so homologije vseh znanih organizmov?
* primarni dedni zapis na **DNA**
* **ribosomi** kot mesto sinteze beljakovin
* **ATP** kot skladiščna molekula kemijske energije
* celice obdaja dvoslojna **lipidna membrana**
* **dvostopenjsko razmnoževanje** (podvojitev DNA in organelov, celična delitev)
278
kaj trdi heterotrofna hipoteza?
prvi organizmi so bili heterotrofi, oz. energijo in gradnike so za svojo rast dobivali iz energetsko bogatih reduciranih organskih spojin
279
kako je potekalo spreminjanje količine kisika v Zemljinem ozračju
1. pojav fotoavtotrofov, ki opravljajo fotosintezo in sproščajo kisik v ozračje ⇒ kisik veže na obilico železa v takratnih oceanih ⇒ nastane FeO ⇒ še zmeraj nizek % O2 v zraku
2. železova vezava s kisikom ⇒ koncentracija železa se manjša ⇒ kisik se ni imel več kam vezati ⇒ koncentracija kisika se začne naraščati v vodi
3. kisik začne prehajati v ozračje z difuzijo, kar je bilo strupeno za večino do takrat živečih organizmov (anaerobi), oz. velika oksigenacija ⇒ razvoj aerobov
279
kako so se razvili aerobi?
* v času LUCA je bila prosta zaloga energetsko bogatih organskih spojin že izčrpana, zato so organizmi jih sintetizirali sami ⇒ **kemolitotrofi**, ki so potrebno energijo so pridobivali iz preprostih reduciranih anorganskih snovi
* **fotoavtotrofi** (cianobakterije) so bili ključni za nadaljnji razvoj življenja na Zemlji, ker so opravljale fotosintezo ⇒ v okolje se začne sproščati kisik ⇒ razvoj aerobov
280
zakaj so umrli anaerobi pri veliki oksigenaciji?
kisik je bil strupen za večino do takrat živečih organizmov, ker:
* **poškoduje različne organske snovi** v celici
* **agresivno reagira z organskimi molekulami**
* onemogoča delovanje **encimov**, če celice nimajo ustreznih zaščitnih mehanizmov (**antioksidantov**)
* **spreminja kemijske vezi**
281
kako so preživeli organizmi prilagodili novim razmerom po veliki oksigenaciji? kaj je bila posledica na evolucijo?
kisik izkoristijo za celično dihanje ⇒ učinkovitejše delovanje celice, oz. sproščanje energije iz organskih snovi ⇒ evolucija energetsko potratnejših, večjih in kompleksnejših organizmov možna
282
kako so se pojavili prvi evkarionti?
* prvi so bili enoceličarji
* nastala je s postopnim razvojem iz prokariontske celice: **uvihavanje celične membrane prokariontske celice** ⇒ nekatere uvihki obdajo DNA iz česa nastane jedrna ovojnica, ER, GA
* **endosimbiontska teorija** razlaga nastanek kloroplastov in mitohondrijev
283
kaj je endosimbioza?
= splošno razširjen pojav, pri katerem določen organizem prebiva v telesu (oz. telesni) celici drugega
284
primer bakterijske endosimbioze
med **planktonskim diatomejami** in **bakterijami, ki vežejo dušik iz zraka** — bakterija veže dušik iz zraka in ga preda gostiteljski evkariontski celici, ta pa bakterijo oskrbuje s sladkorji in drugimi organskimi molekulami, ki jih proizvede s fotosintezo
285
primer živalske endosimbioze
**listne uši + endosimbiontske bakterije rodu Buchnera** — bakterije so sposobne proizvesti nekatere vitamine in aminokisline, ki bi listnim ušem sicer manjkale, v zameno od svojih gostiteljev dobijo energetsko bogate snovi
286
kaj je sekundarna endosimbioza?
= evkariontska celica v svojo notranjost sprejme drugo evkariontsko celico
287
primer sekundarne endosimbioze
**korale + enocelične bičkaste alge dinoflagelati** — alge korale stalno oskrbujejo s fotosintetično pridelano hrano, alge pa koristi koralu barvo
288
kaj so prednosti evkariontske celice?
* v okolju z vse več kisika je **učinkovito lahko pridobivala energijo** iz organskih snovi, zaradi mitohondrijev, celičnega dihanja, …
* celica je lahko bila **večja** zaradi **razdelitve** na več z membrano obdanih delov
* s kloroplastom lahko s fotosintezo **sama izdeluje organske snovi iz anorganskih**
289
kaj je definicija večceličnega organizma?
= oblika sodelovanja, pri kateri se enocelični organizmi odpovedo svoji individualnosti v zameno za večjo možnost preživetja
289
kako so nastali večcelični organizmi?
hčerinske celice, nastale z delitvijo predniške celice, ostanejo med seboj povezane in na tak ali drugačen način sodelujejo
290
kaj so posledice večceličnosti:
* **večji** organizmi
* celice se lahko diferencirajo ⇒ **delitev dela** v organizmu ⇒ organizem lahko postane **bolj kompleksen** ⇒ lahko postane **bolj učinkoviti**
* **večja pestrost** organizmov
* **večja inteligentnost**
291
kaj je diferenciacija celic?
oz. delitev dela
⇒ vsaka celica ne opravlja vseh nalog
292
kaj so ohlapne večcelične oblike? + primer
bakterije in arheje, ki se pojavijo v večceličnih organizacijah, ampak niso večcelični organizmi, saj še vedno funkcionirajo samostojno
npr. biofilm
293
kaj so značilnosti pravih večceličnih organizmov?
* nastanejo **iz iste predniške celice**
* posamezne celice **ne morejo živeti samostojno**
* celice komunicirajo druga z drugo in so **med seboj tesno povezane**
* posamezne celice se med seboj **vsaj malo razlikujejo** in **opravljajo različne funkcije** ter zasedajo **različna mesta** v telesu večceličnega organizma
294
kaj je bila prva velika prednost večceličnega stanja?
zaščita pred plenjenjem s fagocitozo
295
kaj so prvi večcelični živali s pravimi tkivi?
kaj so bili prvi večceličarji?
* ediakarsko živalstvo
* alge
296
kaj je argument v prid hipotezi o ločenem razvoju mnogoceličnosti?
evkariontske enoceličarji so si dokaj podobni, čeprav so večcelične strukture popolnoma različne
297
kaj je kambrijska eksplozija?
**= obdobje pojava vseh glavnih skupin živali**
* pred kambrijsko eksplozijo so imele vse večje živali **mehka telesa, ni sledov o plenilstvu** => s kambrijsko eksplozijo se prvič pojavijo **plenilci, ki so bili dolgi več kot 1m, imeli so čeljusti in ostale prilagoditve za lovljenje plena**
* se pojavijo prilagoditve za **obrambo pred plenilci**
298
zakaj pravimo, da je kambrijska eksplozija, bila "eksplozija"?
hiter nastanek velikega števila vrst ⇒ “eksplozija”
299
teorije o nastanku večceličnih organizmov:
1. kolonijska teorija
2. sincicijska teorija
300
kaj trdi kolonijska teorija?
celice se po delitvi naj ne bi ločile od matične celice ⇒ nastanek kolonijske tvorbe, podobno kot pri algi Volvox
301
o delovanju alge Volvox
* **ohlapen** večcelični organizem
* **vse celice so enako zgrajene**
* **nima razvitih tkiv in organov**
* celice pri premikanju med seboj **sodelujejo**
302
kaj trdi sincicijska teorija?
nastala naj bi mnogojedrna tvorba, v kateri med jedri ni celičnih membran, kasneje naj bi med jedri nastale membrane in s tem večcelični organizem
303
posledice prehoda živih bitij na kopno
* večja biotska pestrost
* evolucija spretnosti in inteligence, ki sta omogočili evolucijo lastnosti, ki so bistveno oblikovali kopensko okolje
304
ločnica med življenjem v vodi in življenjem na kopnu
ni ostre ločnice
305
značilnosti ključnih evolucijskih prehodov na kopno:
* postopni
* dolgotrajni
* so se zgodili večkrat neodvisno pri rastlinah, glivah, različnih nevretenčarjih in naposled še pri vretenčarjih
306
problemi organizmov pri prehodu na kopno:
1. UV sevanje
2. opora
3. izsuševanje
4. spreminjanje kisika v plinastem stanju
307
kako je bil rešen problem UV sevanja za organizme pri prehodu na kopno?
* nastanek ozonske plasti po veliki oksigenaciji: O2 + UV → 2O, O + O2 → O3
* ozon absorbira večino smrtnega kratkovalovnega sevanja UVC
308
kako je bil rešen problem opore za rastline pri prehodu na kopno?
* silo teže so lahko premagale tiste alge, ki so z mutiranjem pridobile sposobnost sinteze **lignina**, ki je postal sestavni del celični sten kopenskih rastlin in stenam da **togost in trdnost**
* celične stene z veliko lignina so olesenele in skupaj tvorijo **les**
309
kako je bil rešen problem opore za živali pri prehodu na kopno?
* razvijejo vlaknaste beljakovine in mišice
* manjše živali: hidrostatsko ogrodje
* večje živali: trdno ogrodje, ki daje oporo notranjim organom in mišicam
310
kaj so predprilagoditve? + primeri
* ali eksaptacije
* = organi, s katerimi so živali bile že vnaprej opremljene in so jim plajšale prehod na kopno
* npr. trdno zunanje ogrodje pri rakih, polžih, školjkah, ...
311
vloga trdnega zunanjega ogrodja
* vloga **zaščite**: deluje kot oklep, ki živali varujejo pred plenilci
* vloga **gibanja** pri členonožcih
* **prijemališče za mišice**
312
kaj je omogočilo prehod rib na kopno?
notranje ogrodje rib in njihovo mišičasto telo sta dovolj zmogljiva, da na kopnem nosita težo manjših rib
313
ribe sprehajalke
* pot rib na kopno
* preživijo pol svojega časa na kopnem, se tam tudi spretno premikajo in dihajo zrak
314
ribe mesnatoplavutarice
* glavna vretenčarska pot na kopno
* plavuti, ki so grajene kot okončine kopenskih vretenčarjev, s katerimi ne hodijo, ampak so uporabni v vodah tega časa
* v mnogih majhnih evolucijskih korakih so plavuti postali dovolj močne in gibljive, da so lahko na kopnem nosile več kg težko telo zgodnjih doživk ⇒ evolucija nog kopenskih vretenčarjev
315
pomembne evolucijske spremembe vretenčarskega okostja, ki so omogočile oporo in gibanje na kopnem
* ribe mesoplavutarice: **plavuti → noge**
* **hrbtenica s čvrsto povezanimi vretenci**
* močna sklepna **povezava med hrbtenico in lobanjo**
* **mišičast vrat**
* okolčje (**križ**), ki je sklepno **povezan s hrbtenico**
* **rebra**, ki tvorijo prsni koš in dajejo **oporo notranjim organom**
316
kaj je evolucijsko tehtanje?
= nasprotujoči si pritiski, pod katerimi deluje naravno izbiranje
317
kako je delovalo evolucijsko tehtanje, da je nastal problem izsuševanja pri prehodu na kopno?
potreba po preprečevanju izsuševanja in potreba po vlažnih površinah za izmenjavo plinov za dihanje
318
kako je bil rešen problem izsuševanja pri rastlinah pri prehodu na kopno?
* **prevodna tkiva**
* razvije **odpiranje/zapiranje listnih rež**
* razvoj **kutikule**, ki vzdržuje vlažnost znotraj organizma, zaradi voskaste prevleke
* **koreninski laski**
319
kaj delajo koreninski laski?
rešujejo problem izsuševanja pri rastlinah tako, da povečajo površino za absorbcijo vode
320
kako je bil rešen problem izsuševanja pri členonožcih pri prehodu na kopno?
s kutikulo, ki jo sestavlja **vodoprepusten hitin**, in z gosto prepredeno **prečno povezano vodoodbojno beljakovino**
321
kako je bil rešen problem izsuševanja pri vretenčarjih pri prehodu na kopno?
**poroženeli sloj** vretenčarske kože je sestavljena iz gosto prepredenih **prečno povezanih vodoodbojnih beljakovin**
322
kaj je poroženeli sloj?
= najbolj zunanja plast povrhnjice
323
kako je bil rešen problem izsuševanja pri glivah pri prehodu na kopno?
so slabo zaščitene pred izgubo vode, vendar **učinkovito črpajo in skladiščijo** ⇒ praviloma **naseljujejo vlažna in senčna okolja, kjer pa je malo hrane**, oz. pogosta je tudi **simbioza z rastlinami**
324
najbolj razširjena dihala kopenskih živali:
* traheje (pri žuželkah, členonožcih)
* pljuča (pri vretenčarjih)
* drobne luknjice po celotni površini telesa (pri živali s premalo učinkovitimi dihali ali brez njih)
325
kako sprejmejo kisik žuželke, členonožci?
* s trahejami, ki niso lokalizirani
* imajo drobne luknjice po celotni površini telesa (⇒ kisik potuje direktno iz zraka v celico)
* njihova velikost je obratna sorazmerna s hitrostjo difuzije, saj majhna velikost predstavlja optimalno razmerje
326
kako sprejmejo kisik vretenčarji?
s pljuči = navznoter uvihani izrastki telesne površine, ki so lokalizirani
327
kako sprejmejo kisik živali, ki imajo premalo učinkoviti dihali ali brez njih? kako deluje? kaj je posledica?
preko kože z drobnimi luknjicami, ki so po celotni površini telesa, pri čimer kisik potuje direktno iz zraka v celico ⇒ potrebujejo vlažna okolja
328
zakaj je DNA topna v vodi?
voda je polarna, fosfatne skupine na DNA pa so močno negativno nabito polarne ⇒ DNA je topna v vodi
329
zakaj smo uporabili detergent pri lab. vaji?
detergent razbije jedrne in celične membrane ⇒ DNA **se sprosti** v raztopino
330
zakaj smo uporabili hladen etanol pri lab. vaji?
* etanol je nepolaren ⇒ DNA je v etanolu netopna ⇒ DNA se obori
* hladnejša kot je raztopina, bolj je netopna, saj nižja temperatura omeji aktivnost hidrolitičnih encimov
331
zakaj smo uporabili NaCl pri lab. vaji?
Na+ ustvari **začasno povezavo** med Na+ in DNA ⇒ **DNA se začasno nevtralizira** ⇒ DNA postane **manj hidrofilna** (manj topna v vodi) ⇒ NaCl **prispeva k obarjanju DNA**
332
katere beljakovine so vezani na DNA?
* histoni, vključeni v zgoščevanje DNA
* nukleaze, ki cepijo molekule DNA
* različne polimeraze
bio
flashcards
Decks in class (5)
# Cards
