Darmowy fragment publikacji:
Tytuł oryginału: Biology For Dummies, 2nd Edition
Tłumaczenie: Krzysztof Sawka
ISBN: 978-83-283-2812-9
Original English language edition Copyright © 2010 by John Wiley Sons, Inc., Hoboken, New Jersey
All rights reserved including the right of reproduction in whole or in part in any form.
This translation published by arrangement with John Wiley Sons, Inc.
Oryginalne angielskie wydanie Copyright © 2010 by John Wiley Sons, Inc., Hoboken, New Jersey
Wszelkie prawa, włączając prawo do reprodukcji całości lub części w jakiejkolwiek formie,
zarezerwowane. Tłumaczenie opublikowane na mocy porozumienia z John Wiley Sons, Inc.
Translation copyright © 2017 by Helion S.A.
Wiley, the Wiley Publishing logo, For Dummies, Dla Bystrzaków, the Dummies Man logo, A Reference for
the Rest of Us!, The Dummies Way, Dummies Daily, The Fun and Easy Way, Dummies.com, Making
Everything Easier, and related trade dress are trademarks or registered trademarks of John Wiley Sons,
Inc. and/ or its affiliates in the United States and other countries, and may not be used without written
permission. All other trademarks are the property of their respective owners. Wiley Publishing, Inc., is not
associated with any product or vendor mentioned in this book.
Wiley, the Wiley Publishing logo, For Dummies, Dla Bystrzaków, the Dummies Man logo, A Reference for
the Rest of Us!, The Dummies Way, Dummies Daily, The Fun and Easy Way, Dummies.com, Making
Everything Easier, i związana z tym szata graficzna są markami handlowymi John Wiley and Sons, Inc.
i/lub firm stowarzyszonych w Stanach Zjednoczonych i/lub innych krajach. Wykorzystywane na podstawie
licencji.
Wszelkie prawa zastrzeżone. Nieautoryzowane rozpowszechnianie całości lub fragmentu niniejszej
publikacji w jakiejkolwiek postaci jest zabronione. Wykonywanie kopii metodą kserograficzną,
fotograficzną, a także kopiowanie książki na nośniku filmowym, magnetycznym lub innym powoduje
naruszenie praw autorskich niniejszej publikacji.
Wszystkie znaki występujące w tekście są zastrzeżonymi znakami firmowymi bądź towarowymi ich
właścicieli.
Autor oraz Wydawnictwo HELION dołożyli wszelkich starań, by zawarte w tej książce informacje były
kompletne i rzetelne. Nie biorą jednak żadnej odpowiedzialności ani za ich wykorzystanie, ani za związane
z tym ewentualne naruszenie praw patentowych lub autorskich. Autor oraz Wydawnictwo HELION nie
ponoszą również żadnej odpowiedzialności za ewentualne szkody wynikłe z wykorzystania informacji
zawartych w książce.
Drogi Czytelniku!
Jeżeli chcesz ocenić tę książkę, zajrzyj pod adres
http://septem.pl/user/opinie/bioby2
Możesz tam wpisać swoje uwagi, spostrzeżenia, recenzję.
Wydawnictwo HELION
ul. Kościuszki 1c, 44-100 GLIWICE
tel. 32 231 22 19, 32 230 98 63
e-mail: septem@septem.pl
WWW: http://septem.pl (księgarnia internetowa, katalog książek)
Printed in Poland.
• Kup książkę
• Poleć książkę
• Oceń książkę
• Księgarnia internetowa
• Lubię to! » Nasza społeczność
Spis treści
O autorkach ...................................................................................................................15
Podziękowania od autorki .............................................................................................17
Wstęp ............................................................................................................................19
O książce .........................................................................................................................................19
Konwencje zastosowane w książce ......................................................................................................20
Czego nie czytać ...............................................................................................................................20
Naiwne założenia ..............................................................................................................................20
Jak podzielona jest książka .................................................................................................................21
Część I: Podstawy biologii ............................................................................................................21
Część II: Rozmnażanie komórek i genetyka porozmawiajmy o seksie, skarbie ...............................21
Część III: To malutki, ściśle zintegrowany świat ..............................................................................22
Część IV: Obfitość układów. Budowa i funkcje organizmów zwierzęcych .........................................22
Część V: Niełatwo być zielonym. Budowa i fizjologia roślin ............................................................22
Część VI: Dekalogi ......................................................................................................................22
Ikony użyte w książce .........................................................................................................................23
Co dalej ...........................................................................................................................................23
Część I: Podstawy biologii ...................................... 25
Rozdział 1: Zgłębianie świata ożywionego ....................................................................27
Wszystko rozpoczyna się od komórki ..................................................................................................27
Życie rodzi życie rozmnażanie i genetyka .......................................................................................28
Poszukiwanie związku pomiędzy ekosystemem a ewolucją ....................................................................29
Zaprzyjaźnienie się z anatomią i fizjologią zwierząt .............................................................................29
Porównanie roślin do ludzi ................................................................................................................30
Rozdział 2: Metody badania życia ..................................................................................31
Żywe organizmy dlaczego naukowcy się nimi zajmują oraz jak są definiowane ..................................31
Poznawanie świata za pomocą obserwacji ...........................................................................................33
Wprowadzenie do metody naukowej ..............................................................................................34
Planowanie eksperymentu .............................................................................................................36
Nauka jako źródło nieustannej wymiany nowych pomysłów ..................................................................39
Poleć książkęKup książkę 6 Biologia dla bystrzaków
Wyszukiwanie informacji naukowych ..................................................................................................40
Dzienniki nie tylko do zapisywania snów ...................................................................................40
Podręczniki podstawa dla ucznia ..............................................................................................41
Prasa popularna nie zawsze rzetelna .........................................................................................41
Internet bogactwo informacji, ale nie zawsze dobrych ..................................................................42
Rozdział 3: Chemia życia .............................................................................................. 43
Co z tą materią? ...............................................................................................................................43
Różnice pomiędzy atomami, pierwiastkami i izotopami ........................................................................44
Wy„Bohr”ne atomy ......................................................................................................................44
Elementarność pierwiastków ..........................................................................................................46
I zostały izotopy ............................................................................................................................47
Cząsteczki, związki chemiczne i wiązania ............................................................................................47
Kwasy i zasady (to nie nazwa zespołu heavymetalowego) .....................................................................48
„Ph”enomen skali pH ..................................................................................................................49
Bufoniaste roztwory buforowe ........................................................................................................50
Cząsteczki organiczne podstawa życia ............................................................................................51
Dostarczanie energii węglowodany ............................................................................................51
Życie staje się faktem białka .....................................................................................................54
Rysowanie mapy komórki kwasy nukleinowe ..............................................................................56
Zapas budulca, energii i nie tylko lipidy ....................................................................................58
Rozdział 4: Żywa komórka ............................................................................................ 61
Podstawowe informacje o komórkach ..................................................................................................61
Rzut okiem na prokarionty .................................................................................................................63
Budowa komórki eukariotycznej .........................................................................................................64
Komórki i organelle to nie jest kolejny zespół gospelowy ..................................................................66
Jak zachować spójność błona komórkowa ...................................................................................66
Podpora komórki cytoszkielet ...................................................................................................70
Sterowanie przedstawieniem jądro ............................................................................................70
Biosynteza białek rybosomy ......................................................................................................71
Fabryka we wnętrzu komórki siateczka śródplazmatyczna ...........................................................71
Przygotowanie produktów do wysyłki aparat Golgiego ...............................................................71
Sprzątanie bałaganu lizosomy ...................................................................................................72
Niszczenie toksyn peroksysomy .................................................................................................72
Zapewnianie energii w stylu ATP mitochondria .......................................................................72
Przetwarzanie energii chloroplasty ............................................................................................73
Przedstawiamy enzymy rozruszniki reakcji chemicznych ..................................................................73
Pozostają takie same… .................................................................................................................74
…przy jednoczesnym obniżeniu energii aktywacji ............................................................................75
Odrobina pomocy od kofaktorów i koenzymów ...............................................................................75
Regulacja działania enzymów poprzez ujemne sprzężenie zwrotne ...................................................76
Poleć książkęKup książkę
Spis treści 7
Rozdział 5: Pozyskiwanie energii .................................................................................77
Po co nam energia? ...........................................................................................................................77
Reguły rządzące energią ................................................................................................................78
Metabolizowanie cząsteczek ..........................................................................................................78
Przenoszenie energii za pomocą ATP ...........................................................................................79
Żywność jako źródło materii i energii .............................................................................................80
Zdobywanie żywności kontra wytwarzanie własnej ..........................................................................80
Fotosynteza, czyli jak przyrządzić jedzenie ze światła słonecznego, dwutlenku węgla i wody ....................82
Przekształcanie energii pochodzącej z fundamentalnego źródła zasilania ...........................................83
Łączenie materii i energii ..............................................................................................................84
Oddychanie komórkowe, czyli jak za pomocą tlenu przekształcić jedzenie w energię ...............................84
Rozkład składników pokarmowych .................................................................................................85
Przenoszenie energii na cząsteczkę ATP .......................................................................................87
Energia a Twoje ciało .......................................................................................................................88
Część II: Rozmnażanie komórek i genetyka
porozmawiajmy o seksie, skarbie ........................ 91
Rozdział 6: Dziel, aby rządzić podziały komórkowe ..................................................93
Rozmnażanie nieprzerwany ciąg istnienia ......................................................................................93
Podstawy replikacji DNA .................................................................................................................94
Podział komórki odchodzi stare, przychodzi nowe ..........................................................................97
Interfaza wprowadzanie porządku .............................................................................................98
Mitoza jedno dla ciebie i jedno dla ciebie ................................................................................100
Mejoza bez niej nie byłoby seksu, skarbie ................................................................................102
Rozmnażanie płciowe a różnorodność genetyczna ..............................................................................106
Mutacje .....................................................................................................................................106
Crossing-over .............................................................................................................................107
Niezależna segregacja chromosomów ...........................................................................................107
Zapłodnienie .............................................................................................................................107
Nierozdzielność chromosomów ....................................................................................................108
Różowe i niebieskie chromosomy .................................................................................................109
Rozdział 7: Mendel byłby dumny wprowadzenie do genetyki ................................111
Kilka słów o Twojej wyjątkowości dziedziczone cechy oraz czynniki wpływające na dziedziczność ....111
Klasztory i groch prawa dziedziczenia Mendla .............................................................................112
Uzyskiwanie czystych linii macierzystych ......................................................................................113
Analiza pokoleń F1 i F2 .............................................................................................................113
Interpretacja wyników uzyskanych przez Mendla ..........................................................................114
Mały słownik terminologii genetycznej ..............................................................................................114
Rozwiązywanie genetycznych krzyżówek ...........................................................................................116
Analiza cech u człowieka .................................................................................................................117
Rysowanie drzewa przodków .......................................................................................................118
Analiza różnych scenariuszy dziedziczenia ...................................................................................120
Wnioski dotyczące cech ...............................................................................................................121
Poleć książkęKup książkę 8 Biologia dla bystrzaków
Rozdział 8: Czytanie księgi życia DNA i białka ...................................................... 123
Białka definiują cechy, a DNA definiuje białka .................................................................................123
Droga od DNA, przez RNA, do białka główny dogmat biologii molekularnej ...............................124
Przepisywanie informacji zawartej w DNA transkrypcja ...........................................................125
Ostatnie szlify modyfikacje posttranskrypcyjne RNA ...............................................................127
Tłumaczenie kodu na właściwy język translacja ........................................................................128
Pomyłki się zdarzają konsekwencje mutacji ..................................................................................133
Kto ma geny, ten ma władzę regulacja ekspresji genów .................................................................135
Dostosowywanie się do zmian środowiskowych .............................................................................136
Doskonalenie się poprzez zróżnicowanie .......................................................................................136
Rozdział 9: Projektowanie kodu techniki obróbki DNA ......................................... 139
Techniki wykorzystywane w obróbce DNA ......................................................................................140
Cięcie DNA za pomocą enzymów restrykcyjnych ..........................................................................140
Łączenie odcinków DNA pochodzących z różnych źródeł .............................................................140
Rozdzielanie cząsteczek za pomocą elektroforezy żelowej ...............................................................142
Powielanie genu metodą PCR ....................................................................................................143
Odczytywanie genu za pomocą sekwencjonowania DNA ..............................................................144
Tworzenie mapy ludzkich genów ......................................................................................................144
Organizmy modyfikowane genetycznie ..............................................................................................147
Co zyskujemy dzięki GMO? .......................................................................................................147
Skąd się biorą obawy przed GMO? ............................................................................................148
Część III: To malutki, ściśle zintegrowany świat ......151
Rozdział 10: Różnorodność biologiczna i systematyka organizmów żywych .............. 153
Różnorodność biologiczna dzięki różnicom stajemy się coraz silniejsi .............................................153
Szanowanie bioróżnorodności ......................................................................................................154
Przegląd zagrożeń wynikających z działalności człowieka ...............................................................154
Wymieranie gatunków ................................................................................................................155
Ochrona bioróżnorodności ..........................................................................................................157
Poznaj swoich sąsiadów omówienie rodzajów organizmów ............................................................158
Niedocenieni bohaterowie bakterie ..........................................................................................158
Bakteryjni imitatorzy archeony ................................................................................................158
Posmak czegoś znajomego eukarionty ......................................................................................159
Wspinaczka po drzewie życia systematyka organizmów .................................................................161
Spacer po domenach ..................................................................................................................162
Systematyzowanie życia na coraz mniejsze grupy ..........................................................................162
Zabawa w nomenklaturę .............................................................................................................165
Rozdział 11: Obserwacja współzależności występujących pomiędzy organizmami ... 167
Ekosystemy spajają wszystko ............................................................................................................167
Biomy wspólnoty życia ...........................................................................................................168
Dlaczego nie możemy być przyjaciółmi interakcje międzygatunkowe ..........................................169
Poleć książkęKup książkę
Spis treści 9
Badanie populacji jest popularne w ekologii ......................................................................................170
Podstawowe pojęcia stosowane w ekologii populacji ......................................................................171
Analiza rozwoju populacji ...........................................................................................................174
Analiza populacji człowieka ........................................................................................................177
Obieg materii i energii w ekosystemie ...............................................................................................180
Podążanie nurtem energii ............................................................................................................182
Obieg materii w ekosystemie ........................................................................................................184
Rozdział 12: Ewolucja gatunków w zmieniającym się świecie ...................................189
W co dawniej wierzyli ludzie? ..........................................................................................................189
W jaki sposób Karol Darwin podważył dawne wierzenia na temat istot żywych? ..................................190
Zawdzięczamy to ptakom ............................................................................................................191
Ewolucja biologiczna według teorii Darwina .................................................................................192
Koncepcja doboru naturalnego ....................................................................................................192
Dowody na istnienie ewolucji biologicznej .........................................................................................195
Biochemia ..................................................................................................................................196
Anatomia porównawcza ..............................................................................................................196
Rozkład geograficzny gatunków ...................................................................................................197
Biologia molekularna ..................................................................................................................198
Zapis kopalny ............................................................................................................................198
Dane obserwacyjne .....................................................................................................................199
Datowanie izotopowe ..................................................................................................................199
Skąd tyle kontrowersji? Ewolucja a kreacjonizm ................................................................................200
Ewolucja człowieka .........................................................................................................................202
Odkrycia kopalne .......................................................................................................................202
Dane z DNA .............................................................................................................................204
Wyjątkowy, wielki mózg człowieka rozumnego ..............................................................................205
Część IV: Obfitość układów.
Budowa i funkcje organizmów zwierzęcych ............ 207
Rozdział 13: Refleksje nad podstawami fizjologii .......................................................209
Badanie procesów fizjologicznych na wszystkich poziomach życia .......................................................209
Być za pan brat z podstawowymi pojęciami fizjologicznymi ................................................................210
Ewoluowanie ku doskonałości ......................................................................................................211
Sterowanie procesami fizjologicznymi w celu utrzymania homeostazy ..............................................211
Przesyłanie informacji przez błony komórkowe ..............................................................................213
Co się dostaje do środka, musi wydostać się na zewnątrz ...............................................................213
Rozdział 14: Podpora i ruch — układy kostny i mięśniowy ........................................215
Iść, ciągle iść w zwierzęcym stylu ......................................................................................................215
Rodzaje układów szkieletowych ........................................................................................................216
Analiza szkieletu kręgowców .......................................................................................................216
Kości, kostki i kosteczki ...............................................................................................................218
Nastaw staw ...............................................................................................................................219
Poleć książkęKup książkę 10 Biologia dla bystrzaków
Dlaczego mięśnie są tak ważne? .......................................................................................................219
Typy tkanki mięśniowej ...............................................................................................................221
Skurcz mięśnia ...........................................................................................................................221
Rozdział 15: Płyniemy z prądem układy oddechowy i krążenia ............................. 225
Wymiana gazowa mechanizmy „oddychania” zwierząt ..................................................................225
Dyfuzja przez powłoki ciała .........................................................................................................226
Skrzela ......................................................................................................................................227
Układ tchawkowy .......................................................................................................................227
Płuca .........................................................................................................................................228
Krążenie wejście dla składników odżywczych, wyjście dla śmieci ....................................................230
Otwarte układy krążenia .............................................................................................................231
Zamknięte układy krążenia .........................................................................................................231
Docieramy do serca prostych zwierząt ...............................................................................................231
Układ krążenia i serce pierścienic ................................................................................................232
Układ krążenia i serce ryby .........................................................................................................232
Budowa układu krążenia i serca człowieka ........................................................................................232
Cykl sercowy ..............................................................................................................................235
Żeglowanie z prądem krwiobiegu ................................................................................................236
Co sprawia, że serce bije? ...........................................................................................................238
Krew — szkarłatne złoto .................................................................................................................239
Elementy stałe spotykane w szkarłatnym płynie .............................................................................239
„Strumień” osocza w Twojej krwi ................................................................................................241
Proces krzepnięcia krwi ...............................................................................................................241
Rozdział 16: Sprawdzanie kanalizacji układy pokarmowy i wydalniczy ................ 243
Zdobywanie żywności i rozkładanie jej na czynniki pierwsze ..............................................................243
Rodzaje układów pokarmowych .......................................................................................................245
Różnice pomiędzy niedrożnym a drożnym przewodem pokarmowym ..............................................245
Jak często sięgać po posiłek? ........................................................................................................245
Podróż po ludzkim układzie pokarmowym ........................................................................................246
Najbardziej pracowity przystanek — jama ustna ...........................................................................247
Co się dzieje we wnętrzu żołądka? ...............................................................................................247
Długa i wietrzna wędrówka po jelicie cienkim ...............................................................................248
Wchłanianie potrzebnych składników ...............................................................................................249
Transport związków odżywczych do komórek ...............................................................................249
Kontrola stężeń glukozy ..............................................................................................................250
Co na obiad? Podejmowanie mądrych decyzji żywieniowych ..............................................................250
Węglowodany winne łakomstwa ..............................................................................................251
Białka Ty je niszczysz, one Cię tworzą ....................................................................................252
Tłuszcze niezbędne, ale w ograniczonej ilości ..........................................................................253
Związki mineralne i witaminy paliwo dla enzymów ..................................................................254
Układ wydalniczy człowieka ............................................................................................................255
Anatomia i fizjologia jelita grubego ..............................................................................................255
Dociekanie sposobu, w jaki nerki pozbywają się azotowych produktów przemiany materii ................256
Poleć książkęKup książkę
Spis treści 11
Rozdział 17: Szybka kontra układ odpornościowy .................................................259
Mikrobiologiczne spotkania najlepszego i najgorszego rodzaju ............................................................259
Dobre bakterie wzmacniają kondycję ............................................................................................260
Złe bakterie szkodliwe dla zdrowia .........................................................................................260
Wirusy zło wcielone ...............................................................................................................261
Stworzona, by Cię chronić odporność wrodzona ...........................................................................262
Twoje najlepsze tamy skóra i błona śluzowa .............................................................................263
Malutkie, lecz potężne cząsteczki obronne ....................................................................................264
Poszukiwacze drobnoustrojów komórki dendrytyczne ...............................................................265
Duzi i mali pożeracze najeźdźców fagocyty ..............................................................................265
Ograniczanie strat stan zapalny ..............................................................................................265
Filtr płynów układ limfatyczny ................................................................................................266
Nauka nie poszła w las odporność nabyta ....................................................................................267
Głównodowodzący limfocyty T ...............................................................................................268
Maszerujący żołnierze limfocyty B i przeciwciała ......................................................................269
Komórkowi zabójcy limfocyty T cytotoksyczne .........................................................................270
Jak wesprzeć układ odpornościowy? ..................................................................................................270
Zabijanie bakterii za pomocą antybiotyków ..................................................................................270
Wykorzystywanie wirusów do walki z bakteriami chorobotwórczymi ...............................................271
Zwalczanie wirusów za pomocą leków przeciwwirusowych ............................................................272
Wyprzedzanie infekcji za pomocą szczepionek ..............................................................................273
Starzenie się i choroby zmiany w układzie odpornościowym ..........................................................274
Rozdział 18: Układ nerwowo-hormonalny nadzwyczajni kurierzy ..........................277
Zawiłości układu nerwowego ...........................................................................................................277
Różnica pomiędzy ośrodkowym a obwodowym układem nerwowym ...............................................278
Wszystkie drogi prowadzą do neuronu .........................................................................................280
Przetwarzanie sygnału przez trzy rodzaje komórek nerwowych .......................................................281
Nieświadome działanie ...............................................................................................................281
Cóż za doznanie! Mózg i pięć zmysłów ............................................................................................282
Och, ten zapach zmysł węchu .................................................................................................283
Mmm, mmm, pyszne zmysł smaku ..........................................................................................284
Posłuchaj tego zmysł słuchu ....................................................................................................284
Widzieć znaczy wierzyć zmysł wzroku .....................................................................................285
Boleśnie gorący temat zmysł dotyku ........................................................................................286
Wędrówka trasą impulsów nerwowych ..............................................................................................286
Podróż od jednego końca do drugiego ..........................................................................................286
Przekazywanie impulsu pomiędzy dwoma neuronami ....................................................................288
Układ dokrewny nie wszystkie hormony szaleją ............................................................................290
Mechanizm działania hormonów .................................................................................................291
Omówienie głównych funkcji hormonów .......................................................................................291
Poleć książkęKup książkę 12 Biologia dla bystrzaków
Rozdział 19: Podstawy rozmnażania „produkcja” zwierząt .................................. 295
Rośnie jak na drożdżach rozmnażanie bezpłciowe ........................................................................295
Co się kryje za rozmnażaniem płciowym? ..........................................................................................296
Kilka słów na temat gamet ...........................................................................................................296
Rytuały godowe oraz inne przygotowania do wielkiego zdarzenia ...................................................298
Współżycie seksualne u ludzi .......................................................................................................303
Jak „to robią” inne zwierzęta? ..........................................................................................................306
Rozwój nowej istoty ludzkiej ............................................................................................................308
Od pojedynczej komórki do blastocysty ........................................................................................308
Do boju, zarodku! ......................................................................................................................310
Rozwój płodowy i narodziny .......................................................................................................310
Różnicowanie, rozwój i rozstrzyganie ................................................................................................311
Zdolność przekształcania się w dowolny rodzaj komórki ................................................................312
Czynniki wpływające na różnicowanie i rozwój .............................................................................313
Determinacja płci u człowieka ......................................................................................................314
Część V: Niełatwo być zielonym.
Budowa i fizjologia roślin ......................................317
Rozdział 20: Wesołe jest życie roślinki ...................................................................... 319
Anatomia rośliny ............................................................................................................................319
Tkanki roślinne ..........................................................................................................................320
Rodzaje roślin ............................................................................................................................320
Rośliny zielne a drzewiaste ..........................................................................................................322
Pozyskiwanie materii i energii ..........................................................................................................323
Zrób to sam rozmnażanie bezpłciowe ..........................................................................................324
Mieszanie plemników z komórkami jajowymi rozmnażanie płciowe ................................................325
Życie rośliny ..............................................................................................................................325
Budowa kwiatu ..........................................................................................................................327
Przebieg zapylenia i zapłodnienia ................................................................................................327
Od zygoty do zarodka .................................................................................................................329
Tarcza dla zarodka nasiona ....................................................................................................329
Rozdział 21: Odrobina fizjologii roślin ........................................................................ 331
Sposoby transportowania substancji odżywczych, płynów i cukrów w organizmie roślinnym ..................331
Przegląd substancji odżywczych niezbędnych roślinie do przetrwania .............................................332
Transport wody i substancji mineralnych w górę łodygi .................................................................333
Przenoszenie cukrów wzdłuż całej rośliny wewnątrz łyka ...............................................................334
Gospodarka wodna roślin ............................................................................................................335
Sygnalizacja hormonalna u roślin .....................................................................................................337
Poleć książkęKup książkę
Spis treści 13
Część VI: Dekalogi ............................................... 339
Rozdział 22: Dziesięć wielkich odkryć biologicznych ..................................................341
Obserwacja niedostrzegalnego ..........................................................................................................341
Wytworzenie penicyliny, pierwszego antybiotyku ...............................................................................341
Ochrona ludzi przed czarną ospą .....................................................................................................342
Określenie struktury DNA ..............................................................................................................342
Znajdowanie i zwalczanie uszkodzonych genów ................................................................................342
Odkrycie współczesnych praw dziedziczenia .....................................................................................343
Teoria ewolucji ...............................................................................................................................343
Sformułowanie teorii komórkowej .....................................................................................................343
Transfer energii w cyklu Krebsa .......................................................................................................344
Powielanie DNA w procesie PCR ..................................................................................................344
Rozdział 23: Dziesięć sposobów, w jakie biologia wpływa na Twoje życie ................345
Zapewnianie pokarmu .....................................................................................................................345
Zaprzęganie drobnoustrojowych enzymów do pracy ..........................................................................346
Projektowanie genów .......................................................................................................................346
Wykorzystywanie paliw kopalnych ....................................................................................................346
Wywoływanie i leczenie chorób zakaźnych ........................................................................................347
Walka o przetrwanie .......................................................................................................................347
Zapewnianie dostępu do czystej wody ..............................................................................................347
Zmiany fizyczne i psychiczne ...........................................................................................................348
Powstanie antybiotykoodpornych szczepów bakterii ...........................................................................348
Problem wymierania ........................................................................................................................348
Skorowidz ....................................................................................................................349
Poleć książkęKup książkę 14 Biologia dla bystrzaków
Poleć książkęKup książkę Rozdział 1: Zgłębianie świata ożywionego 27
Rozdział 1
Zgłębianie świata ożywionego
W tym rozdziale:
► przekonasz się, że wszystkie organizmy posiadają budowę komórkową;
► dowiesz się, skąd się biorą dzieci oraz dlaczego jesteś, jaka/jaki jesteś;
► zrozumiesz, że wszystkie ziemskie ekosystemy są ze sobą wzajemnie powiązane;
► przyjrzysz się anatomii i fizjologii zwierząt;
► poznasz podobieństwa i różnice pomiędzy ludźmi a roślinami.
B
iologia jest nauką o życiu — zjawisku spowijającym powierzchnię Ziemi niczym
cudowny koc, wciskającym się w każdy jej zakątek i zajmującym każde dostępne
miejsce, od mrocznych jaskiń, poprzez gorące pustynie, błękitne oceany aż po bujne
puszcze tropikalne. Istoty żywe oddziałują ze wszystkimi tymi środowiskami oraz
wzajemnie pomiędzy sobą i tworzą skomplikowane sieci zależności. Dla wielu osób
wycieczka do lasu lub na plażę stanowi szansę na powrót na łono natury oraz podziwianie
piękna życia.
W tym rozdziale przyjrzymy się najważniejszym koncepcjom biologicznym. Naszym
celem jest ukazanie związków biologii z Twoim życiem oraz nakreślenie zagadnień,
które będziemy omawiać w kolejnych rozdziałach.
Wszystko rozpoczyna się od komórki
Odpowiedz bez zastanowienia: jaka najmniejsza jednostka życia przychodzi Ci do głowy?
(Podpowiadamy: spróbuj przypomnieć sobie podstawowe cechy życia; jeśli nie wiesz
lub ich nie pamiętasz, w rozdziale 2. znajdziesz ich omówienie). W Twojej głowie
mogą automatycznie pojawić się obrazy mrówek, mchów czy roztoczy, ale nie będzie to
właściwa odpowiedź. Bezwzględnie najmniejszą jednostką życia jest bowiem komórka.
Wszystkie czynności wykonywane przez organizm są możliwe, ponieważ to jego
komórki na to pozwalają. Jest to prawda zarówno dla jednokomórkowego organizmu,
np. bakterii pałeczki okrężnicy Escherichia coli, jak również dla ludzkiego ciała składającego
się w przybliżeniu z 10 bilionów komórek.
Oczywiście, liczba komórek nie jest jedyną różnicą pomiędzy Tobą a bakterią Escherichia
coli. Struktura Twoich komórek jest również nieco odmienna — posiadają one
wyspecjalizowane wewnętrzne struktury, jak na przykład jądro przechowujące DNA
(budową komórki zajmiemy się w rozdziale 4.), podczas gdy cząsteczki DNA u bakterii
Poleć książkęKup książkę28 Część I: Podstawy biologii
są zanurzone bezpośrednio w cytoplazmie. Możemy jednak znaleźć również wyraźne
podobieństwa. Zarówno Ty, jak i Escherichia coli jesteście zbudowani z tych samych
składników (zajrzyj do rozdziału 3., aby je poznać), a Waszym materiałem genetycznym
jest DNA (więcej informacji na ten temat znajdziesz w rozdziale 8.). Korzystacie także
w podobny sposób z pokarmu (rozdział 5.), a także identycznie syntetyzujecie białka
(rozdział 8.).
Życie rodzi życie
rozmnażanie i genetyka
Twoje życie rozpoczęło się od pojedynczej komórki, która powstała, gdy plemnik taty
wniknął do komórki jajowej mamy. Organizmy Twoich rodziców wytworzyły te komórki
rozrodcze w specyficznej odmianie podziału komórki zwanej mejozą (zostanie ona
szczegółowo omówiona w rozdziale 6.). Po zespoleniu się obydwu typów komórek każde
z rodziców przekazało Ci połowę swojego materiału genetycznego — 23 chromosomy
od mamy oraz 23 od taty — co daje w sumie 46 chromosomów w każdej komórce
Twojego ciała. Geny zawarte w tych chromosomach determinują Twoje cechy,
począwszy od wyglądu, aż po większość zachowań. Dział biologii zwany genetyką
zajmuje się opisem procesów dziedziczenia genów oraz bada ich wpływ na ujawnianie się
cech osobniczych (rozdział 7.). Dzięki genetyce zrozumiesz, dlaczego masz taką, a nie
inną karnację, oraz dowiesz się, dlaczego w Twojej rodzinie pojawiają się niektóre cechy.
Geny zapisane są w DNA, który z kolei jest upakowany w chromosomach. Każdy
chromosom zawiera setki różnych instrukcji dotyczących budowy peptydów i białek
w komórce. Poszczególne rodzaje komórek wykorzystują potrzebne instrukcje
do wytwarzania białek, z których każde posiada określoną funkcję: może stanowić
budulec lub służyć do prowadzenia przemian biochemicznych. Co to właściwie
oznacza? Krótko i zwięźle: DNA determinuje Twoje cechy, ponieważ zawiera
instrukcje wytwarzania białek odpowiedzialnych za ekspresję (ujawnianie) tych cech.
Naukowcy z każdym dniem dowiadują się coraz więcej na temat DNA; tworzą również
narzędzia pozwalające na odczytywanie kodu genetycznego i modyfikowanie go
w komórkach (rozdział 9.). Być może już teraz odczuwasz wpływ pracy badaczy nad DNA,
chociaż jeszcze nawet o tym nie wiesz. Dlaczego? Ponieważ wykorzystują metodę
rekombinacji DNA do modyfikowania organizmów stanowiących pokarm lub
wytwarzających leki. Technologia ta pozwala im na wydobywanie genów z jednego
organizmu i umieszczanie ich w komórkach innej istoty, wpływając w ten sposób na
jej cechy. Naukowcy modyfikują na przykład komórki bakteryjne za pomocą ludzkich
genów, przez co stają się one małymi fabrykami produkującymi ludzkie białka potrzebne
do leczenia różnych schorzeń.
Poleć książkęKup książkę Rozdział 1: Zgłębianie świata ożywionego 29
Poszukiwanie związku pomiędzy
ekosystemem a ewolucją
W rozdziale 10. dowiesz się, że zdumiewająca różnorodność życia na Ziemi umożliwia
jego przetrwanie w wiecznie zmieniających się warunkach środowiskowych. Każdy
rodzaj organizmu pełni określoną rolę w środowisku i jest w pewien sposób powiązany
z innymi istotami. Gatunki fotosyntetyzujące, na przykład rośliny, przetwarzają energię
i związki chemiczne w substancje organiczne, które stanowią podstawę przetrwania dla
innych gatunków, drapieżniki polują na ofiary, a destruenty takie jak bakterie i grzyby
rozkładają materię organiczną, dzięki czemu powraca ona do łańcucha pokarmowego
(jeśli interesuje Cię dokładniejszy opis sieci zależności pomiędzy istotami żywymi,
przejdź do rozdziału 11.).
Jako gatunek stanowimy część przyrody i podobnie jak wszystkie inne organizmy
korzystamy z zasobów środowiska oraz wytwarzamy odpady. Człowiek jest jednak
istotą, która niesamowicie skutecznie opanowała technologię i dzięki temu rozszerza
zasięg swojego gatunku, przez co w niespotykanym stopniu zużywa zasoby naturalne
oraz modyfikuje środowisko wedle własnego uznania. Nasza populacja zajęła znaczną
powierzchnię Ziemi i przez cały czas przejmuje coraz większe obszary.
Niestety nasze agresywne wykorzystywanie zasobów naraża inne gatunki na
niebezpieczeństwo, a nawet doprowadza je na granicę wyginięcia. Ważną lekcją
ewolucji biologicznej (rozdział 12.) jest nie tylko fakt zmieniania się gatunków
w czasie, lecz również możliwość ich wyginięcia. Ludzkość stoi obecnie przed
wielkim wyzwaniem — jak uzyskiwać potrzebne zasoby przy jednoczesnym
zachowaniu równowagi z różnymi ekosystemami.
Zaprzyjaźnienie się z anatomią
i fizjologią zwierząt
Wszystkie zwierzęta poświęcają mnóstwo energii na zachowanie homeostazy, czyli
wewnętrznej równowagi, w otaczającym je zmiennym środowisku (w rozdziale 13.
znajdziesz więcej informacji na temat homeostazy). W przypadku złożonego,
wielokomórkowego zwierzęcia, jakim jest człowiek, wszystkie układy muszą
ze sobą współpracować, aby utrzymać homeostazę.
Poniżej znajdziesz listę wszystkich układów tworzących Twój organizm, wraz
z omówieniem ich zadań i wymienieniem głównych elementów składowych.
Układ kostny zapewnia podporę dla ciała, pomaga w poruszaniu się oraz
Układ mięśniowy umożliwia poruszanie się. Tworzą go mięśnie poprzecznie
Układ oddechowy pobiera tlen i pozbywa się dwutlenku węgla. Jest zbudowany
zawiera elementy krwiotwórcze. Składa się głównie z kości (rozdział 14.).
prążkowane (w tym sercowy) oraz gładkie (rozdział 14.).
z płuc oraz dróg oddechowych (rozdział 15.).
Poleć książkęKup książkę30 Część I: Podstawy biologii
Układ krążenia transportuje niezbędne składniki do wszystkich komórek.
Układ pokarmowy przygotowuje do przyswojenia składniki odżywcze i wodę,
Jego główne elementy to serce, krew i naczynia krwionośne (rozdział 15.).
a niestrawione resztki pokarmu przygotowuje do usunięcia. Wyróżnić w nim
można żołądek, jelita, wątrobę oraz trzustkę (rozdział 16.).
Układ wydalniczy usuwa zbędne substancje z organizmu oraz utrzymuje
właściwe stężenia elektrolitów. Podstawowymi organami są tu nerki i pęcherz
moczowy (rozdział 16.).
Zalicza się tu skórę (rozdział 17.).
Powłoki ciała ten układ stanowi pierwszą linię obrony przed infekcjami.
Układ odpornościowy chroni organizm przed patogenami i ciałami, które uzna
za obce. Można tu wymienić grasicę, śledzionę oraz węzły chłonne (rozdział 17.).
Układ nerwowy za pomocą impulsów elektrycznych kontroluje funkcje
organizmu. Jego najważniejsze elementy to mózg, rdzeń kręgowy i nerwy
(rozdział 18.).
z różnych gruczołów (rozdział 18.).
Układ dokrewny wytwarza hormony sterujące organizmem. Składa się
Układ rozrodczy jest odpowiedzialny za rozmnażanie. Jeżeli jesteś kobietą,
masz jajniki, jajowody, macicę, szyjkę macicy, pochwę i srom, natomiast
u mężczyzn wyróżnić można jądra, mosznę, nasieniowody, gruczoł krokowy,
pęcherzyki nasienne oraz prącie (rozdział 19.).
Porównanie roślin do ludzi
Na pierwszy rzut oka rośliny znacznie różnią się od ludzi, w rzeczywistości jednak
obydwie kategorie organizmów zajmują sąsiadujące gałęzie na drzewie życia. Zarówno
ludzie, jak i rośliny rozmnażają się płciowo, co oznacza, że „wytwarzają” nowych
potomków w wyniku połączenia się plemnika z komórką jajową, z czego obydwa typy
komórek posiadają po połowie informacji genetycznej przekazywanej przez rodziców
(więcej informacji na temat rozmnażania się roślin znajdziesz w rozdziale 20.). Podobnie
jak Ty rośliny posiadają również układy odpowiedzialne za transportowanie wody
i składników odżywczych do odległych części ciała (omówienie tego zagadnienia
znajdziesz w rozdziale 21.), a nawet regulują zachowania organizmu za pomocą
hormonów.
Możemy oczywiście znaleźć równie wiele różnic pomiędzy ludźmi a roślinami.
Największa jest taka, że rośliny wytwarzają sobie same składniki odżywcze, wykorzystując
dwutlenek węgla, wodę i energię słoneczną, natomiast ludzie, aby przetrwać, muszą
zjadać inne organizmy. Składnikiem ubocznym wytwarzania związków organicznych
przez rośliny jest tlen, który wydalają do atmosfery. Ludzie z radością oddychają tlenem
i odwdzięczają się, wydychając dwutlenek węgla, dzięki któremu rośliny syntetyzują
składniki pokarmowe (rozdział 5. został poświęcony kwestii fotosyntezy, oddychaniu
oraz wspomnianej wymianie gazowej pomiędzy roślinami i zwierzętami).
Poleć książkęKup książkęSkorowidz
A
absorpcja, 244
acetyl-CoA, 84, 86
acetylocholina, 289
acetylokoenzym A, Patrz: acetyl-CoA
Acquired Immunodeficiency Syndrome,
Patrz: AIDS
adaptacja, 191
adenina, 57, 58, 95, 128, 141
adenozynodifosforan, Patrz: ADP
adenozynotrójfosforan, Patrz: ATP
adhezja, 334
ADP, 79
adrenalina, 289, 292
AIDS, 160
akrosom, 297, 306
akson, 280, 287
aktualizm geologiczny, Patrz: uniformitaryzm
alanina, 252
aldosteron, 292
alergen, 240
alergia pokarmowa, 149
allel, 115
dominujący, 115, 116, 117, 120, 121
recesywny, 115, 117, 118, 121
ameba, 64
aminokwas, 54, 55, 128
egzogenny, 252
endogenny, 252
aminopeptydaza, 248
amniopunkcja, 310
amoniak, 74, 187
amonifikacja, 187
amylaza
ślinowa, 247
trzustkowa, 248
anafaza, 100, 105, 107
anatomia, 209
porównawcza, 196
androgen nadnerczowy, 315
anemia, 240
sierpowata, 342
Aniczkow Nikołaj, 38
anion, 45
antybiotyk, 148, 199, 270, 272
antygen, 265
antykodon, 129, 130
aorta, 232, 237
aparat
Golgiego, 64, 71, 101
szparkowy, 320, 324, 336
apoptoza, 313
archeon, 61, 63, 158, 159, 162, 165
Ardipithecus ramidis, 203
arginina, 130, 252
artretyzm, 275
asparagina, 252
asymilacja węgla, 84, 334
atom, 43, 44
ATP, 72, 73, 79, 82, 83, 86, 87, 186, 222, 249,
344
auksyny, 337
Australopithecus afarensis, 203, Patrz też: Lucy
Australopithecus anamensis, 203
autosom, 109
autotrofy, 80, 180
azot, 43, 51, 47, 56, 256, 332, 333
atmosferyczny, 187
cząsteczkowy, 187
forma, 187
azotan, 187
azotany, 187
azotyny, 187
B
bakteria, 56, 61, 162, 165, 259, 341, Patrz też:
mikroflora bakteryjna
azotowa, 187
chorobotwórcza, 158, 260
Clostridium botulinum, 261
Escherichia coli, 27, 63, 158, 256
fotosyntetyzująca, 83
Helicobacter pylori, 248
Mycobacterium tuberculosis, 158
Poleć książkęKup książkę 350 Biologia dla bystrzaków
bakteria
oporność na działanie antybiotyków, 271
pałeczki okrężnicy, Patrz: bakteria
Escherichia coli
rozmnażanie, 158
Staphylococcus aureus, 158
Streptococcus, 63
Streptococcus pneumoniae, 260
Streptococcus pyogenes, 158
Yersinia pestis, Patrz: pałeczka dżumy
bakteriocyny, 260
bakteriofag, Patrz: fag
bariera krew-mózg, 278
basal metabolic rate, Patrz: BMR
bazofil, 240
Bernard Claude, 211
bezjądrowiec, Patrz: prokariont
bezkręgowce, 216, 231, 295
białko, 28, 43, 54, 55, 67, 80, 84, 123, 128, 247, 252
bioróżnorodność, Patrz: różnorodność
deszczowy, 169
leśny, 169
morski, 168
pustynny, 169
słodkowodny, 168
stepowy, 169
tundrowy, 169
genetyczna
blastocel, 308
blastocyst, 309
blastocysta, 308
implantacja, 309
blastoderma, 307
blastula, 159, 308, 312
blaszka cholesterolowa, 253
biosynteza, 57, 58, 70, 71
dopełniacza, 264
kanałowe, 68
kurczliwe, 136
nośnikowe, 68, 69
receptorowe CD4, 268
strukturalne, 55
synteza, 28
transportujące, 55, 68
biel, 323
bielik amerykański, 157
biocenoza, 168
biochemia, 196
biogeografia, 197
bioindykator, Patrz: gatunek wskaźnikowy
biologia
molekularna, 124, 198
populacji, 170
biom, 168, Patrz też: ekosystem
blaszka środkowa, 101
błona
jądrowa, 70
komórkowa, 58, 59, 64, 66
budowa, 66
depolaryzacja, 287, 288
działanie, 68
kanał, 68
przepuszczalność selektywna, 68
przewodnictwo sygnału, 213
szkielet, 67
transport aktywny, 69
transport pasywny, 68
śluzowa, 262, 263, 264
wewnętrzna, 64
błonnik, 251, Patrz: celuloza
BMR, 88
bolus, 247
bor, 332, 333
botanika, 163
botulizm, 260
Briggs Robert, 312
bruzdkowanie, 307, 308
bylina, 322
C
C6H12O6, Patrz: glukoza
Calvina – Bensona cykl,
Patrz: cykl Calvina – Bensona
cecha
dziedziczona, 111, 146
ekspresja, 28
nabyta, 112
osobnicza, 28
płciowa
drugorzędowa, 300
pierwszorzędowa, 300, 314
poligeniczna, 115
cefalizacja, 278
celuloza, 54, 66
centralizacja, 278
centriola, 66
centrum aktywne, 73
cewka
nerwowa, 313
moczowa, 257, 258, 305
CH2O, Patrz: węglowodan
chemia organiczna, 51
chemoreceptor, 283
chityna, 160
chlor, 47, 254, 332
chlorek sodu, 47
Poleć książkęKup książkę
Skorowidz 351
chlorofil, 73, 83
chloroplast, 64, 66, 73, 83
choina zachodnia, 157
cholesterol, 40, 59, 67, 253
choroba
autoimmunologiczna, 275
Heinego-Medina, 273
metaboliczna, 344
Taya-Sachsa, 342
zakaźna, 347
chrom, 254
chromatyda, 98, 99
chromatyna, 70
chromosom, 28, 35, 99, 100, 123, 296, 303
21 trisomia, 108
7, 115, 342
9, 115
centromer, 99
crossing-over, 105, 112
homologiczny, 98, 102
koniugacja, 105
nierozdzielność, 108
płciowy, 109
segregacja niezależna, 107, 112
X, 109
Y, 109
chrząstka, 55
chylomikron, 250, 253
chymotrypsyna, 248, 249
chymotrypsynogen, 249
ciałko
kierunkowe, 298
żółte, 301, 303
torbiel, 303
ciało
jama, Patrz: jama ciała
powłoki, 30, 226, 309
szkliste, 285
ciąża, 299, 301
ciecz, 44
ciężar, 44
CO2, Patrz: dwutlenek węgla
Crick Francis, 139, 342
cukier, 53, 56, 250, 334
prosty, 52, 53, 250
CUN, 278
Cuvier Georges, 190
cykl
azotowy, 187
biogeochemiczny, 185
Calvina – Bensona, 84
dobowy, 293
fosforowy, 186
hydrologiczny, 185
jajnikowy, 300, 301, 302
komórkowy, 97
Krebsa, 84, 85, 86, 87, 344
kwasów trójkarboksylowych, 84
kwasu cytrynowego, Patrz: cykl Krebsa
metaboliczny, 74, 76
m
Pobierz darmowy fragment (pdf)