Biologija 1

Opis predmeta

Cilj predmeta je upoznavanje studenata s osnovnim razlikama između prokariotske i eukariotske stanice, te biljne i životinjske stanice; organizacijom i funkcijom staničnih organela; građom i ulogom stanične membrane, st. stijenke i elemenata citoskeleta. Također, biti će objašnjeni osnovni metabolički i regulacijski procesi u stanici; principi nasljeđivanja; te osnovni evolucijski mehanizmi.

Uz teoretsku nastavu, svaka pojedina cjelina se dodatno obrađuje na vježbama na kojim će studenti ovladati metodom mikroskopiranja i dokazivanja organskih molekula na biljnom i životinjskom materijalu.

SADRŽAJ PREDMETA

Biologija stanice

• Mjere veličina u živom svijetu. Organske molekule u stanici. Građa i kemijski sastav prokariotske i eukariotske stanice. Razlike u građi između biljne i životinjske stanice.
• Vrste organela. Stanična membrana – struktura i funkcija. Endoplazmatski retikulum. Golgijev aparat. Lizosomi. Vakuole. Peroksisomi.
• Citoskelet. Trepetljike i bičevi. Veze između stanica u životinjskim i biljnim tkivima. Stanična stijenka biljne stanice. Stanična stijenka u bakterija, arheja, algi i gljiva.

Metabolizam stanice

• Uvod u metabolizam - procesi izgradnje i razgradnje u živoj stanici. Energija. Zakoni termodinamike. Enzimi i energija aktivacije. Stanični rad. Glikoliza. Mitohondriji. Krebsov ciklus. Oksidativna fosforilacija. Vrenje.
• Kemoautotrofi, fotoautotrofi. Plastidi. Svojstva svjetlosti. Pigmenti. Apsorpcijski i akcijski spektar. Fotosustavi. Fotosinteza: reakcije ovisne o svjetlosti (neciklička i ciklička fotofosforilacija) i Calvinov ciklus. Fotorespiracija. Prilagodbe C4 i CAM biljaka.
• Struktura DNA i RNA. Organizacija genoma u eukariota. Jezgra i jezgrica. Replikacija DNA u prokariota i eukariota.
• Transkripcija gena u prokariota i eukariota. Ribosomi. Modifikacija proteina.

Stanični ciklus

• Binarna dioba u prokariota. Stanični ciklus eukariota. Interfaza (G₁, S i G₂ faza, G  faza). Mitotička faza. Kariokineza (profaza, metafaza, anafaza, telofaza). Citokineza biljne i životinjske stanice. Uloga citoskeleta u diobi stanica. Kontrola staničnog ciklusa. Kritične točke staničnog ciklusa.
• Nespolno i spolno razmnožavanje. Životni ciklus. Tjelesne (somatske) i spolne stanice. Mejoza – redukcijska dioba. Interfaza, prva i druga mejotička dioba. Izvori varijabilnosti gameta u mejozi. Gametogeneza u životinja i biljaka. Mutacije. Mutageni. Podjela mutacija prema funkcionalnosti i opsegu.

Osnove genetike

• Mendelovi zakoni nasljeđivanja. Monohibridno križanje. Test križanje. Dihibridno križanje. Odnosi između alela. Multipli aleli. Pleiotropija. Epistaza. Poligensko nasljeđivanje. Modifikacija i polifenizam. Morganov pokus s vinskom mušicom. Vezani geni. Rekombinacijska učestalost. Genska karta. Nasljeđivanje svojstava vezano uz spol. Određivanje spola (kromosomsko i fenotipsko). Mutacije broja kromosoma.

Osnove evolucije

• Razvoj evolucijske misli. Geološka i kemijska evolucija; evolucija živih bića. Dokazi evolucije živih bića: paleontološki, anatomski, embriološki, molekularni i genetički, georasprostranjenost vrsta, izravno opažanje.
• Pojam populacije i vrste. Hardy-Weinbergova jednadžba. Uzročnici mikroevolucije. Specijacija. Makroevolucija.

ISHODI UČENJA

• opisati i usporediti građu prokariotske i eukariotske stanice
• prepoznati i razlikovati strukture u biljnoj i životinjskoj stanici nakon usvojene vještine mikroskopiranja
• objasniti biološke funkcije pojedinih dijelova prokariotske i eukariotske stanice stanice te povezati razlike u građi s razlikama u osnovnim staničnim procesima
• prepoznati i interpretirati faze staničnog ciklusa te ilustrirati izgled stanice u različitim fazama staničnog ciklusa
• razlikovati i povezati mehanizam nasljeđivanja i odnose alela te predvidjeti moguće ishode križanja

Nastava

Literatura

Obavezna:

1. 1. Predavanja postavljena na Merlinu
2. 2. Interna skripta "Priručnik za vježbe iz Biologije 1" postavljena na Merlinu

Preporučena:

1. Campbell NA, Reece JB (2005) Biology. 7th Ed. The Benjamin/Cummings Publishing Company, San Francisco, CA, USA
2. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002) Molecular Biology of the Cell.  4. izdanje, Garland Science, Taylor & Francis Group, New York, SAD. Poglavlja: 3-7.