Popis osnovnih tema u biologiji

Biologija je prirodna znanost, koja proučava život. Područja fokusa uključuju strukturu, funkciju, rast, podrijetlo, evoluciju, distribuciju i taksonomiju. Složenost i različitost živih bića i životnih pojava uvjetovala je veliku raznolikost pristupa i nastanak posebnih bioloških disciplina s određenim istraživačkim problemima, interesima i ciljevima.

Leptir Zygaena loti.

Pregled

Atriolum robustum (ascidijan) na Siphonogorgia godeffroyi (mekom koralju)

• Biologija
• Znanost
• Život
  • Svojstva: prilagodba – metabolizam – rast – homeostaza – reprodukcija – podražaj
• Biološka organizacija: atom – molekula – stanica – tkivo – organ – organski sustav – organizam – populacija – zajednica – ekosustav – biosfera

• Biologija kao znanost:
  • Prirodna znanost
  • Znanstvena metoda: opažanje – istraživačko pitanje – hipoteza – provjerljivost – predviđanje – eksperiment – ​​​​podaci – statistika
  • Znanstvena teorija – znanstveni zakon
• Povijest biologije

Kemijska osnova

Modeli molekula

• Atomi i molekule
  • materija – element – ​​atom – proton – neutron – elektron– Bohrov model atoma – izotop – kemijska veza – ionska veza – ioni – kovalentna veza – vodikova veza – molekula
• Voda:
  • svojstva vode – otapalo – kohezija – površinska napetost – adhezija – pH
• Organski spojevi:
  • ugljik – ugljik-ugljik veze – ugljikovodik – monosaharidi – aminokiseline – nukleotid – funkcionalna skupina – monomer – adenozin trifosfat (ATP) – lipidi – ulja – šećer – vitamini – neurotransmiter – vosak
• Makromolekule:
  • polisaharidi: celuloza – ugljikohidrati – hitin – glikogen – škrob
  • proteini: primarna struktura proteina – sekundarna struktura proteina – tercijarna struktura proteina – struktura proteina – savijanje proteina – enzim – receptor – transmembranski receptor – ionski kanal – membranski transporter – kolagen – pigmenti: klorofil – karotenoidi – ksantofil – melanin – prion
  • lipidi: stanična membrana – masti – fosfolipidi
  • nukleinske kiseline: DNA – RNA

Stanica

Struktura biljne stanice

• Struktura stanice:
  • Naziv stanica, skovao Robert Hooke
  • Tehnike: stanična kultura – mikroskop – svjetlosni mikroskop – elektronska mikroskopija – pretražni elektronski mikroskop – transmisijski elektronski mikroskop
  • Organele: citoplazma – vakuola – peroksisom – plastid
  • Stanična jezgra
  • Nukleoplazma – jezgra – kromatin – kromosom
  • Endomembranski sustav
  • Jezgrina ovojnica – endoplazmatski retikulum – Golgijev aparat – vezikula – lizosom
  • Graditelji energije: mitohondrij i kloroplast
• Biološke membrane:
  • Plazma membrana – membrana mitohondrija – membrana kloroplasta
• Ostale subcelularne značajke: stanična membrana – pseudopod – citoskelet – diobeno vreteno – bič – cilija
  • Stanični transport: difuzija – osmoza – tonija – aktivni transport – fagocitoza
  • Stanična reprodukcija: citokineza – centromera – mejoza
  • Nuklearna reprodukcija: mitoza – interfaza – profaza – metafaza – anafaza – telofaza
  • programirana stanična smrt – apoptoza – starenje
• Metabolizam:
  • enzim - energija aktivacije - proteoliza – kooperativnost
• Stanično disanje
  • Glikoliza – kompleks piruvat dehidrogenaze – ciklus limunske kiseline – transportni lanac elektrona – fermentacija
• Fotosinteza
  • svijetla faza fotosinteze – Calvinov ciklus
• Stanični ciklus
  • mitoza – kromosom – haploid – diploid – poliploidija – profaza – metafaza – anafaza – citokineza – mejoza

Genetika

Odnos između genotipa i fenotipa, ilustriran Punnettovim kvadratom, na primjeru boje latice graškovog cvijeta.

• Nasljeđivanje
  • nasljeđe – Mendelovi zakoni – gen – genski lokus – fenotipska osobina – alel – polimorfizam – homozigot – heterozigot – hibrid – hibridizacija – dihibridno križanje – Punnettov kvadrat – inbriding
  • razlika genotip–fenotip – genotip – fenotip – dominantni gen – recesivni gen
  • genetske interakcije – Mendelovi zakoni – genetski mozaik – majčinski učinak – komplementarnost – supresija – epistaza – vezani geni
  • Modelni organizmi: Drosophila – Arabidopsis – Caenorhabditis elegans – miš – Saccharomyces cerevisiae – Escherichia coli – Xenopus – kokoš – zebrica – Ciona intestinalis – lancelet
  • Tehnike: genetski ekran – mapa povezanosti – genetička mapa
• DNK
  • Dvostruka spirala nukleinske kiseline
  • Nukleobaza: adenin (A) – citozin (C) – gvanin (G) – timin (T) – uracil (U)
  • replikacija DNK – mutacija – brzina mutacije – korektura – popravak nepodudarnosti DNA – točkasta mutacija – crossing over – genska rekombinacija – plazmid – transpozon
• Genski izražaj
  • Središnja dogma molekularne biologije: nukleosom – genski kod – kodon – faktor transkripcije – transkripcija – translacija – RNK – histon – telomera
  • heterokromatin – promotor – RNK polimeraza
  • Biosinteza proteina – ribosomi
• Regulacija gena
  • operon – aktivator – represor – korepresor – pojačivač – alternativno izrezivanje
• Genomi
  • Sekvenciranje DNK – visokoproduktivno sekvenciranje – bioinformatika
  • Proteom – proteomika – metabolom – metabolomika
  • DNK test očinstva
• Biotehnologija
  • DNK otisak prsta – genetski otisak prsta – mikrosatelit – izbacivanje gena – genomski utisak – interferencija RNK - genomika – računalna biologija – bioinformatika – gel elektroforeza – transformacija – lančana reakcija polimeraze – PCR mutageneza – početnica – kromosomsko hodanje – RFLP – restrikcijski enzim – sekvenciranje – kloniranje – mikrobiološka kultura – DNA mikronizovi – elektroforeza – proteinska oznaka – afinitetna kromatografija – rendgenska difrakcija – proteomika – spektrometrija mase
• Geni, razvoj i evolucija
  • Apoptoza
  • Model francuske zastave
  • Evo-devo genski alat
  • Transkripcijski čimbenik

Evolucija

Dijagram prikazuje tri tipa selekcije: 1. disruptivnu, 2. stabilizacijsku i 3. direkcijsku selekciju.

• Evolucijski procesi
  • evolucija
  • mikroevolucija: adaptacija – selekcija – prirodna selekcija – usmjerena selekcija – spolna selekcija – genetski drift – spolno razmnožavanje – nespolno razmnožavanje – kolonija – frekvencija alela – neutralna teorija molekularne evolucije – populacijska genetika – Hardy–Weinbergov princip
• Specijacija
  • Vrsta
• Filogenija
  • Granjanje (evolucija) – evolucijsko stablo – kladistika – vrsta – takson – kladus – monofiletizam – polifilija – parafilija – nasljednost – fenotipska osobina – sekvenca nukleinske kiseline – sinapomorfija – homologija – molekularni sat – kladistika – filogenetika – računalna filogenetika
  • Linnaeova taksonomija: Carl Linnaeus – domena – carstvo – koljeno – razred – red – porodica – rod – vrsta
  • Sustav od tri domene: arheje – bakterije – eukarioti – protisti – gljive – biljke – životinje
  • Dvojno nazivlje: taksonomija – Homo sapiens
• Evolucijska povijest života
  • Abiogeneza – organizacijska ljestvica živog svijeta – Miller-Ureyev eksperiment
  • Makroevolucija: adaptivno zračenje – konvergentna evolucija – izumiranje – masovno izumiranje – fosil – tafonomija – geološko razdoblje – tektonika ploča – pomicanje kontinenata – vikarijancija – Gondvana – Pangea – endosimbioza

Raznolikost

Mikroskopska slika lišća lotosa s kapljicama vode i prašinom.

• Bakterije i arheje
• Protisti
• Raznolikost biljaka
  • Zelene alge: Chlorophyta, Charophyta
  • Mahovnjače: Marchantiophyta, Anthocerotophyta, Mahovina
  • Pteridofiti: Lycopodiophyta, Polypodiophyta
  • Sjemenjače: Cycadophyta, Ginkgophyta, Pinophyta, Gnetophyta, Magnoliophyta
• Gljive: kvasac – plijesan – gljiva

Carski škamp na morskom krastavcu.

• Raznolikost životinja
  • Beskralježnjaci:
  • spužva – žarnjaci – koralj – meduza – hidra – moruzgve
  • plošnjaci – oblići
  • člankonošci: rakovi – kliještari – kolutićavci – paučnjaci – kukci – stonoge – mekušci
  • Kralježnjaci:
  • ribe: besčeljusnjače – hrskavičnjače– koštunjače
  • tiktaalik
  • tetrapodi
  • vodozemci
  • gmazovi
  • ptice
  • ptice neletačice – ptice letačice – dinosauri
  • sisavci
  • viši sisavci: primati
  • tobolčari
  • jednootvori
• Virusi
  • DNK virusi – RNK virusi – retrovirusi

Oblik i funkcija biljaka

Sjeme ukrasnog luka koje dozrijeva.

• Tijelo biljke
  • Organski sustavi: korijen – izdanak – stabljika – list – cvijet
• Ishrana i transport bilja
  • Provodno tkivo – kora – kasparijska traka – turgor – ksilem – floem – transpiracija – drvo – deblo
• Razvoj biljaka
  • tropizam – taksija
  • sjeme – kotiledon – meristem – apikalni meristem – kambij – pluto
  • izmjena generacija – gametofit – anteridij – arhegonij – sporofit – spora – sporangij
• Razmnožavanje biljaka
  • kritosjemenjače – cvijet – razmnožavanje – oprašivanje – samooprašivanje – nektar – pelud
• Reakcije biljaka
  • biljni hormon – plod – toksin – oprašivač – fototropizam – skototropizam – fototropin – fitokrom – auksin – fotoperiodizam – gravitacija

Oblik i funkcija životinja

Gusjenica Ethmia bipunctella

Dupin

Ptica Artamus superciliosus

• Opće značajke: morfologija – anatomija – fiziologija – biološka tkiva – organ – sustav organa
• Ravnoteža vode i soli
  • Tjelesna tekućina: osmotski tlak – ionski sastav – volumen
  • Difuzija – osmoza – toničnost – natrij – kalij – kalcij – klorid
  • Izlučivanje
• Prehrana i probava
  • Probavni sustav: želudac – crijevo – jetra – prehrana - metabolizam – bubrezi
• Disanje
  • Dišni sustav: pluća
• Cirkulacija
• Krvožilni sustav: srce – arterija – vena – kapilara – krv – krvna stanica
  • Limfni sustav: limfni čvor
• Mišići i kretanje
  • Skeletni sustav: kost – hrskavica – zglob – tetiva
  • Mišićni sustav: mišić – aktin – miozin – refleks
• Živčani sustav
  • Neuron – dendrit – akson – živac – elektrokemijski gradijent – ​​elektrofiziologija – akcijski potencijal – transdukcija signala – sinapsa – receptor
  • Središnji živčani sustav: mozak – leđna moždina
  • Limbički sustav – pamćenje – vestibularni sustav
  • Autonomni živčani sustav
  • Osjetilni sustav: oko – vid – sluh – propriocepcija – njuh
• Pokrovni sustav: koža
• Hormonska kontrola
  • Endokrini sustav: hormon
• Razmnožavanje životinja
  • Reproduktivni sustav: testis – jajnik – trudnoća
• Razvoj životinja
  • matične stanice – blastula – gastrula – jaje – fetus – posteljica – gameta – spermatid – jajna stanica – zigota – embrij – stanična diferencijacija – morfogeneza – homeoboks
• Imunološki sustav
  • antitijela – domaćin – cjepivo – leukociti – AIDS – T-limfocit – leukocit
• Ponašanje životinja
  • Ponašanje: parenje – komunikacija životinja – migracija (ekologija)