a. co m
Biologija za gimnazije 1
kn
jig
ar n
Spoznajmo zgradbo in delovanje celice Peter Veranič, Aljoša Bavec
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 1
12/04/17 13:04
Spoznajmo ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE Biologija za gimnazije 1, 1. del Avtorja dr. Aljoša Bavec, dr. Peter Veranič
Strokovna sodelavka dr. Jasna Štrus Urednici Špela Fortuna, Katarina Košir Lektorica Špelca Mrvar
a. co m
Recenzenti dr. Rok Kostanjšek, dr. Marko Goličnik, Marija Maruša Vencelj, prof.
Ilustracije Matjaž Učakar, Izabela Arsovska, Darko Simeršek, Rajmond Cindrić, Aljoša Bavec
Fotografije Peter Veranič, Aleš Kladnik, Katarina Košir, Blaž Brešan, Marina Dermastia, Nataša Resnik, Matej Simonič, Borut Furlan, © Bigstock, © Sutterstock, arhiv založbe Modrijan Oblikovanje in računalniški prelom Andreja Globočnik
Za založbo Branimir Nešović
ar n
Izdala in založila Modrijan založba, d. o. o.
Natisnjeno v Sloveniji Naklada 1000 izvodov Ljubljana 2017
jig
Prva izdaja, drugi natis
© Modrijan založba, d. o. o.
kn
CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana 576.3(075.3)
VERANIČ, Peter Spoznajmo zgradbo in delovanje celice : biologija za gimnazije 1 / Peter Veranič, Aljoša Bavec ; [ilustracije Matjaž Učakar … [et al.] ; fotografije Peter Veranič ... et al.]. - 1. izd., 2. natis. Ljubljana : Modrijan, 2017 ISBN 978-961-241-643-0 1. Bavec, Aljoša 288369664
www.modrijan.si
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 2
12/04/17 13:04
KAZALO UVOD
6 8 9 11 12 13 14 15 17 18 19
KEMIJSKA SESTAVA CELICE Voda Ogljikovi hidrati Nukleinske kisline Proteini Lipidi
22 25 28 33 37 40
ar n
a. co m
BIOLOGIJA – ZNANSTVENA VEDA O ŽIVLJENJU Temelji raziskovalnega dela v biologiji Osnovni koncepti v biologiji Celica je osnovna enota vsega živega Živi svet je organiziran po ravneh Lastnosti organizma so zapisane v nukleinskih kislinah Enakost in različnost med organizmi sta posledica evolucije V živih sistemih obstaja povezanost med zgradbo in delovanjem Organizmi si z okoljem izmenjujejo snovi in energijo Organizmi kljub spremembam zunanjega okolja vzdržujejo svoje notranje okolje
kn
jig
ZGRADBA CELICE Metode proučevanja celic Svetlobna mikroskopija Biokemijske metode Prokariontska in evkariontska celica Prokariontska celica Evkariontska celica Zgradba evkariontske celice Citosol Celične membrane Transportni vezikli Jedro Endoplazemski retikulum Golgijev aparat Lizosomi in avtofagne vakuole Vakuola Mitohondriji Kloroplasti Ribosomi Citoskelet Celični stiki Celična stena Primerjava med evkariontskimi celicami Virusi – na meji živega
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 3
46 46 46 50 50 50 52 53 53 53 54 54 55 56 57 57 58 58 60 60 64 64 65 65
12/04/17 13:04
68 68 70 72 73 75
a. co m
CELICA IN NJENO OKOLJE Prenos snovi skozi membrane Osmoza Aktivni transport Eksocitoza in endocitoza Prenos sporočil skozi membrane
CELIČNI METABOLIZEM IN BIOENERGETIKA 82 ATP – univerzalni prenašalec energije 84 Encimi – molekule, ki uravnavajo in usmerjajo metabolne poti 86 Celično dihanje – aerobna razgradnja organskih spojin 91 Citratni cikel 92 Dihalna veriga z oksidativno fosforilacijo 93 Vrenje – anaerobna razgradnja organskih spojin 95 Mlečnokislinsko vrenje 95 Alkoholno vrenje 96 Fotosinteza – sinteza organskih snovi s svetlobo 97 Svetlobna stopnja 98 Temotna stopnja 99 Povezava celičnega metabolizma in bioenergetike z zgradbo in delovanjem organizma 103 106 107 107 107 108 110 111 112
DODATEK Sestavni deli svetlobnega mikroskopa Delo s svetlobnim mikroskopom
114 115
Rešitve nalog Slovar strokovnih izrazov Stvarno kazalo
116 118 125
kn
jig
ar n
ŽIVLJENJSKI KROG CELICE – CELIČNI CIKEL Interfaza Delitev celice Cepitev prokariontske celice M-faza evkariontske celice Diferenciacija celic – različne naloge celic vodijo v nastanek različnih tipov celic Vse celice nekega organizma imajo enak dedni zapis Dva tipa celične smrti
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 4
12/04/17 13:04
Spevi se usipljejo skozi mladozelene liste in jim dajejo obliko. Samoten spev, en sam spev zaradi ene same ptice je odvisen od lastnega hrepenenja.
a. co m
Zaradi vas, ptice, imam okno odprto dan za dnem, da me že bolijo žarki vaše svetlobe.
Od življenja. Od mlade zore. Od jutra, ki že preganja to milo mesečino v pozabo, neutrudno, v premišljeno igro oblakov na nebu.
ar n
Ana Bavec
Pomembno navodilo pri uporabi učbenika
kn
jig
Koncept učbenika v smislu delitve na osnovno in višjo raven (maturitetno) je novost na področju poučevanja celične biologije v gimnaziji oziroma srednji šoli. To pomeni, da dijaki in učitelj v prvih treh letih poučevanja biologije sledijo izključno osnovni ravni vsebin, v zadnjem, četrtem letu pa poglobljeno obravnavajo vsebine višje, maturitetne ravni, ki so v vsakem poglavju predstavljene za vsebinami osnovne ravni. Lahko se neka vsebina prvič pojavi v višji ravni, preden je navedena v osnovni. Primer je pojem encima, ki je v drugem poglavju razložen v višji ravni, čeprav je delovanje encimov v osnovni ravni razloženo šele v petem poglavju. To ni moteče, če dijak in učitelj upoštevata navodilo koncepta učbenika ter sistematično po poglavjih najprej predelujeta samo osnovne vsebine učbenika. Šele ko dijak osvoji vsebine osnovne ravni, se lahko posveti študiju višjih ravni. Ni pa priporočljivo, da dijak študira osnovno in višjo raven istočasno. Avtorja meniva, da koncept učbenika učiteljem lajša izbiro vsebin osnovne in maturitetne ravni, še več, nudi jim vzorec, kako natančno naj določeno snov predstavijo dijakom.
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 5
Avtorja
12/04/17 13:04
O učbeniku
a. co m
Jedrnato razlago v osnovnem besedilu dopolnjujejo nazorne ilustracije, naloge za utrjevanje znanja in povzetki. Težje naloge so označene s klicajem in spodbujajo ustvarjalno razmišljanje. Za rešitev teh nalog je večkrat potrebno dodatno znanje ali posvet s sošolci in učiteljem. V nekaterih primerih vprašanja nimajo enega samega odgovora.
Ali veš? Kratke zanimivosti iz celične biologije. Podatki, ki bodo marsikoga presenetili.
jig
ar n
Zanimivost Strokovni izrazi in primeri iz narave, opisani v tej rubriki, pomagajo pri razumevanju snovi. Ta rubrika bo dijake motivirala, bolj radovedni pa se bodo iz nje še kaj dodatnega naučili.
Višja raven Razlaga vsebin, ki so v učnem načrtu zapisane pod maturitetnimi cilji. S temi vsebinami lahko nadgradimo osnovno znanje.
kn
Ikona za povezavo z delovnim zvezkom Snov v učbeniku lahko nadgradite, preverite in utrdite z nalogami iz delovnega zvezka Biologija za gimnazije založbe Modrijan.
Koncepti v učbeniku so povzeti po: Učni načrt, Biologija za gimnazije, MŠŠ, ZRSŠ, Ljubljana, 2008. DNA ali DNK Za deoksiribonukleinsko kislino (molekulo, v kateri je zapisana dedna informacija) lahko uporabljamo kratici DNA ali DNK. Prva je krajšava izvirnega imena molekule (deoxyribonucleic acid), druga pa krajšava slovenskega imena. Terminološka komisija Slovenskega biokemijskega društva priporoča uporabo kratice DNA. Kratico DNK naj bi uporabljali samo v poljudnih besedilih, ne pa v strokovnih prispevkih ali učbenikih. Tudi učni načrt iz leta 2008 uporablja kratico DNA, zato jo uporabljamo tudi v tem učbeniku. Prav tako v učbeniku uporabljamo kratico RNA (ribonucleic acid) in ne RNK.
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 6
12/04/17 13:05
a. co m
Biologija – znanstvena veda o življenju
kn
jig
ar n
Temelji raziskovalnega dela v biologiji Osnovni koncepti v biologiji
Koncepti, ki jih poglavje obravnava:
■
Kompleksnost življenja povečuje predvsem veliko število ravni organizacije in interakcije med temi ravnmi.
■
Vsemu življenju na Zemlji so lastne nekatere skupne značilnosti, ki so posledica skupnega evolucijskega izvora.
■
Osnovna gradbena in funkcionalna enota vseh organizmov je celica.
■
Znanstveni napredek temelji na zastavljanju raziskovalnih vprašanj in izvajanju dobro načrtovanih raziskav.
DNA – nosilka dedne informacije
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 7
7
12/04/17 13:05
Biologija – znanstvena veda o življenju
kn
jig
ar n
a. co m
Biologija je znanstvena veda, ki proučuje živa bitja (organizme), njihovo zgradbo, delovanje, sorodnost ter razvoj in odnose med organizmi ter med organizmi in okoljem. Zato pravimo, da je biologija veda o življenju (bios, gr. življenje, logos, gr. veda). Ker življenje omogočajo zelo kompleksni procesi, so za njihovo razumevanje potrebna tudi znanja drugih naravoslovnih znanosti, kot na primer kemije in fizike. Živi svet je zelo raznolik, zato so se razvila tudi različna področja biologije. Ta pa se raz likujejo glede na organizme, ki jih biologi proučujejo. Zoologija proučuje živali, botanika rastline, mikologija glive, mikrobiologija mikroorganizme (organizmi, ki jih lahko vidimo le z mikroskopom). Biologija pa ne proučuje le
organizmov, temveč življenje na vseh organizacijskih ravneh. Področja proučevanja biologije segajo od celice kot najosnovnejše žive enote do biosfere, kamor sodijo vse življenjske združbe na Zemlji. Tako poznamo tudi celično biologijo, ki proučuje zgradbo in delovanje celic, histologijo, ki se ukvarja z zgradbo in ob likotkiv, anatomijo, ki proučuje zgradbo or ganizmov, in fiziologijo, ki ugotavlja njihovo delovanje. Genetika se ukvarja z zakonitostmi dedovanja, etologija proučuje obnašanje živali, ekologija proučuje odnose med organizmi in njihovim okoljem, evolucijska biologija prouču je razvoj življenja in biotske raznovrstnosti na Zemlji in mnoga druga področja. Različna področja znanosti se z razvojem novih metod raziskovanja združujejo, kar omogoča boljše razumevanje delovanja procesov v živih
▲
8
Organizmi so odvisni od svojega okolja. Biologija proučuje njihovo zgradbo in povezanost z živim in neživim okoljem.
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 8
12/04/17 13:05
jig
ar n
a. co m
sistemih, ki vključujejo procese od interakcij med molekulami do odnosov med skupinami organizmov na našem planetu. Pojavile so se vede, ki združujejo znanje dveh ali več področij. Takšni sta na primer biokemija in biofizika. Meje med nekoč jasno ločenimi vedami izginjajo in pojavlja se novo področje bioznanosti, ki poleg biologije vključuje vse vede, ki se ukvarjajo z živim svetom. Količina znanja, ki jo v novejšem času prinašajo bioznanosti, bi postala neobvladljiva brez dobro urejenega sistema zbiranja, urejanja in posredovanja informacij, zato se je razvilo še področje bioinformatike. Temeljno proučevanje je usmerjeno v študij osnovnih zakonitosti nekega področja. Temeljno znanje bogati zakladnico znanja človeštva in je obenem osnova za tista znanstvena proučevanja, ki so usmerjena v reševanje problemov, povezanih z vsakdanjim življenjem. Takšnemu pridobivanju znanja pravimo uporabna ali aplikativna proučevanja, pridobljenemu znanju pa aplikativ no znanje. Aplikativna proučevanja na področju biologije so po navadi povezana z reševanjem pe rečih problemov s prehrano, odkrivanjem novih oblik zdravljenja ali reševanjem posledic onesnaževanja okolja. Mnogo aplikativnih panog znanosti se je od biologije odcepilo in so zdaj samostojne znanstvene panoge. Takšne so recimo agronomija, živinoreja, gozdarstvo, živilska tehnologija in v novejšem času biotehnologija.
▲ Zdravniki in veterinarji morajo poznati zgradbo in delovanje organizmov, da jih lahko zdravijo, poznati morajo tudi zgradbo in delovanje organizmov, ki povzročajo bolezni, kot so bakterije, glive in različni zajedavci.
Temelji raziskovalnega dela v biologiji
kn
Raziskovalno delo je osnovni način prido bivanja tako temeljnega kot aplikativnega znanja v biologiji. Raziskovalno delo na področju biologije temelji na postavljanju raziskovalnih vprašanj, ki se raziskovalcem porajajo ob opazovanju nekega pojava, spremljanju določe nega procesa ali zgolj razmišljanju o nekem problemu. Postavitvi raziskovalnega vprašanja sledi pregled že znanih dejstev o temi, na katero se raziskovalno vprašanje nanaša. Če v li teraturi ne najdemo odgovora na zastavljeno
vprašanje, naredimo načrt raziskave, ki nas bo pripeljala do želenega odgovora. Osnovna metoda prvega dela raziskovanja je zbiranje podatkov. Načini dela se razlikujejo glede na področje raziskovalnega dela. Če bomo na primer proučevali populacijo volka v Sloveniji, bo naše delo predvsem terensko. Podatke, zbrane z ovratnico GPS, ki jo bomo volku nadeli okrog vratu, bomo povezali z računalniškim programom. Če pa nas bo zanimala na primer ob čutljivost paramecija na svetlobo, bomo vse Biologija – znanstvena veda o življenju
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 9
9
12/04/17 13:05
Shema raziskovalnega dela
Število poljskih zajcev se je na določenem območju močno zmanjšalo. Upad števila zajcev časovno sovpada z zamenjavo gojenja repe s pšenico na tem področju.
ar n
Opazovanje
kot številsko vrednost ali prikazane v grafih. Zbiranje podatkov je temelj vsakega raziskovalnega dela, rezultati, ki jih dobimo, pa so temelji novega znanja. Vendar sami rezultati raziskovalnega dela po navadi še ne dajo dokončnega odgovora na zastavljeno raziskovalno vprašanje. Rezultate je treba tudi pravilno razložiti, za kar je potrebno dovolj dobro poznavanje področja in metode, s katero smo rezultate pridobili. Na osnovi zbiranja podatkov in ugotovitvah podobnih študij se pogosto oblikuje domnevo ali hipotezo, ki služi kot začasna razlaga
a. co m
potrebne podatke zbrali z delom v laborato riju. Metode zbiranja podatkov so različne – opazovanje, zbiranje vzorcev, opravljanje meritev … Pogosta metoda zbiranja podatkov je poskus. Pri tej metodi zbiramo podatke v pogojih, ko kakšnega od dejavnikov v opazo vanem procesu spremenimo. Tako preverimo pomen tega dejavnika na celoten proces. Podatki, ki jih zbiramo, so lahko kvalitativni (kakovostni) ali kvantitativni (številčni). Prvi opisujejo lastnosti in jih po navadi ne merimo, podajamo pa jih opisno (velik, majhen, zelen, rdeč …), druge lahko merimo, podamo pa jih
Postavljanje raziskovalnega vprašanja
Spremljanje velikosti populacije zajcev na dveh področjih s približno enako veliko začetno populacijo zajcev in v podobnem okolju. Na enem področju so posejana izključno žita, na drugem področju, ki je prostorsko toliko oddaljeno, da prehajanje zajcev med testnima področjema ni mogoče, pa poleg žit gojijo tudi repo.
jig
Oblikovanje načrta raziskave
Raziskovalce je zanimalo, ali je opustitev gojenja repe povzročila zmanjšanje populacije zajcev.
kn
Zbiranje podatkov in/ali izvedba poskusa
10
Na vsakem področju se s štetjem zajcev izmeri velikost populacije zajcev ob začetku raziskave in vsako leto, tri leta zapored.
Analiza rezultatov
Zbrani podatki o populaciji zajcev kažejo značilno povečanje števila zajcev na področju, kjer je bila poleg žit posajena tudi repa. Pregledi terena v zimskem času so pokazali, da je nekaj nepobrane repe ostajalo na poljih tudi pozimi. Sledovi zajcev so pokazali, da so se z repo hranili tudi v zimskem času.
Postavitev hipoteze kot odgovor na zastavljeno raziskovalno vprašanje
Repa je v zimskem času zajcem služila kot vir hrane. Na poljih, posejanih le z žiti, je pozimi primanjkovalo hrane, zato je bila populacija zajcev na tem področju mnogo manjša.
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 10
12/04/17 13:05
Višja raven
velja hipoteza za sprejeto. Hipoteza lahko preraste v teorijo, ki je po navadi obsežnejša in zajema več potrjenih hipotez.
a. co m
procesa. Nadaljnji rezultati lahko hipotezo po trdijo ali ovržejo. Ko hipotezo potrdijo in sprejmejo tudi drugi raziskovalci tega področja,
Tudi znanstvene teorije se spreminjajo
jig
ar n
Znanstvene teorije so veljavne, dokler jih ne ovržemo z novimi ugotovitvami. Osnovno načelo znanstvenega dela je, da nikoli ne more podati absolutne resnice. Znanstveniki so pri svojem delu namreč vedno omejeni z razpoložljivo opremo, razumevanjem procesov na osnovi preteklega znanja in izkušenj ter številom primerov, ki jih lahko proučijo. Natančnejše proučevanje organizmov in odnosov med njimi je odvisno predvsem od razvoja opreme, ki omogoča ne le pridobivanje novih podatkov, temveč tudi spreminjanje razlag o tem, kako procesi potekajo. Znanstvene teorije, ki na nekem področju dolgo veljajo, postanejo dogme (splošno veljavno dejstvo), kar pogosto zavira nova odkritja. Znanstvene ugotovitve dobijo pomen šele, ko postanejo dostopne drugim raziskovalcem. Zelo pomembno je, da raziskovalci dvomijo v ugotovitve drugih raziskovalcev in odpirajo prostor drugačnim razlagam svojih ugotovitev. Da je ugotavljanje pravilnosti rezultatov raziskovalnega dela
mogoče, morajo biti potek raziskave in raziskovalne metode natančno opisani. Preden neko raziskovalno delo objavimo, ga prebere več strokovnjakov s področja tega raziskovalnega dela. Ti strokovnjaki ocenijo, ali so dokazi za ugotovitve dovolj trdni, da bi lahko bile pravilne. Ocenjevalci znanstvenih člankov torej opravljajo zelo odgovorno delo. Zavrnitev kakšnega raziskovalnega dela lahko pomeni, da neko novo odkritje ne prodre do drugih raziskovalcev, čeprav je lahko pomembno. Objava nepravilnih ugotovitev pa lahko raziskovalce določenega področja zavede k nepravilnim zaključkom svojega dela. Rezultate, ki so zanimivi za širšo javnost, iz znanstvenih revij povzamejo in objavijo v poljudnoznanstvenih revijah ali javnih občilih in tako o njih izvedo tudi ljudje, ki niso nujno strokovnjaki za določeno področje. Pri teh objavah je potrebna določena mera kritičnosti, saj podatkov po navadi ne posredujejo strokovnjaki področja, na katerem je bilo delo izvedeno, zato je možnost nepravilnih razlag znanstvenih ugotovitev tam večja kot v znanstvenih revijah.
Osnovni koncepti v biologiji
kn
Človek je že od nekdaj opazoval naravo. Od dobrega poznavanja narave in njenih zakonitosti je bilo odvisno preživetje naših prednikov. Predvsem razvoj tehnologije pa je omogočil, da smo pridobljena znanja med seboj povezali in spoznali nekaj splošnih zakonitosti, ki veljajo v živem svetu. Te zakonitosti imenujemo biološki koncepti. Razumevanje osnovnih bioloških konceptov je potrebno za razumevanje biologije kot celote. V tem učbeniku bomo podrobneje obravnavali naslednja osnovna spoznanja ali koncepte:
■ ■ ■
■
■
■
■
Celica je osnovna enota vsega živega. Živi svet je organiziran po ravneh. Lastnosti organizmov so zapisane v nukleinskih kislinah (DNA ali RNA). Enakost in različnost med organizmi sta posledici evolucije. V živih sistemih obstaja povezanost med njihovo zgradbo in delovanjem. Organizmi si z okoljem izmenjujejo snovi in energijo. Organizmi kljub spremembam zunanjega okolja ohranjajo svoje notranje okolje. Biologija – znanstvena veda o življenju
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 11
11
12/04/17 13:05
Celica je osnovna enota vsega živega
Bakterijska kolonija
▲
Jurček
▲
Smreka
▲
Vrana
kn
jig
▲
ar n
a. co m
Dolgo časa so znanstveniki proučevali naravo le na ravni organizmov ali organov. Zbirali in opisovali so različne vrste živali in rast lin ter opisovali zgradbo in delovanje njihovih organov. Z odkritjem oziroma razvojem svet lobnega mikroskopa proti koncu 17. stoletja pa so raziskovalci dobili vpogled tudi v podrobnejšo zgradbo organizmov, ki je bila do takrat povsem neznana. Odkrili so celice. Od odkrit ja celic sta minili še dve stoletji, preden sta botanik Matthias Schleiden in zoolog Theodor
Schwann dokončno potrdila, da so vsi živi organizmi zgrajeni iz celic. Pozneje so znanstveniki ugotovili, da imajo nekatere celice oblikovano jedro (evkarionti), druge pa ne (prokarionti), da so organizmi lahko sestavljeni iz ene celice (enoceličarji) ali pa iz več celic (večcelični organizmi). Poleg tega, da je celica osnovna gradbena enota vseh organizmov, je tudi osnovna funkcionalna enota vseh organizmov. V celici nam reč potekajo življenjski procesi, ki so za delovanje organizma nujno potrebni. Tako lahko na primer napake v delovanju celic, ki gradijo ledvice, pripeljejo do odpovedi ledvic in s tem do smrti organizma.
▲
12
Bakterijska celica
▲
Glivna celica
▲
Rastlinska celica
▲
Živalska celica
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 12
12/04/17 13:05
Živi svet je organiziran po ravneh
ar n
Zemlja biosfera
a. co m
Celice kot osnovne gradbene in funkcionalne enote se povezujejo v tkiva, ta pa tvorijo organizem. Celica, tkivo in organizem so tri ravni organizacije živega sveta, ki jih ločimo v biologiji. Področje biologije zajema niz ravni organizacije, ki se po navadi prične z molekulami. Te se povezujejo v organele, organeli v celice, celice v tkiva, tkiva v organe, organi v organizme, organizmi v populacije, te v združbe, združbe v ekosisteme in ekosistemi v biosfero, ki je za sedaj zadnja biološka raven. Vsaka od ravni ima svoje lastnosti, ki so odvisne od lastnosti na nižjih ravneh. Zato je za razumevanje delovanja na višji organizacijski
ravni potrebno poznavanje mehanizmov delovanja na nižji ravni. Pri proučevanju živih orga nizmov se tako spuščamo do vedno nižjih ravni. Takšen primer je recimo proučevanje bolezni, torej nepravilnega delovanja organizma. Še pred 100 leti je medicina temeljila predvsem na poznavanju delovanja organov. V zadnjih 30 letih si določanja nekaterih bolezni, na primer raka, ne moremo predstavljati brez podrobne analize celic rakavega tkiva. V novejšem času določanje (diagnostika) in zdravljenje bolezni prehajata na nivo delovanja molekul v celicah, kot je na primer genska terapija, pri kateri gre za zamenjavo okvarjenih z neokvarjenimi geni. Hiter razvoj področja nanomedicinekaže, da bodo za zdravljenje kmalu uporabljali posamez ne molekule velikosti nekaj nanometrov.
miozin molekula
mišična celica celica
jig
jezero ekosistem
mišično tkivo tkivo
kn
race in labodi združba
mišica organ
labodi populacija
labod organizem
Biologija – znanstvena veda o življenju
SPOZNAJMO ZGRADBO IN DELOVANJE CELICE-prelom 1-TISK.indd 13
13
12/04/17 13:05