1 / 71

VISPĀRĪGĀ BIOLOĢIJA

Indriķis Muižnieks. VISPĀRĪGĀ BIOLOĢIJA. ORGANISMU DAUDZVEIDĪBA. ORGANISMU DAUDZVEIDĪBA. Bioloģiskās klasifikācijas principi. IEVADS MIKROBIOLOĢIJĀ. IEVADS BOTĀNIKĀ. IEVADS ZOOLOĢIJĀ. IEVADS MIKROBIOLOĢIJĀ. LEKCIJU SARAKSTS 1. Bioloģiskās klasifikācijas principi.

zaria
Download Presentation

VISPĀRĪGĀ BIOLOĢIJA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Indriķis Muižnieks VISPĀRĪGĀ BIOLOĢIJA ORGANISMU DAUDZVEIDĪBA

  2. ORGANISMU DAUDZVEIDĪBA Bioloģiskās klasifikācijas principi IEVADS MIKROBIOLOĢIJĀ IEVADS BOTĀNIKĀ IEVADS ZOOLOĢIJĀ

  3. IEVADS MIKROBIOLOĢIJĀ • LEKCIJU SARAKSTS • 1. Bioloģiskās klasifikācijas principi. • 2. Prokarioti un mikroorganismi. Mikrobioloģijas pētījumu objekti, metodes, vēsture. • 3. Prokariotu šūnas uzbūve un augšana. • 4. Prokariotu vielmaiņas īpatnības. • 5. Mikroorganismu izmantošana biotehnoloģijā, lauksaimniecībā, vides aizsardzībā. • 6. Prokariotu daudzveidība, baktēriju sistemātika. • 7. Vīrusi un par vīrusiem mazākas infekciozās daļiņas. Migrējošā DNS. • 8. Prokariotu daudzveidība, vīrusu sistemātika. • 9. Infekcijas un imunitāte. Organisma aizsardzība pret infekcijām.

  4. Pirmā lekcija BIOLOĢISKĀS KLASIFIKĀCIJAS PRINCIPI

  5. www.vub.ac.be/.../courses/TCB/biodiversity.jpg

  6. ORGANISMU KLASIFIKĀCIJA – MĒĢINĀJUMS SAKĀRTOT BIOLOĢISKO DAUDZVEIDĪBU Klasifikācijas objekts: suga • Sugas noteikšanas prakse: • a) organismu grupa (populācija) ar pietiekami izteiktu līdzību • iedzimtības informācijā (genotipā); noteiktās organisma pazīmēs (fenotipā);raksturīgās ķermeņa formās (morfoloģijā);apdzīvotajā teritorijā (bioģeogrāfijā); • b) spēju atpazīt savas sugas piederīgos un radīt auglīgus pēcnācējus.

  7. Pirmā lekcija Klasifikācijas objekts: suga Ernsts Meirs [Mayr ] (1904.- 2005.) Sintētiskā evolūcijas teorija, Methods and Principles of Systemic Zoology Animal Species and Evolution (1963.) E. Meira dzīvnieku sugas definīcija: “reāli vai iespējami savstarpēji krustojošās dabiskas populācijas, kas ir reproduktīvi izolētas no citām līdzīgām grupām”.

  8. Taksonomija – bioloģijas nozare, kas pēta organismu klasifikāciju. Taksonomija organismu daudzveidībā veido hierarhiskas klasifikācijas kategorijas jeb taksonus. Hierarhija – sakārtotība, kas balstās uz padotību (mazākās vienības ietvertas lielākās). Dabiskā taksonomija –atspoguļo organismu evolūcijuMākslīgā taksonomija – izmantojama noteiktiem praktiskiem mērķiem

  9. Pirmā lekcija KLASIFIKĀCIJAS PRINCIPI Kā sakārtot ?

  10. Pirmā lekcija KLASIFIKĀCIJAS PRINCIPI Mākslīgā taksonomija

  11. Pirmā lekcija KLASIFIKĀCIJAS PRINCIPI Mākslīgā taksonomija

  12. Pirmā lekcija KLASIFIKĀCIJAS PRINCIPI Dabiskā taksonomija

  13. Pirmā lekcija Bioloģiskā nomenklatūra Karls Linnejs [Carolus Linnaeus] (1707-1778), Species Plantarum (1753) Systema Naturae (1758) Binārā nomenklatūra

  14. Pirmā lekcija BIOLOĢISKĀS NOMENKLATŪRA = TAKSONU NOSAUKŠANAS NOTEIKUMI (NOMENKLATŪRAS KODI) Binārā nomenklatūra: <Genus><species><Autors> International Code of Zoological Nomenclature, 4-th ed. (1999) International Code of Botanical Nomenclature (2000) International Code of Nomenclature for Cultivated Plants (2004) International Code of Nomenclature of Bacteria (1990, 1998) International Code of Virus Classification and Nomenclature (2000) Draft BioCode (1997). http://www.iczn.org/iczn/index.jsp http://www.bgbm.org/iapt/nomenclature/code/SaintLouis/0000St.Luistitle.htmhttp://www.ishs.org/sci/icracpco.htm http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?indexed=google&rid=icnb.TOChttp://www.ictvdb.rothamsted.ac.uk/ICTVWeb/rules.htmlhttp://www.bgbm.org/iapt/biocode/

  15. Hierarhiskās klasifikācijas kategorijas taksonomijā Tipu lieto lielākoties zooloģijas, nodalījumu – botānikas objektu klasifikācijā Retāk lietotas kategorijas: zars, triba, leģions, kohorta, alianse • Galvenajām taksonomiskajām kategorijām var veidot augstāka un zemāka līmeņa atvasinātās kategorijas: • ar priedēkli “virs-” [“super”-] vai “liel-” [“magn- ” ] (kārta) • ar priedēkli “apakš-” [“sub”-] vai “infra- ”, “mikro-”, “parvo-”

  16. Pirmā lekcija BIOLOĢISKĀ NOMENKLATŪRA Taksonomijas kategorijas ir sakārtotās stingri noteiktā hierarhiskā sistēmā, tām nosaukumus piešķir atbilstoši nomenklatūras kodeksiem.

  17. Pirmā lekcija BIOLOĢISKĀ NOMENKLATŪRA

  18. Pirmā lekcija Klasifikācijas uzdevums: sakārtot daudzveidību, atspoguļojot tās izcelšanos Ģints D Ģints A Ģints B Ģints C A B C D E F G H I J K L M N Sugas šobrīd Sugas pagātnē Sugas senākā pagātnē

  19. Pirmā lekcija Klasifikācijas uzdevums: sakārtot daudzveidību Dzimta A Dzimta B A B C D E F G H I J K L M N Sugas šobrīd Sugas pagātnē Sugas senākā pagātnē

  20. Pirmā lekcija Klasifikācijas uzdevums: sakārtot daudzveidību Kārta A A B C D E F G H I J K L M N Sugas šobrīd Sugas pagātnē Sugas senākā pagātnē

  21. Pirmā lekcija Klasifikācijas uzdevums: sakārtot daudzveidību Sugas šobrīd A B C D E F G H I J K L M N Sugas pagātnē Sugas senākā pagātnē MONOFILĒTISKI TAKSONI

  22. Pirmā lekcija Klasifikācijas uzdevums: sakārtot daudzveidību Sugas šobrīd A B C D E F G H I J K L M N Sugas pagātnē POLIFILĒTISKI TAKSONI Sugas senākā pagātnē

  23. Pirmā lekcija Klasifikācijas uzdevums: sakārtot daudzveidību Sugas šobrīd A B C D E F G H I J K L M N Sugas pagātnē PARAFILĒTISKI TAKSONI Sugas senākā pagātnē

  24. Pirmā lekcija PAR SUGU MAZĀKAS TAKSONOMISKĀS KATEGORIJAS: Varietātes, formas, rases (augi, dzīvnieki) ESU (evolutionary significant unit) – dabas aizsardzības (konservācijas) mērķiem noteikta populācija Morfas, celmi, rases (sēnes)Celmi, serotipi, serovari, biovari (baktērijas, vīrusi) MĀKSLĪGĀ SELEKCIJA Kultivāri, šķirnes, celmi, rases - ar izcilām īpašībām apveltīti augi vai dzīvnieki, kas iegūti cilvēka kontrolētas, mērķtiecīgas selekcijas rezultātā Savi nomenklatūras noteikumi Hosta “Royal Standard”; Hosta ventricosa “Aureomarginata”; H. sieboldiana ‘Elegans’

  25. Pirmā lekcija GALVENĀS TAKSONOMIJAS SKOLAS (metodes) FENĒTISKĀ KLADISTISKĀ MOLEKULĀRĀ EVOLUCIONĀRĀ

  26. Pirmā lekcija FENĒTISKĀ TAKSONOMIJA Arī numeriskā jeb ciparu taksonomija. Klasifikācijas pamatā morfoloģisku vai bioķīmisku pazīmju kopas līdzība

  27. Pirmā lekcija Kultūras un bioķīmiskās īpašības 0 + 0 0 + + + 0 0 0 + + 0 0 0

  28. Pirmā lekcija KLADISTISKĀ TAKSONOMIJA Clade (angl.) – izcelsmes grupa, ko veido kopējais sencis un tā pēcteči. Esošie organismi tiek traktēti kā zarojumu gala punkti. Zarojumu struktūru nosaka kopīgi iegūtas pazīmes (sinapomorfijas)

  29. Pirmā lekcija KLADISTISKĀ TAKSONOMIJA Parsimonijas (taupības) princips; Konsensus (saskaņas) princips; Plesiomorfiskas (senas) un apomorfiskas (jaunas) pazīmes

  30. Pirmā lekcija MOLEKULĀRĀ TAKSONOMIJA Molekulārā taksonomija analizē genotipa (DNS), vai tās produktu - RNS un proteīnu struktūru. Metodes: DNS/DNS hibridizācija; rRNS sekvenēšana; DNS sekvenēšana; proteīnu sekvenēšana; bioinformātikā, molekulārais pulkstenis.

  31. Pirmā lekcija MOLEKULĀRĀ TAKSONOMIJA DNS ANALĪZE : HIBRIDIZĀCIJA Paaugstinot temperatūru tiek sarautas ūdeņraža saites, kuras veido DNS dubultspirāli. Spirāles pavedieni atdalās, absorbcija UV staros pieaug, jo purīnu un pirimidīnu bāzes kļūst labāk pieejamas (eksponētas) starojumam.

  32. Pirmā lekcija MOLEKULĀRĀ TAKSONOMIJA DNS ANALĪZE : HIBRIDIZĀCIJA

  33. Pirmā lekcija MOLEKULĀRĀ TAKSONOMIJA RIBOSOMĀLĀS RNS SEKVENĒŠANA • rRNS ir relatīvi īsas (120 - 4000 nukleotīdi) ērtas sekvenēšanas darbam. • rRNS satur gan ļoti konservatīvus, gan arī relatīvi ātrāk mainīgus rajonus. Sekvenēt var gan pašu RNS, gan to kodējošos gēnus. • Katrai organismu grupai tiek meklēta tikai tai tipiska sekvence rRNS sastāvā (“paraksts”)

  34. Pirmā lekcija MOLEKULĀRĀ TAKSONOMIJA DNS SEKVENĒŠANA

  35. MOLEKULĀRĀ TAKSONOMIJA Pirmā lekcija DNS sekvenēšana Kreigs Venters , 2002. g. TIGR dibinātājs, kopš 2006. gada J. Craig Venter Institute

  36. Pirmā lekcija MOLEKULĀRĀ TAKSONOMIJA DNS SEKVENĒŠANA Cilvēka un šimpanzes genomā ir ap vienpadsmit miljonu atšķirību, kur viens nukleotīds aizstāts ar citu, iestarpināts vai aizmirsts. Uz kopējo genoma garumu (3,1 miljardi b.p.) atšķirīgi ir tikai 0,4 % no DNS secības, kamēr vairāk nekā 99,6 procenti iedzimtības informācijas teksta cilvēkos un primātos ir identiska. Savukārt, ap 88 procentu cilvēka un šimpanzes DNS secības atšķirību vairs nav atrodamas, salīdzinot cilvēka un neandertālieša genomus, t.i., to teksts ir identisks par 99,95 procentiem.

  37. Pirmā lekcija MOLEKULĀRĀ TAKSONOMIJA PROTEĪNU STRUKTŪRAS ANALĪZE • dažādās sugās salīdzina analogus proteīnus, kas nepieciešami dzīvības pamatprocesu uzturēšanai (piem.: citohroms C, seruma albumīns); • molekulāro un paleontoloģisko datu salīdzināšana norāda, ka vidēji viena miljona gadu laikā, nejaušu mutāciju rezultātā var notikt ap 2,5 - 3 aminoskābju nomaiņas proteīnā. • uzskaita aminoskābju atšķirības un dala to skaitu ar izmaiņu ātrumu miljona gadu laikā.

  38. Pirmā lekcija MOLEKULĀRĀ TAKSONOMIJA MOLEKULĀRAIS PULKSTENIS Molekulārā pulksteņa hipotēze paredz, ka bioloģisko makromolekulu izmaiņas notiek lēni, bet ar pastāvīgu ātrumu. Ja ātrums ir pastāvīgs, tad atšķirību daudzums šajās molekulās ir proporcionāla laikam, kas pagājis kopš šīm sugām bijis kopīgs sencis. Izmaiņas makromolekulu struktūrā reģistrē evolūcijas norises.

  39. Pirmā lekcija MOLEKULĀRĀ TAKSONOMIJA PROTEĪNU STRUKTŪRAS ANALĪZE

  40. Pirmā lekcija EVOLUCIONĀRĀ TAKSONOMIJA Darvins, “Sugu izcelšanās”: … klasifikācija kļūs par ģenealoģiju Čārlzs Darvins [Darwin] (1809. - 1882.) On the Origin of Species by Means of Natural Selection (1859.) The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex (1871.)

  41. Pirmā lekcija EVOLUCIONĀRĀ TAKSONOMIJA Lieto vairākas metodiskas pieejas, kombinē ar mērķi iegūt organisma attīstības vēsturei atbilstošu klasifikāciju un maksimalizēt viena taksona robežās iekļauto organismu savstarpējo līdzību. Klasifikācija notiek atkārtoti grupējot un pārgrupējot organismus, izmantojot vispirms dažādas analītiskas pieejas un paleontoloģijas datus. Pazīmju konverģence, analoģija, homoloģija

  42. Pirmā lekcija EVOLUCIONĀRĀ TAKSONOMIJA Darvins, “Sugu izcelšanās”: … klasifikācija kļūs par ģenealoģiju FILOĢENĒTISKAIS KOKS

  43. Pirmā lekcija TAKSONOMIJAS VĒSTURE Aristotelis [Ἀριστοτέλης] (384.-322. BC) Scala Naturae, Historia Animalum Dabas objektu iedalījums: Minerāli Augi Dzīvnieki

  44. Pirmā lekcija

  45. Pirmā lekcija Dabas valstis Karls Linnejs [Carolus Linnaeus] (1707-1778), Species Plantarum (1753) Systema Naturae (1758) Binārā nomenklatūra, kreacionisms Dabas valstis: Vegetabilia = Metaphyta ==Plantae;Animalia = Metazoa

  46. Pirmā lekcija Priekšstati par evolūciju Žoržs Bufons [Buffon] (1707.-1788.), Historie Naturelle (1749.) 36 sēj. Zemes vecums – vairāki desmiti tūkstoši gadu.

  47. Pirmā lekcija Priekšstati par evolūciju Žans Lamarks [Lamarck] (1744-1829), Flore Francaise (1778.), Historie Naturelle des Animaux sans Vertebres (1815.-1822.). Iegūto pazīmju iedzimšana (1801. –1809.). “Bioloģija” -1802.

  48. Pirmā lekcija Priekšstati par evolūciju Iegūto pazīmju iedzimšanas iespējamības pamatojums molekulārajā bioloģijā: horizontālā gēnu pārnese, kur notiek apmaiņa ar iedzimtības informācijustarp diviem organismiem, kas pat var nepiederēt pie vienas sugas. Pārnestie gēni nostiprinās jaunajās saimnieka šūnās. A B C D E F G H I J K L M N Vertikālā gēnu pārnese – paudžu maiņā, no vecākiem uz bērniem, no mātšūnas uz meitšūnu

  49. Pirmā lekcija Priekšstati par evolūciju Žoržs Kivje [Cuvier] (1769.-1832.), Dzīvnieku klasifikācija: mugurkaulnieki; kukaiņi, tārpi. Paleontoloģija, katastrofu teorija.

More Related