Vidusskolas bioloģijas kurss/nemodificētā versija

Ievads

Bioloģija — zinātne par dzīvajām sistēmām. Dzīvo (bioloģisko) sistēmu organizācijas līmeņi. Biosistēmu pamatpazīmes.

I. Dzīvo sistēmu organizācijas pamatprincipi

1. Dzīvā viela: elementārais dzīvo organismu sastāvs; dzīvības ķīmiskais pamats — ūdens, minerālsāļi un organiskās vielas.
2. Strukturālā organizācija no šūnas līdz organismam.
3. Dzīvo organismu enerģijas ieguves avoti.
   1. Gaismas enerģija un neorganisko savienojumu oksidācija autotrofiem.
   2. Organiskās "barības vielas" — heterotrofiem.
   3. Jeb kura viela kas izdala organiskus savienojumus (ielementārais dzīvo organismu sastāvs),.....

II. Ķīmiskie uzbūves bloki

1. Ogļhidrāti, to daudzveidība, loma augu un dzīvnieku šūnās.
2. Lipīdi, to ķīmiskā struktūra, funkcijas. Lipīdi bioloģiskajās membrānās.
3. Olbaltumvielas, ķīmiskā struktūra, daudzveidība, funkcijas. Fermenti. Šūnas imūnvielas
4. Nukleīnskābes, to ķīmiskā struktūra, funkcijas.
5. ATF kā šūnas enerģiskā viela.

III. Šūna kā struktūrvienība

1. Šūna — uzbūves, attīstības, funkcionālā pamatvienība.
2. Šūnas formu daudzveidība, funkcionālā diferenciācija.
3. Prokarioti, eikarioti.
4. Bezšūnu veidojumi — vīrusi.

   • Vīrusi — augu, dzīvnieku, cilvēku, baktēriju parazīti. Vīrusi — cilvēku slimību izraisītāji. AIDS
   • Prokariotisko, eikariotisko šūnu un vīrusu salīdzinājums.

5. Eikariotu daudzveidīgo šūnu uzbūves principi.

   • Citoplazma.
   • Membrānas: plazmatiskā (ārējā) un iekšējā membrānu sistēma. Membrānu uzbūves principi. Plazmatiskās membrānas pamatfunkcijas.
   • Šūnas kodols, tā uzbūve, funkcijas. Hromosomas, to ķīmiskais sastāvs, funkcijas. Hromosomu komplekts.
   • Haploidālās, diploidālās šūnas. Kodoliņš. Kodola apvalks.
   • Mitohondriji, to uzbūves un funkcionālā sakarība.
   • Ribosomas — submikroskopiski veidojumi.
   • Lizosomas, to ķīmiskais sastāvs, funkcijas.
   • Iekšējo membrānu sistēmas. Endoplazmatiskais tīkls.
   • Goldži komplekss. Funkcijas.
   • Plastīdas, to veidi. Hloroplastu uzbūve un funkcijas. Leikoplasti, hromoplasti, funkcijas.
   • Vakuolas. Pulsējošās (vienšūnas dzīvnieku) vakuolas un centrālā vakuola augu šūnās.
   • Caurulīšu struktūras. Centriolas un centrosoma. Kustību organoīdi.
   • Šūnapvalks — sekundārs veidojums augu šūnās. Prokariotu šūnapvalks.

IV. Vielu un enerģijas maiņa šūnā

1. Vielmaiņas (metabolisma) jēdziens

   • Organisma vielu šķelšanās process (disimilācija) un svešu vielu pārveidošana sava organisma komponentos (asimilācija) kā cieši saistīti metabolismam pretējie procesi.

2. Biokatalīze.

   • Fermentu loma metabolisma reakcijās. Fermentu īpašības: substrāta specifiskums, termolabilitāte, aktivitātes atkarība no vides pH.

3. Disimilācija kā enerģijas avots.

   • Elpošana — aerobs oksidācijas process. Rūgšana — anaerobs sadalīšanas process.
   • Ogļhidrāti — galvenais disimilācijas substrāts. Ogļhidrātu disimilācija, tās posmi. Krebsa cikls.

4. Asimilācija: heterotrofā un autotrofā asimilācija.

   • Autotrofās asimilācijas enerģijas avoti.
   • Fotosintēze, gaismas un tumsas procesi, a, b, c hlorofīli un citi pigmenti. Kalvina cikls. Jēdziens par C₃ un C₄ augiem. Fotosintēzes globālā nozīme. Fotosintēzes produktivitāte.
   • Hemosintēzes būtība, piemēri.
   • Heterotrofā asimilācija — molekulu "pārbūves" process. Ogļhidrātu, lipīdu, olbaltumvielu uzņemšana, sagremošana, sintēze un uzkrāšanās organismā.

V. Ģenētiskās informācijas realizācija

1. DNS — iekodētas ģenētiskās informācijas glabātāja. Genotips — kodolā ieslēgtā informācija. Genoms — vienā hromosomu komplektā esošā DNS. Gēns — iedzimtības vienība, DNS funkcionālais iecirknis. Gēnu daudzveidība.
2. Gēnu darbība.

   • Olbaltumvielu biosintēze kā gēnu darbības izpausme ģenētiskās informācijas realizācijas procesā.
   • Transkripcijas un translācijas procesi olbaltummvielu biosintēzē. DNS kods. Koda vienība — kodons. Koda universālais raksturs. Matrices tipa reakcijas — biosistēmu īpašība.

3. No polipeptīda uz pazīmi.

   • Fenotips — organisma pazīmju kopums. Fenotipa atkarība no genotipa un iekšējās un ārējās vides.
   • Modifikācijas — pazīmes varianti dažādos vides apstākļos. Pazīmes formēšanās. Reakcijas norma. Alēles — gēna varianti. Homozigotiskas un heterozigotiskas šūnas. Dominantās un recesīvās alēles.

VI. Ģenētiskā materiāla dubultošanās
(replikācijas)

1. Replikācija — sev līdzīgu struktūru radīšana. DNS dubultošanās pirms šūnu dalīšanās un pirms DNS saturošu struktūru (hloroplastu, mitohondriju) dalīšanās.
2. Ģenētiskā materiāla pārdalīšana — vienāda DNS daudzuma sadale starp meitšūnu kodoliem vai baktēriju šūnām.

   • Eikariotu šūnu un kodolu dalīšanās. Somatisko šūnu dalīšanās — mitoze. Reduktīvā dalīšanās — mejoze. Mitozes, mejozes bioloģiskā nozīme.

VII. Organisms

1. Vienšūnas organismi.
2. Daudzšūnu organismi bez īstajiem audiem (aļģes, sūkļi).
3. Daudzšūnu organismi ar īstajiem audiem. Dzīvneiku audi. Funkcionālā līdzība un atšķirība.
4. Organisma un orgānu izveides principi. Orgāni — daudzšūnu organisma diferenciācijas rezultāts.

   • Augu orgāni, to iedalījums pēc funkcijām.
   • Augstāko augu ķermeņa izveidojuma principi saistībā ar autotrofo barošanās veidu. Augstāko dzīvnieku ķermeņa izveides principi saistībā ar heterotrofo barošanās veidu. Iekšējo orgānu sistēmas. Ārējais, iekšējais skelets. Simetrija.

5. Kopējais organisma izveidojuma princips augiem un dzīvniekiem: attīstība no apaugļotas olšūnas, embrionālo audu diferenciācija, visās viena organisma šūnās — vienāds DNS daudzums. SPēja reģenerēt šūnas, audus. Ģenētiski nosacītais ritums no zigotas līdz nāvei.

VIII. Vairošanās un attīstība

1. Vairošanās, attīstība — biosistēmu pamatpazīme. Bezdzimumvairošanās, tās bioloģiskā būtība, veidi, nozīme.
2. Dzimumvairošanās. Kodola diploidālo un haploidālo fāžu maiņa. Gametas kā specializētas šūnas. Dzimumvairošanās nozīme evolūcijā. Partenoģenēze.
3. Daudzšūnu organismu attīstība.

   • Ontoģenēze. Attīstība — kvalitātes pārmaiņas ontoģenēzē.
   • Sēkla. Sēklaugu attīstība no sēklas. Priekšstats par divkāršo apaugļošanos, tās bioloģisko nozīmi.
   • Daudzšūnu dzīvnieku embrionālā un pēcembrionālā attīstība. Tiešā un netiešā attīstība. Embrionālās attīstības stadijas hordaiņiem. Dīgļlapas. Ass orgāni.

4. Pāudžu maiņa augiem un dzīvniekiem.
5. Cilvēka embrionālā attīstība.

   • Proģenēze — dzimumšūnu attīstības procesi. Ooģenēze un spermatoģenēze. Embrionālās attīstības saakuma periods pēc apaugļošanās. Dīgļa periods. AUgļa periods.
   • Placenta, tās bioloģiskā nozīme. Dzemdības.
   • Kaitīgo faktoru iedarbība uz dīgļa attīstību dažādās tā stadijās un tās sekas.

IX. Iedzimstošās izmaiņas
(rekombinācijas un mutācijas)

1. Rekombinācijas — iedzimtību nesošo struktūru (hromosomu) pārgrupēšanās jaunos variantos.
   1. Hromosomu pārgrupēšanās, saplūstot gametām un to kodoliem. Apaugļošanās bioloģiskā nozīme. Hibrīdi.

      • Skaldīšanās tipi pēc hibridizācijas (krustošanās). G. Mendeļa formulētās likumsakarības. 1., 2., 3. Mendeļa likums. Dzimuma ģenētika. Dzimuma nosacīšana, diferenciācija.

   2. Iekšhromosomālās rekombinācijas.

      • Gēnu saistības grupas. Krustmija. Saistītā iedzimšana. Morgāna likumība. Iekšhromosomālo rekombināciju bioloģiskā nozīme.

   3. Somatisko šūnu hibridizācija.

      • Priekšstats par augu veģetatīvo šūnu hibrīdiem un dažādu sistemātisko grupu pārstāvju somatisko šūnu hibridizācija, apvienojot šūnu genomus.

   4. DNS rekombinācijas. Jēdziens par gēnu inženieriju. Gēnu inženierijas perspektīva, teorētiskā un praktiskā nozīme. Sasniegumi Latvijā.
2. Mutācijas.
   1. Mutāciju veidi un cēloņi. Gēnu, hromosomu, hromosomu skaita mutācijas. Mutagēni, to iedalījums. Mutagēni — cilvēka iedzimstošo slimību izraisītāji. Ar dzimumu saistītas mutatīvās slimības.

X. Selekcijas

1. Selekcija — jaunrade, kas balstās uz teoriju par iedzimtību un mainību. Selekcijas uzdevumi un globālās pārtikas (olbaltumvielu) problēmas. Šķirne. Augu, dzīvnieku selekcijas pamatmetodes, sasniegumi.
2. Selekcijas darbs Latvijā. Latvijā audzējamo kultūraugu un mājdzīvnieku šķirņu piemēri.
3. Sēņu un mikroorganismu selekcijas tautsaimnieciskā nozīme. Eksperimentālā mutaģenēze.

XI. Organismu un vides mijiedarbība

1. Ekoloģija — zinātne par virsorganisma līmeņa biosistēmu un vides attiecībām.

   • Ekoloģija un dabas aizsardzība, galvenie uzdevumi. Globālās un vietējās ekoloģiskās problēmas.
   • Vide. Ekoloģiskie faktori, to iedalījums.

2. Organisms un vide.

   • Vides faktori, to ietekme uz ekoloģisko potenci. Bioritmi un cikliskums dabā. Temperatūra. Salizturība, pielāgojumi pārziemošanai.
   • Ūdens režīms. Gaismas faktors. Limitējošā faktora princips. Minimuma likums.

3. Populācija un apkārtējā vide.

   • Populācija, tās struktūra. Populāciju blīvums, lielums. Populāciju dinamika. Grupas efekts. Biotiskie faktori un organismu mijiedarbība populācijās.
   • Attiecības starp dažādu sugu populācijām, to izzināšanas praktiskā nozīme cīņā ar kultūraugu un meža kaitēkļiem, kā arī dabas aizsardzībā. Ekoloģiskā niša. Antropogēnie faktori un to ietekme uz populāciju blīvumu, lielumu.

4. Ekosistēmas.
   1. Ekosistēma. Biocenoze. Tipiskākās Latvijas biocenozes. Biotops.
   2. Ekosistēmu īpašības un pamatfunkcijas. Ekosistēmu funkcionālie komponenti. Barošanās ķēdes un tīkli. Enerģijas plūsma ekosistēmās. Ekoloģiskā piramīda. Ekosistēmu produktivitāte. Vielu rinķojums ekosistēmās.
   3. Mākslīgās ekosistēmas. Agrocenozes un to produktivitātes paaugstināšanas iespējas Latvijā.
   4. Ekosistēmu attīstība. Biocenožu nomaiņa, tās cēloņi (Latvijas piemēri). Ekosistēmu aizsardzība. Rezervāti, liegumi.

XII. Biosfēra un antropoekoloģija

1. Biosfēra — globāla sistēma. Biosfēras robežas. Bioķīmiskie cikli.
2. Biosfēras attīstības tendences.
3. Noosfēra, noosfēras trīs viļņi.

   • Cilvēka darbības ietekme uz biosfēru. Globālās ekoloģiskās problēmas, to cēloņi.

4. Antropoekoloģija.

   • Cilvēkpopulāciju stāvokli raksturojošie (vērtējošie) faktori. Genofonda izmaiņas, to varbūtējie cēloņi. Cilvēkpopulācijas ietekmējošo ekoloģisko un sociālo faktoru raksturojums, šo faktoru mijiedarbība, sekas.
   • Demogrāfiskās situācijas raksturojums Latvijā (pēdējo gadu tendences). Sadzīves ekoloģiskie faktori, problēmas.
   • Ekoloģiskais monitorings, prognozēšana.

XIII. Baktērijas un vīrusi

1. Baktēriju šūnu uzbūves īpatnības. Iedalījums pēc barošanās veida.

   • Heterotrofās baktērijas: parazītiskās, patogēnās (cilvēka slimības izraisošās) un saprofītiskās.
   • Autotrofās baktērijas (hemosintezējošās). Baktēriju loma dabā, izmantošana tautsaimniecībā. Izplatītākās baktēriju izraisītās slimības Latvijā.

2. Vīrusu uzbūve, daudzveidība, to vairošanās. Sistēma "šūna — vīruss".Izplatītākās cilvēka vīrusslimības. AIDS izraisošais vīruss. Inficēšanās veidi, inkubācijas periods. Slimības attīstība. Profilakse.
3. Slimību perēkļi dabā. Slimību perēkļi — bioloģiskas, no savstarpēji saistītiem struktūras elementiem sastāvošas sistēmas. Dzīvnieki — dabas slimību perēkļu infekcijas avots. Zooantroponozes — dzīvnieku slimības cilvēkiem.

   • Invāzijas un infekcijas veidi:

• 1) ar asinsūcēju parazītu starpniecību. Kukaiņi un ērces — slimību ierosinātāju pārnēsātāji un saglabātāji;
• 2) ar inficētiem produktiem, ūdeni (holēra, amebiālā dizentērija);
• 3) tiešā kontaktā ar dzīvnieku (ornitozes, ehinokoku invāzija);
• 4) ar dzīvnieku kodieniem (trakumsērga);
• 5) slikti termiski apstrādājot produktus (lenteņu invāzija, trihineloze);
• 6) neievērojot higiēnu (askaridozes, spalīšu invāzija).

1. Zooantroponožu profilakse (slimību perēkļu attālināšana no cilvēka, vakcinācija, ārstnieciskie preparāti).

XIV. Dabas aizsardzība latvijā [sic]

1. Latvijas un vietējās dabas aizsardzības problēmas.
2. Atmosfēras, ūdens, augsnes aizsardzība.
3. Aizsargājamo dabas objektu kategorijas Latvijā.
4. Sarkanā grāmata.

XV. Evolūcija

1. Hipotēzes par dzīvības rašanos uz Zemes.
2. Evolūcijas faktori. Dabiskā izlase.
3. Populāciju ģenētika un tās loma evolucionāro procesu pētīšanā.
4. Evolūcijas virzieni un ceļi.
5. Mikroevolūcija. Cilvēka saimnieciskā darbība un mikroevolucionārie procesi mikroorganismu, kukaiņu populācijās.
6. Evolūcijas rezultāti.
7. Mūsdienu hipotēzes, argumenti par Homo sapiens sugas veidošanos un sociālo evolūciju.

XVI. Bioloģijas kursa atkārtojums
(sēnes, augi, dzīvnieki)

1. Sēņu valsts. Uzbūve, barošanās, daudzveidība, nozīme.
2. Augu valsts. Sistemātika.

   • Aļģes un ķērpji — lapoņaugi. Uzbūve, barošanās, daudzveidība, nozīme.
   • Sūnaugi un paparžaugi. To vispārējās pazīmes. Pāudžu maiņa. Nozīme.
   • Sēklaugi. Kailsēkļi. Vispārīgs raksturojums, vairošanās, nozīme.
   • Segsēkļi, klases, to raksturojums. Īs biežāk sastopamo divdīgļlapju dzimtu salīdzinošs raksturojums. Segsēkļu nozīme.

3. Dzīvnieku valsts. Sistemātika.

   • Tipu īss raksturojums, dzīvības procesi un uzbūves salīdzinājums bezmugurkaulnieku tipiem.
   • Hordaiņu tipa sistemātika.
   • Mugurkaulnieku apakštipa salīdzinošā uzbūve un dzīvības procesi.