Ders 1 - Genel Biyoloji I (Botanik) PDF

DERS 1 PROF. DR. AYKUT GÜVENSEN [email protected] GENEL BİYOLOJİ I (Botanik)  Canlı kavramı, Botanik Biliminin Anlamı ve Önemi, Bitkilerin Sınıflandırılması ve Adlandırılması  Bu dersin konuları Biyolojinin ve Yaşamın tanımı Canlı varlıkların...

DERS 1 PROF. DR. AYKUT GÜVENSEN [email protected] GENEL BİYOLOJİ I (Botanik)  Canlı kavramı, Botanik Biliminin Anlamı ve Önemi, Bitkilerin Sınıflandırılması ve Adlandırılması  Bu dersin konuları Biyolojinin ve Yaşamın tanımı Canlı varlıkların özellikleri – Hücresel yapı – Kimyasal bileşim – Madde ve enerji alışverişi (metabolizma) – Büyüme ve farklılaşma – Çoğalma (üreme) – Adaptasyon – Rejenerasyon – Hareket – Mutasyon ve doğal seçilim Dünyada yaşamın oluşumu ve buna ilişkin görüşler Biyolojik bilim dalları Bitkiler ve önemi Canlılar dünyasının sınıflandırılması  Biyolojinin tanımı Biyoloji ismi, Eski Yunanca Bios (yaşam) ve Logos (bilim) sözcüklerinden türetilmiştir. En genel tanımıyla “Yaşambilimi” olarak isimlendirilebilir. Geniş anlamda; “tüm canlı varlıkları yapı, işlev, kalıtım ve üreme yönünden inceleyen; onları sınıflandıran; aralarındaki ilişkileri ve ortam koşulları ile etkileşimlerini araştıran” bilim dalı olarak tanımlamaktadır.  CANLI VE CANLILIK NEDİR ? Biyolojik anlamda yaşam “madde ve enerjiyi değiştirebilme-dönüştürebilme (metabolizma) ve kendine benzerler meydana getirebilme (ekviprodüktive) yeteneğine sahip varlıklar” olarak tanımlanabilir. ↓ ↓ ↓ Bu özelliklere sahip varlıklar ise “canlı” olarak bilinir. Canlılar, yukarıda verilen tanımın dışında, daha pek çok özellikleriyle de (ortama uyma=adaptasyon, hareket, cevap verme=reaksiyon, vd.) açıklanabilirse de, bu kavramlar canlıların ortak özelliklerine işaret eder.  BİYOLOJİNİN DAYANDIĞI İKİ TEMEL KURAM EVRİM: Evrim kuramı; Günümüzde allel frekanslarında zamanla meydana gelen değişme olarak tanımlanmaktadır. Orijinal olarak modifikasyon yolu ile türeme, yani zamanla populasyonların yapılarında meydana gelen değişme olarak tanımlanmıştır. Daha genel bir tanım; daha karmaşık yapılı yüksek canlıların, jeolojik tarih boyunca, daha önce var olan ilkel atalarından değişip gelişmesiyle oluştuklarını öngören kuram olarak bilinir. Günümüzde evrim, başlıca, Darvin ve Wallace tarafından öngörülen “Doğal Seleksiyon” ilkesine dayanmaktadır. DOĞAL SELEKSİYONUN DÖRT ÖNERMESİ 1. Türler içerisindeki bireyler varyasyon gösterirler. 2. Bu varyasyonlardan bazıları döllere aktarılır. 3. Her nesilde, yaşayabilecekten daha fazla döl üretilir. 4. Bireylerin üreme ve hayatta kalmaları rastgele değildir. Hayatta kalan ve üremeye katılan bireyler, ya da üremeye en fazla katkısı olanlar, en uygun varyasyonlara sahip olanlardır. HÜCRE KURAMI  “Mikroorganizmalardan en gelişmişine kadar tüm canlılar hücre veya hücrelerden meydana gelmişlerdir. Yeni hücreler daha önce var olan hücrelerin bölünmesi ile oluşurlar. Bütün hücrelerin metabolik etkinlikleri ve kimyasal bileşimleri temelde benzer olup, bir organizmanın bütün olarak etkinliği, bağımsız hücre birimlerinin etkileşimleri sonucu olmaktadır. Tıpkı organizmalar gibi hücrelerde de büyüme, gelişme, kalıtım, evrim, hastalanma, yaşlanma ve ölüm olayları görülür.  YAŞAMIN MOLEKÜLER TEMELLERİ - Bütün maddeler atomlardan yapılmıştır. - Aynı tip atomlardan oluşan maddeler element adını alır. - Elementler bir araya gelerek molekülleri oluşturur. - Moleküller, atomlar arasındaki bağlar sonucu oluşur. Başlıca bağlar: 1. İyonik bağlar: Atomların elektron almaları veya vermeleri sonucu oluşur. 2. Hidrojen bağları: Moleküller arasındaki zayıf çekim gücüdür. 3. Kovalent bağlar: İki veya daha fazla atom elektronlarını paylaşır. Element 1 Element 2 Bileşik molekülü Asit ve Bazlar İyonik Bağlar İçerir Atomlar, proton ve elektron sayıları eşit olduğu için normalde nötrdürler. Bileşik oluştururken elektron veren atom (+), alan (-) yük kazanır. Örneğin mutfak tuzunda Na elektron verdiği için (+), Cl elektron aldığı için (-) yüke sahiptir ve bunlar birer iyondur. Suda çözündüğünde ortama H iyonları veren maddeler asittir, OH iyonları veren maddeler baziktir. Elementler hücre zarından ancak iyon halinde geçer. YAŞAMIN KAYNAĞI SUDUR  Su, 1 oksijen ve 2 hidrojen atomunun asimetrik olarak bağlanmasından oluşmuştur (H2O). Hidrojenler kısmı (+) yüklüdür. Oksijen kısmı (-), Bu bipolar özellik sadece suya özgüdür. Bipolar özelliğinden dolayı çok iyi bir çözgendir. Su; kohezyon ve adhezyon gücü sayesinde, bitkilerde çok uzun mesafelere taşınabilir. Hücre zarından geçebilen tek bileşiktir. Donunca genleşen tek maddedir. Kohezyon: Maddenin kendi molekülleri arasındaki çekim kuvvetidir. Adhezyon: İki farklı maddenin molekülleri arasındaki çekim kuvvetidir. Örnek: Su bulunan ince bir cam tüpü düşünecek olursak, burada suyun kendi molekülleri arasında “kohezyon” kuvvetinden, cam ve su arasında da bir “adhezyon” kuvvetinden bahsedebiliriz. ← ← Hidrojen bağları, moleküller arasındaki zayıf çekim gücüdür. ← ← Kovalent bağlar: İki veya daha fazla atom elektronları paylaşır Yükseklik: 380 m. Bildiğimiz Canlılık Karbon (C) Atomuna Dayanır Canlılık karbon atomunun özelliklerine dayanır. Karbon atomu çok çeşitli bileşikler oluşturma yeteneğine sahiptir. Bu da sonsuz çeşitlilikte organik molekül oluşmasına yol açar. Canlılar arasındaki farklılık, temelde karbon bileşikleri arasındaki farklılığa dayanır. C atomunun dış yörüngesinde 4 elektron (-) bulunur ve bu nedenle çok yönlü, büyük ve karmaşık kovalent bağlar oluşturur. Temel organik moleküller karbon iskeletine sahiptir. Fotosentez sonucu oluşan karbohidratlar çok fazla enerji depolayabilirler. Yaşamın Temel Molekülleri  BİYOLOJİK BİLİMLER Objesi canlı olan tüm bilim dalları doğrudan veya dolaylı olarak biyoloji ile ilgilidir. Bunların başlıcaları: Ziraat, Tıp, Diş Hekimliği, Ormancılık, Eczacılık, Veterinerlik, Çevre Mühendisliği, Gıda Mühendisliği, Su Ürünleri Mühendisliği, Biyomühendislik vd.  BİYOLOJİNİN TEMEL KONULARI Anatomi: Canlıların iç yapılarını inceler Morfoloji: Canlıların dış yapılarını inceler Fizyoloji: Yaşamsal olayları inceler Taksonomi ve Sistematik: Canlıları sınıflandırır Ekoloji: Canlıların birbirleriyle ve ortamla olan ilişkilerini inceler Genetik: Kalıtım ve kalıtımla ilgili kuralları inceler Biyoteknoloji (Genetik mühendisliği) Moleküler biyoloji: Yaşamın moleküler temellerini inceler Sitoloji: Hücreyi inceler Histoloji: Dokuları inceler Biyocoğrafya: Canlıların ve canlı topluluklarının dünyadaki dağılımını inceler Paleontoloji: Fosil canlıları inceler Evrim ve Filogeni: Biyolojik evrimle ile ilgili kuralları ortaya koyar ve canlı gruplarının evrimini inceler (filogeni) İmmunoloji: Bağışıklık sistemlerini inceler Etoloji: Canlı davranışları Patoloji: Hastalıkların araştırılması  CANLILAR- Sınıflandırma Domain (Archaea, Bacteria, Eukarya) ŞUBE Kingdom (Archaeabacteria, Eubacteria, Protista, Fungi, Plantae, Animalia) ALEM Divisio (son ek: -phyta, mycota) BÖLÜM Ordo (son ek: -ales) TAKIM Familia (son ek: -aceae) AİLE Genus (son ek: yok) Bitki adı (Genus + Tanımlayıcı)  CANLILAR ALEMİ - Canlılar çeşitli şekillerde sınıflandırılabilir. En klasik yöntem “Bitkiler Alemi” ve “Hayvanlar Alemi” diye ikiye ayırmaktır. - Son yıllarda bu ayrım detaylandırılmıştır. Buna göre ilk aşamada üç damaine (domeyn, alan) söz konusudur. Bunlar: 1. Bacteria (bakteriler) 2. Archaea (Arkealar) 3. Eukarya (ökaryalar) - Bunlardan bakteri ve arkealar, tek hücreli, nukleus ve hücre organelleri içermeyen basit canlılardır. - Arkealar bakterilerden DNA’larının farklılığı ile ayrılır ve daha çok ökaryotlara benzerler. Ayrıca bakterilerin hücre duvarında bulunan peptidoglikan arkealarda bulunmaz. - Arkealar çok sıcak ve çok soğuk ortamlarda yaşarlar. - Ökaryotlar gerçek anlamda, yetkin hücre ve hücrelerden oluşmuş organizmalardır. Hücre tipi Organizas- yon(hücreli), prokaryot ökaryot ökaryot ökaryot ökaryot Üreme, Beslenme Kingdom MONERA PROTISTA FUNGİ ANIMALAE PLANTAE (Alem) Domain Bacteri/ E U C A R Y A (Şube) Archaea  PROKARYOT HÜCRE EUKARYOT HÜCRE Archaea Eucarya Bacteria  DOMAİN’LER KİNGDOM (alem)’LARA AYRILIR Başlıca 5 kingdom mevcuttur: 1. Kingdom: MONERA : Bacteria ve Archaea gibi prokaryot canlılardan oluşmuştur. Koloni oluşturabilirler. - Nukleus zarı, organeller, içermezler. Bazıları fotosentetik ve kemosentetiktir. Üreme ikiye bölünme şeklinde olur. - Bakteriler çeşitli sanayi dallarında önemli işlevlere sahiptirler. Cyanobacteria - Mavi Yeşil Bakteri 2. Kingdom: PROTİSTA: - Ökaryot hücre yapısına sahip olan, tek hücreli (çoğu) ve çok hücreli canlılardan oluşan bir âlemdir. - Bu âlemde yer alan canlılar, genellikle sularda ve nemli bölgelerde yaşamını sürdürürler. - Tek hücreli türlerinde yaşamsal faaliyetler, hücre içindeki organellerde gerçekleşir.  Tek veya çok hücreli (gerçek nukleus zarı ve nukleusu bulunan) organizmalardır. Çoğunlukla eşeysel üreme görülür. Yutma, absorbsiyon, fotosentez yolu ile beslenirler. Mantarlar, bitkiler ve hayvanlar protistadan türevlenmişlerdir. Cıvık mantarlar (Myxomycota) ve Algler (su yosunları) bu grubun başlıca canlılarıdır. BAŞLICA PROTİSTA ÖRNEKLERİ CIVIK MANTARLAR Cıvık mantar Cıvık mantar A L G L E R Chlorophyta Phaeophyta Rhodophyta  Alg Örnekleri Cholorophyta Rhodophyta Phaeophyta Kamçılılar, bir veya birkaç tane kamçı yardımıyla sıvı ortamlarda hareket eder. Kamçılılar genellikle tatlı sularda yaşar ve bölünerek ürerler. Heterotrof, ototrof ve hem heterotrof hem de ototrof beslenen türleri vardır. Bazıları serbest bazıları ise koloni oluşturarak yaşar. Öglena Pandorina Çekirdek Amip Paremesyum 3. Kingdom: FUNGİ (Mantarlar): Tek veya çok hücreli ökaryot canlılardır. Çekirdekleri bir miselyum içersinde bulunur. Hetetrof organizmalardır. Absorbsiyon sistemiyle beslenirler. Eşeyli veya eşeysiz üreyebilirler. Hücre çeperlerinde kitin bulunuşu ilginçtir. A. Maya mantarları: Nemli ortamlarda yaşayan bir hücreli mantarlardır. Bölünme veya tomurcuklanma ile eşeysiz olarak çoğalırlar. Hamurun mayalanması, bira üretimi vb. için maya mantarlarından yararlanılır. Saccharomyces cerevisiae B. Küf mantarları: Saprofit olarak yaşayan çok hücreli organizmalardır. C. Şapkalı Mantarlar 4. Kingdom: Plantae (Bitkiler) Yeryüzünde yaşamın kaynağını oluşturan ototrof canlılar. İlerleyen bölümlerde detaylandırılacağı için, burada kısa verilmiştir. 5. Kingtom: ANIMALIA (Hayvanlar) Burada üzerinde fazla durulmamıştır. İkinci yarı “Genel Biyoloji II”de okutulacaktır.