Při experimentu Thompson vytvořil na počítači populaci 50 konfiguračních programů z náhodné posloupnosti nul a jednotek. Počítač každý konfigurační program zavedl do pole FPGA, vytvořil obvod a testoval pomocí určitých charakteristik, jak tento obvod rozlišuje dva tóny, a každý obvod ohodnotil. Genetický algoritmus pak odstranil nevyhovující obvody. Pak počítač zkombinoval různé vyhovující obvody vzájemnou záměnou částí jejich konfiguračních programů a konečně vložil do několika programů nepatrné náhodné chyby jako náhodné mutace. Tím se celý cyklus uzavřel a mohla začít další generace.
Počínaje 220. generací nejlepší obvody vytvářely výstup téměř identický se vstupem, tedy vlnění odpovídající kmitočtům 1 kHz a 10 kHz a nikoliv stabilní napětí 0 nebo 5 voltů. Počínaje 650. generací obvody vytvářely stabilní napětí 5 voltů pro kmitočet 1 kHz, ale vlnění pro kmitočet 10 kHz. Počínaje 1400. generací obvody vytvářely většinou napětí 5 voltů pro kmitočet 1 kHz a napětí 0 voltů pro kmitočet 10 kHz. Počínaje 2800. generací nejlepší obvody již přesně rozlišovaly mezi oběma kmitočty, ale občas se ještě rozkmitaly a počínaje 4100. generací všechny obvody pracovaly bezchybně. Od této generace se již neobjevovaly žádné změny.
Jakmile jednou obvod FPGA je schopen rozlišovat mezi dvěma tóny, jeho evoluční vývoj může pokračovat, až je schopen např. rozlišovat mezi slovy "GO" a "STOP". Jakým způsobem vlastně tento evoluční vývoj probíhá? Pokud by stejný problém měl řešit zkušený odborník, považoval by za součást zapojení hodinový obvod. Aby tranzistory vytvářely nebo indikovaly nějaký tón, musí se periodicky překlápět z jednoho stavu do druhého. Odborník navíc musí použít hodiny pro počítání kmitočtu vstupních tónů.

Podobně programátoři využívají digitální podstatu počítačů. Jejich programy jsou posloupnostmi logických instrukcí, které obvody počítače převádějí do skupin logických nul a jednotek. Evoluci, kterou jsou řízeny genetické algoritmy, lze modelovat pouze ve virtuálním prostředí programovacích jazyků.
Thompson si položil otázku, co se stane, když evoluce bude působit přímo na hardwaru. Mohly by evoluční principy uspořádat elektronické součástky stejným způsobem, jako biochemické struktury v živých organismech? Co se bude dít, když umožníme evolučním procesům překonat omezení, která ve svém myšlení mají lidé? Odpověď na tuto otázku lze nalézt jen tehdy, pokud se podaří zkombinovat "jemné" procesy biologické evoluce s "hrubým" světem křemíkových čipů. Thompson nalezl řešení v tzv. polem programovatelných hradlových polích FPGA (field-programmable gate array), v křemíkových čipech velmi vysoké integrace VLSI.
V běžném mikroprocesoru jsou tranzistory na čipu propojeny do pevných logických hradel, která zpracovávají data. V polích FPGA se propojení logických hradel může měnit. Tranzistory jsou zde uspořádány do polí "logických buněk" a zavedením zvláštního programu do konfigurační paměti čipu lze nastavit každou buňku do funkce některého logického hradla a buňky vzájemně propojit. Tímto způsobem se funkce pole FPGA může změnit např.ze zesilovače na telefonní modem.
Thompson využil standardní genetický algoritmus pro vývoj konfiguračního programu pro pole FPGA, který by překonal zapojení vytvořené člověkem. Použil pouze 100 logických buněk a pomocí evolučních mechanismů vyvinul obvod, který byl schopen rozlišovat mezi dvěma tóny o kmitočtech 1 kHz a 10 kHz.

Počítačoví vědci již dlouhou dobu hledají inspiraci v moderní biologii. Na základě zjednodušených modelů mozku vyvinuly neuronové sítě, které jsou schopny rozeznávat různé obrazce, jako jsou podpisy na kreditních kartách a otisky prstů. Byly také vyvinuty heuristické programy, které sami sebe modifikují, aby co nejlépe plnily požadovanou úlohu. "Genetické algoritmy" byly použity pro vývoj softwaru, který je schopen vyhledávat velmi výhodné akcie na kapitálovém trhu.
Adrian Thompson spolupracuje s Philem Husbandsem ve středisku počítačové neurovědy a robotiky the Centre for Computational Neuroscience and Robotics na univerzitě v Sussexu. Ve své práci využívá metody hardwarových a softwarových inženýrů. Chování živých neuronů nelze oddělit od jejich biochemie. Nezáleží však na tom, z jakého materiálu jsou sestaveny obvody neuronové sítě, protože tato síť pracuje digitálně.
Číslicové počítače používají pro kódování dat logickou nulu a jednotku, které jsou v elektronických obvodech reprezentovány úrovněmi elektrického napětí. Tranzistory v těchto obvodech pracují jako logické přepínače. Ale tranzistory ve své podstatě nejsou digitální. Malá změna proudu na bázi tranzistoru může vést k velké změně proudu na kolektoru tranzistoru. Tranzistor se tak chová jako zesilovač. Počítačové technologie ale tyto vlastnosti využívají jen velmi málo.

Darwinova teorie v laboratoři elektroniky

Adrian Thompson [M1] testoval na první pohled jednoduché zařízení. Když do mikrofonu řekl "GO", na obrazovce osciloskopu se objevil signál, když do mikrofonu řekl "STOP", signál zmizel.
Mezi mikrofonem a osciloskopem je elektronický obvod, který rozlišuje mezi těmito dvěma slovy a podle toho posílá na výstup elektrické napětí. Takový obvod je pro mikroprocesor v podstatě jednoduchou záležitostí. Stejnou úlohu může také zvládnout obvod s poměrně málo součástkami. Adrian Thompson ale použil zvláštního postupu. Elektronický obvod vzniká z "zárodečné směsi" křemíkových součástek na základě evolučních principů náhodné variace a úspěchu přežití.
Thompsonova práce je zcela ojedinělá. Pokouší se pomocí evoluce vytvořit obvody, které by pracovaly s pouhou desetinou počtu součástek, než by použili lidé. Jeho experimenty, které provádí již řadu let, vyvolávají již mezi odborníky pozornost. Výrobci mikročipů, robotů a satelitů se začínají zajímat o jeho práci, protože jeho technologie může v budoucnu vést k mnohem menším a výkonnějším systémům, než se doposud klasickými metodami daří vyvinout. Thompsonovy experimenty již inspirovaly několik dalších výzkumných projektů a vyvolávají závažné otázky, zda technologie se může vyvíjet samostatně až za hranice lidského chápání.

Příprava
1. Působením NH3 na  hydroxykyseliny


2. Reakce NH3 s nenasycenými kyselinami


3. Redukcí nitrokyselin vznikají aromatické AMK



Vlastnosti
 bezbarvé krystalické látky
 rozpustnost ve vodě závisí na hydrofobním nebo hydrofilním charakteru uhlovodíkového zbytku
 izoelektrický bod = pH, při kterém má AMK dokonale dipolární strukturu (naavenek nevykazuje žádný náboj)
 při něm nejméně rozpustnév polárních rozpouštědlech, elektrolýza neprobíhá
 opticky aktivní

Reakce
1. S kyselinami - vznik solí. Působením kyseliny dusité se odštěpuje elementární dusík a voda a vznikají hydroxykyseliny



2. Se zásadami



3. Tvorba peptidové vazby (-CO-NH-)




Zástupci
kódové aminokyseliny:

Název Zkratka R- Typ
alanin Ala CH3- hydrofobní
leucin Leu hydrofobní
isoleucin Ile hydrofobní
valin Val hydrofobní
prolin Pro hydrofobní
fenylalanin Phe hydrofobní
tryptofan Trp hydrofobní
methionin Met CH3-S-CH2-CH2- hydrofobní
glycin Gly H- polární
serin Ser HO-CH2- polární
threonin Thr polární
tyrosin Tyr polární
asparagin Asn polární
glutamin Gln polární
cystein Cys HS-CH2- polární
lysin Lys H2N-CH2-CH2-CH2-CH2- bazický
arginin Arg bazický
histidin His bazický
kyselina asparagová Asp COOC-CH2- kyselý
kyselina glutamová Glu HOOC-CH2-CH2- kyselý

Aminokyseliny

 v molekule obsahují -COOH a -NH2
 dělí se podle polohy aminoskupiny v uhlíkovém řetězci (aminokyseliny)  aminokyseliny jsou nejvíce významné => základnáí stavební kameny proteinů (20 aminokyselin)

Reakce

1. vyplývající z přítomnosti karboxylové skupiny v molekule = tvorba solí. Esterů, amidů
2. vyplývající z přítomnosti hydroxylové skupiny v molekule
 oxidace hydroxykyseli se sekundární alkoholickou skupinou na ketony
 oxidace hydroxykaselin s primární alkoholickou skupinou na aldehydy
 hydroxykyseliny s terciální alkoholickou skupinou se běžnými oxidačními činidly neoxidují
 aromatické kyseliny vykazují Se na aromatickém jádře

Zástupci
glykolová kyselina -v nedozrálých rostliných plodech
mléčná kyselina - v kyselém mléku, kvašených okurkách, vzniká mléčným kvašením cukrů.
optické antipody cis- a trans-



jablečná kyselina (hydroxyjantarová) - v nezralém ovoci - jablka, hrozny
vinná kyselina (acidim tartaricum) - cis- a trans- forma
- v hroznové šťávě



citronová kyselina . (ac. citricum) - v mnoha plodech
- bezbarvá krystalická látka, kyselé chuti, má biochemický význam (Krebsův cyklus)
- užití jako konzervační prostředek, pro přípravu nápojů
kyselina salicylová - volná ve formě česterů v některých rostlinách



kyselina acetylsalicylová - antipyretikum



kyselina gallová - součást taninu
- barvení vlny, lékařství

Hydroxykyseliny

 v molekule obsahují kromě karboxylové skupiny také hydroxylovou skupinu

Vznik a příprava
1. Kyanohydridovou syntézou z aldehydů nebo ketonů



2. Hydrolýzouhalogenkarboxylových kyselin


3. Adicí vody z nenasycených kyselin


Vlastnosti
 kyselejší než základní kyseliny
 sirupovité nebo krystalické látky, ve vodě dobře rozpustné
 chovají se jako k. k. i alkoholy

Zástupci
Fluorooctová kyselina FCH2COOH
 prudce jedovatá, obsažena v některých exotických rostlinách

Trifluoroctová kyselina F CCOOH
 silná kyselina,
 užití při organických syntézách

Chloroctová kyselina ClCH2COOH
 užití při organických syntézách

Trichloroctová kyselina Cl3CCOOH
 leptavé účinky
 sráží bílkoviny
 dekarboxyluje při zahřátí

znik a příprava halogenkyselin

V
1. Přímou chlorací nebo bromací k. k. vznikají 2 - halogenkyseliny (halogenkyseliny)
2. Adicí halogenvodíku na 2, 3, respektive 3, 4 nenasycené k. k. (halogenkyseliny a halogenkyseliny); halogen se váže na uhlíkový atom vzdálenější od karboxylové skupiny.

Vlastnosti
 kapaliny nebo bezbarvé látky
 ve vodě rozpustnější, než jim odpovídající k. k.
 halogen vázaný na benzenové jádro je málo reaktivní

Charakteristika
 vlastnosti k. k. i alkylhalogenidů
 kyselejší => vstup halogenu do molekuly; kyselost stoupá v řadě I < Br < Cl < F
 síla závisí na typu vázaného halogenu
 na počtu atomů halogenu v molekule (kyselost stoupá)
 vzdálenosti halogenů od - COOH (čím víc a dál, tím je kyselost menší)

Reakce
1. Nukleofiní substituce: -I efekt karboxylu zvyšuje elektronový deficit na uhlíku nesoucím halogen => SN -halogenkyselin probíhá ochotněji než u alkylhalogenidů;



Hydrolýzou halogenkyselin vznikají oxokyseliny



Působením vodíku na 2-halogenkyseliny dostaneme 2 - aminokyseliny



2. Odštěpením halogenvodíku z z 3 - halogenkyselin, respektive halogenů z 3, 4 - dihalogenkyselin, vznikají nenysycené kyseliny

Substitiční deriváty karboxylových kyselin

vznikají nahrazením jednoho nebo více vodíků v uhlíkovén řetězci karboxylových kyselin atomem 1) halogenu =>halogenkyseliny; 2) hydroxylovou skupinou => hydroxykyseliny; 3) animoskupinou => aminokyseliny; 4) aldedehyckou skupinou => aldokyseliny; 5) ketoskupinou => oxokyseliny.

Halogenkyseliny
 halogenkyseliny odvozujeme nahrazením jednoho a více atomů vodíku v uhlíkovém řetězci atomem halogenu

Dělení jádra-Amitóza-dělení přímé, výskyt: jednob. org., nádorové buňky, krvinky, jaterní buňky, dělení je to rychlé ,ale nepravidelné, průběh: jádro se protáhne, zaškrtí, nevytváří se chromozómy=>jaderná hmpota se vytvoří přibližně; Mitóza-nepřímé dělení, výskyt: somatické buňky mnohob. org., jednob. org.; průběh: profáze: chromozómy se zkracují, tloustnou, stávají se viditelnými, mizí jadérko a jaderná membrána, zakládá se vřeténko mikrotubulů, chromozómy se spiralizují, metafáze-chromozómy se seskupují v ekvitoriální rovině - hvězda (monastr), funkčně nerozdělená centroméra spojuje rozdělené chromaticky; anafáze-rozštěpené chromozómy putují k protilehlým pólům = vznik čepíček; telofáze-zaniká vřeténko, vzniká jaderná mem. a jadérko, zanikají chromozómy => uvolnění NH a jejich disperilizace, konec je buněčné dělení=>2 dceřiné buňky, stejný počet chromozómů jako mateřská buňka; meióza-pohlavní dělení, výskyt: vznik gamet, průběh: heterotypické: dojde k překřížení chromozómů, nerovnoměrné rozložení mateřského a otcovského gen. materiálu(rozdíl mezi jedinci), 1.) gen. materiál - splynutím gamet, 2.) snížení počtu chromozómů - zamotání; 3.) rozestup chromozómů; 2+3 - dvě mitózy; profáze- LEPTOTENE(objevují se chrom.), ZYGOTENE(vznik bivalentů, chrom. které se k sobě přikládají), PACHYTENE(zlomy), DIPLOTENE(chiasmah-bivalenty se rozkládají), DIAKENEZE(zánik jad. mem. a jadérka, rozestupují se již pozměněné chrom. a centroméry, metafáze, anafáze, telofáze; homeotypické-profáze-z diploidní buňky vznikají 2 haploidní buňky s namnoženým gen. materiálem -> 4 haploidní buňky s nenam. gen. mat., toto dělení se liší od mitózy tím, že chromozómy jsou zde v haploidním počtu, v interfázi nedochází k syntéze DNA, každá chromatida se může geneticky značně lišit od původní.

-Ešerichia koli - zkvašuje cukry a dodává vitamíny B, má antibiotocký účinek, udržuje střeva v pořádku; schigelladysenleriae - úplavice, vibrio cholerae- cholera; POHLAVNÍ ORGÁNY - Treponema pallidium- způsobuje sifilis(inkub. doba 10 dnů až 10 týdnů, 2 stadia infekční , 3. stadium smrtelné( postihuje celé tělo), Neisseria genorrkoae - zp. kapavku - diplokoky - prudký zánět sliznice - silné vytékání hnisu.Sinice - jsou haploidní, autotrofní org., buněčná sféra čtyřvrstevná, obsahují barviva, chlorofil A. Fycocianin -barva modrá,fykoerytrin - b. červená(Rudé moře).Tvar sinic - jednobuněčné, mnohobuněčné; vlákno - jednoduché, rozvětvené; rozmn.- sinice jsou hapl., nepohl. rozmn., jednobuněčné vytvářejí exospory nebo endospory mnohob., klíčivost 100 let, Zás. látky-sinicový škrob, tukové škrob, polylykan, výskyt-všude, vytváří se potravní nezávislost, org. odolné, v horkých pramenech, sinice ve sladkých vodách - vodní květ, microcystis - jednobuněčná sinice v koloniích, obalené slizem, anabaena- růžencovka, spitrálovitě stočena, aphanizomenon-chmýřnatka, v rýžových polích (spolu a anbaena, kde váže ze vzduchu N2), zúrodňuje půdu, heterocysty-ztráta zel. pygmentu, nažloutlá, místa zvýšeného metab.,větší množství org. hmoty; vodní květ kryje vodu => úmrtí org. pod ním; pseudovakuoly jim umožňují se udržet na vodě => směs plynů; může provádět fotosyntézu, kolonie se drží na základě slizu; oscillatoria - (drkalka) drkavý pohyb, jedno vlákno, na vodě mezi řasami, ale i mezi houbami; harmogonie-vytváří se kratičká několikabuněčná vlákna, odděluje se od matčina vlálkna, pak dorůstá původní sinici, je u přisedlých forem, slouží k rozmnožování, sinice jsou slizské; stigonema-má složitou stavbu, s vrcholovým růstem, stelka - tělíčko, v rašelinách, velkých lukách, gleotrichia - v akváriích, teplých vodách, tmavě zelené tečky, využívají jako potrava pro lidstvo, Spirulina - sinice, vypadá jak drkalka, kulatý tvar, pseudovakuoly, vytváří vodní květ, suší se, výroba placek, Nostoc-sinice z vodního květu, v oblastech Číny a Jap., součást jídelníčku místích ob. ;Akinety - klidové spóry, které vznikají splynutím několika vegetativních buněk, zahuštěný protoplast, silná buněčná stěna, vyklíčení ve vhodných podm.;Význam sinic-získ. tox. lát.(buněčný jed), hojení ran(léčivé bahno), vázání N - rýžová pole, portraviny pro lidstvo, využití v medicíně - fluorescence některých barviv sinic, sinice+houba=lišejník.