SlideShare a Scribd company logo

Biológia

•
•
Kleininger Tamás
Kleininger Tamás
Education
1 of 15
Download to read offline
A Témavázlatok a középiskolai biológia-tananyag sikeres elsajá­ ításában segít. A kiadvány felépítése követi a biológia­ t véért – megtalálhatók benne a tankönyvekben elôforduló, de az érettségihez közvetlenül nem tartozó anyagrészek vázlatos felépítése is. A könyvben külön jelöléssel láttuk el a közép-, illetve az emelt szin­ en elôírt, valamint a kiegészítô ismereteket. A középszin­ û t t érettségi vizsga gyakorlati részében kísérlet szerepel – e kísér­ leteket külön fejezetben gyûjtöttük össze. Reméljük, hogy kiadványunk az érettségire való felkészülésen kívül a mindennapi tanulás során is hasznos segédanyag lesz Témavázlatok a biológia tanulásához érettségi követelményrendszerét, azonban – a teljesség ked- Kleininger Tamás a diákok számára. 81538 temavazlatok.indd 1 19.1.2012 12:45:24
4 TARTALOM Tartalom Előszó ............................................................................................................................. 3 1. Bevezetés a biológiába .................................................................................. 9 1.1. A biológia tudománya ................................................................................. Vizsgálati szempontok – az élőlények rendszere .................................... Evolúciós fejlődés ............................................................................................. Vizsgáló módszerek ......................................................................................... 1.2. Az élet jellemzői ............................................................................................ 1.2.1. Az élő rendszerek ................................................................................ 1.2.2. Szerveződési szintek ............................................................................ 1.3. Fizikai, kémiai alapismeretek ................................................................. A felületen való megkötődés biológiai jelentősége ................................ 9 10 11 12 14 14 16 17 18 2. Egyed alatti szerveződési szint .............................................................. 21 2.1. Szervetlen és szerves alkotóelemek ..................................................... 2.1.1. Elemek, ionok ......................................................................................... 2.1.2. Szervetlen molekulák ........................................................................... 2.1.3. Lipidek ..................................................................................................... 2.1.4. Szénhidrátok .......................................................................................... 2.1.5. Fehérjék ................................................................................................... 2.1.6. Nukleinsavak, nukleotidok ................................................................. 2.2. Az anyagcsere folyamatai ......................................................................... 2.2.1. Felépítés és lebontás kapcsolata ...................................................... Az anyagcsere ................................................................................................... 2.2.2. Felépítő folyamatok .............................................................................. 2.2.3. Lebontó folyamatok ............................................................................. 2.3. Sejtalkotók az eukarióta sejtben ............................................................. 2.3.1. Elhatárolás .............................................................................................. 2.3.2. Mozgás .................................................................................................... 2.3.3. Anyagcsere ............................................................................................. 2.3.4. Osztódás ................................................................................................. 2.3.5. A sejtműködések vezérlése ............................................................... 21 21 23 23 25 28 30 33 33 33 35 38 40 41 43 43 48 51 3. Az egyed szerveződési szintje ................................................................ 52 3.1. Nem sejtes rendszerek ................................................................................ 3.1.1. Vírusok ..................................................................................................... 3.2. Önálló sejtek .................................................................................................... Prokarióta egysejtűek: baktériumok, kékbaktériumok, ősbaktériumok .................................................................................................. 3.2.1. Baktériumok ........................................................................................... 3.2.2. Egysejtű eukarióták ............................................................................. Az eukarióta sejt kialakulása ........................................................................ 4bio_tema-2.indd 4 52 52 54 54 54 58 58 2012.01.05. 11:01:17
5 TARTALOM 3.3. Többsejtűség .................................................................................................. 3.3.1. Gombák, növények, állatok elkülönítése ...................................... 3.3.2. Sejtfonalak ............................................................................................ 3.3.3. Teleptest és álszövet ......................................................................... 3.4. Szövetek, szervek, szervrendszerek, testtájak ............................... 3.4.1. A növényvilág főbb csoportjai a szervi differenciálódás szempontjából ..................................................................................... 3.4.2. Az állatvilág főbb csoportjai a szervi differenciálódás szempontjából ..................................................................................... 3.4.3. A növények szövetei, szervei .......................................................... A növények szövetei ..................................................................................... A növények vegetatív szervei ..................................................................... A növények reproduktív szervei ................................................................ A víz és a tápanyagok felvétele és szállítása ......................................... Szaporodás ....................................................................................................... A növények egyedfejlődése ........................................................................ A növényi ingerlékenység és mozgás ...................................................... A növényi hormonok ..................................................................................... 3.4.4. Az állatok szövetei, életműködései, viselkedése ....................... Az állatok testszerveződése ........................................................................ Belső környezet .............................................................................................. Kültakaró .......................................................................................................... Mozgás .............................................................................................................. Táplálkozás ...................................................................................................... Légzés ............................................................................................................... Anyagszállítás ................................................................................................. Kiválasztás ....................................................................................................... Szabályozás ..................................................................................................... Érzékelés .......................................................................................................... Szaporodás ...................................................................................................... Egyedfejlődés .................................................................................................. Az állatok főbb rendszertani csoportjai ................................................... Viselkedés ........................................................................................................ 60 60 62 65 68 68 73 73 73 75 78 80 84 86 87 88 89 89 94 94 95 97 99 100 102 103 104 105 107 107 121 4. Az emberi szervezet ..................................................................................... 128 4.1. Homeosztázis, a szervezet belső környezete .................................. 4.2. Kültakaró ........................................................................................................ 4.2.1. Bőr ........................................................................................................... 4.2.2. Szabályozás .......................................................................................... 4.2.3. A bőr gondozása, védelme ............................................................... 4.3. A mozgás ........................................................................................................ 4.3.1. Vázrendszer .......................................................................................... 4.3.2. Izomrendszer ....................................................................................... 4.3.3. Szabályozás .......................................................................................... 4.3.4. A mozgás és a mozgási rendszer egészségtana ........................ 4.4. A táplálkozás ................................................................................................. 4.4.1. Táplálkozás ........................................................................................... 4bio_tema-2.indd 5 128 128 128 130 130 131 131 134 137 137 138 138 2012.01.05. 11:01:17
6 TARTALOM Emésztés ............................................................................................... Felszívódás ........................................................................................... Szabályozás .......................................................................................... A táplálkozás egészségtana ............................................................ 4.5. A légzés ........................................................................................................... 4.5.1. Légcsere ................................................................................................ 4.5.2. Gázcsere ................................................................................................ 4.5.3. Hangképzés .......................................................................................... 4.5.4. Szabályozás .......................................................................................... 4.5.5. A légzés és a légzőrendszer egészségtana ................................. 4.6. Az anyagszállítás: vér, keringési rendszer ...................................... 4.6.1. A testfolyadékok ................................................................................. 4.6.2. A szöveti keringés .............................................................................. 4.6.3. A szív és az erek ................................................................................. 4.6.4. Szabályozás .......................................................................................... 4.6.5. A keringési rendszer egészségtana, elsősegélynyújtás ........... 4.7. Kiválasztás ..................................................................................................... 4.7.1. A vizeletkiválasztó rendszer működése ....................................... 4.7.2. Szabályozás .......................................................................................... 4.7.3. A kiválasztó szervrendszer egészségtana ................................... 4.8. A szabályozás ................................................................................................ 4.8.1. Idegrendszer ........................................................................................ Szinapszis ......................................................................................................... Az idegrendszer általános jellemzése ...................................................... Érzékelés .......................................................................................................... Látás .................................................................................................................. Hallás ................................................................................................................ Egyensúly-érzékelés ..................................................................................... Kémiai érzékelés ............................................................................................. Testmozgató rendszerek .............................................................................. Vegetatív érző és mozgató rendszerek .................................................... 4.8.2. Az emberi magatartás biológiai-pszichológiai alapjai .............. A társas viselkedés alapjai .......................................................................... Pszichés fejlődés ............................................................................................ 4.8.3. Az idegrendszer egészségtana ....................................................... Az idegrendszer betegségei ....................................................................... Szenvedélybetegségek ................................................................................. 4.8.4. Hormonrendszer ................................................................................. Belső elválasztású mirigyek ........................................................................ A hormonrendszer egészségtana .............................................................. 4.8.5. Immunrendszer ................................................................................... Vércsoportok ................................................................................................... Az immunrendszer egészségtana ............................................................. 4.9. Szaporodás és egyedfejlődés .................................................................. 4.9.1. Szaporítószervek ................................................................................. 4.9.2. Egyedfejlődés ...................................................................................... A szaporodás, fejlődés egészségtana ....................................................... 4.4.2. 4.4.3. 4.4.4. 4.4.5. 4bio_tema-2.indd 6 142 142 147 149 153 153 155 156 158 158 159 159 162 163 166 167 169 169 171 171 172 172 175 176 187 190 193 194 195 196 197 200 205 207 207 210 212 214 216 222 223 227 229 230 230 236 242 2012.01.05. 11:01:17
7 TARTALOM 5. Egyed feletti szerveződési szintek .................................................... 248 5.1. Populáció ......................................................................................................... 5.1.1. Környezeti kölcsönhatások ............................................................... 5.1.2. Kölcsönhatások .................................................................................... 5.2. Életközösségek (élőhelytípusok) ........................................................... 5.2.1. Az életközösségek jellemzői ............................................................ 5.2.2. Hazai életközösségek ......................................................................... 5.3. Bioszféra ......................................................................................................... Globális folyamatok ....................................................................................... Biomok a Földön ............................................................................................ 5.4. Ökoszisztéma ................................................................................................ 5.4.1. Anyagforgalom .................................................................................... 5.4.2. Energiaáramlás .................................................................................... 5.4.3. Biológiai sokféleség ............................................................................ 5.5. Környezet- és természetvédelem ........................................................ 248 250 256 258 258 260 264 265 270 274 274 278 279 279 6. Öröklődés, változékonyság, evolúció ............................................... 292 6.1. Molekuláris genetika ................................................................................. 6.1.1. Alapfogalmak ....................................................................................... 6.1.2. Mutáció .................................................................................................. 6.1.3. A génműködés szabályozása ........................................................... 6.2. Mendeli genetika ........................................................................................ 6.2.1. Minőségi jellegek ................................................................................ 6.2.2. Mennyiségi jellegek öröklődése ...................................................... 6.3. Populációgenetika és evolúciós folyamatok .................................... 6.3.1. Reális és ideális populáció ................................................................ 6.3.2. Adaptív és nem adaptív evolúciós folyamatok ........................... 6.3.3. Biotechnológia ..................................................................................... 6.3.4. Bioetika .................................................................................................. 6.4. A bioszféra evolúciója ............................................................................... 6.4.1. Prebiológiai evolúció .......................................................................... 6.4.2. Az ember evolúciója ........................................................................... 292 292 296 299 302 302 310 312 312 316 320 321 323 323 325 Kísérletek, vizsgálatok ..................................................................................... 328 1. A plazmolízis vizsgálata ....................................................................................... 2. Az orvosi szén felületi megkötőképességének vizsgálata .......................... 3. Enzimes bontás kémcsőben ................................................................................ 4. Szén-dioxid kimutatása meszes vízzel ............................................................. 5. Az epe vizsgálata ................................................................................................... 6. Keményítő kimutatása .......................................................................................... 7. Keményítőszemcsék vizsgálata mikroszkóp alatt ......................................... 8. Fehérje kicsapódása .............................................................................................. 9. A sejtmag vizsgálata ............................................................................................. 10. A sejtfal és a sejtplazma vizsgálata .................................................................. 11. A zöld színtestek vizsgálata ............................................................................... 12. A papucsállatka és az amőba mozgásának megfigyelése .......................... 13. A zöld szemesostoros és a sütőélesztő megfigyelése ................................. 4bio_tema-2.indd 7 328 329 330 330 331 332 332 334 334 335 335 336 337 2012.01.05. 11:01:17
8 TARTALOM 14. Az ecsetpenész és a fonalas zöldmoszat megfigyelése .............................. 15. Lombosmoha vizsgálata ...................................................................................... 16. Zuzmó vizsgálata ................................................................................................... 17. Kristályzárvány vizsgálata vöröshagymában ................................................. 18. Gázcserenyílás vizsgálata ................................................................................... 19. A víz útja a zárvatermő növényben .................................................................. 20. Lomblevél szöveteinek vizsgálata ..................................................................... 21. A csírázás hőmérsékleti optimumának vizsgálata ........................................ 22. Növényi szövetek vizsgálata fás szár keresztmetszetén ............................ 23. Többrétegű elszarusodó laphám vizsgálata ................................................... 24. Többrétegű csillós hám vizsgálata .................................................................... 25. Harántcsíkolt izomszövet vizsgálata ................................................................ 26. Csontszövet vizsgálata ........................................................................................ 27. Üvegporc vizsgálata .............................................................................................. 28. Idegszövet vizsgálata gerincvelő keresztmetszetéből ................................ 29. Emberi vér és békavér összehasonlítása ......................................................... 30. A gyomornedv hatásának bemutatása ............................................................ 31. A dohányfüst káros anyagainak bemutatása ................................................. 32. Pulzusmérés ............................................................................................................ 33. Vérnyomásmérés ................................................................................................... 34. Térdreflex vizsgálata ............................................................................................ 35. Vakfolt vizsgálata .................................................................................................. 36. Színtévesztés vizsgálata ...................................................................................... 37. Látásélesség vizsgálata ....................................................................................... 38. Térbeli tájékozódás vizsgálata ........................................................................... 39. Pupillareflex vizsgálata ....................................................................................... 40. A hangirány érzékelése ....................................................................................... 41. A levegőszennyezettség kimutatása ............................................................... 42. A kén-dioxid hatása .............................................................................................. 4bio_tema-2.indd 8 339 340 340 341 342 343 343 345 345 347 348 349 350 350 351 352 353 354 354 355 355 356 357 357 358 358 359 359 360 2012.01.05. 11:01:17
9 1.1. A BIOLÓGIA TUDOMÁNYA 1. Bevezetés a biológiába 1.1. A biológia tudománya A biológia definíciója   élettudomány (a görög biosz = élet, logosz = tudomány szóból) az élőlényekkel foglalkozó, ehhez kapcsolódóan sokféle területre kiterjedő, szerteágazó természeti alaptudományok összessége A biológia tudományterületei Általános biológia (Biologia generalis)  a biológiai rendszerek jellemzőit vizsgálja, az élettel, élőlények életműködéseivel foglalkozik, azok közös tulajdonságait írja le összehasonlító jelleggel  idesorolható pl. a biofizika, biokémia, sejtbiológia, örökléstan, egyedfejlődéstan, etológia, evolúciótan Biontológia (Biologia universalis)  egyedszintű (individuális biológia): mikrobiológia, gombatan, növénytan, állattan, embertan  egyed feletti szerveződési szintekkel foglalkozó területek (szünbiológia): életközösség (társulás vagy ökoszisztéma), biom, bioszféra vizsgálata, ökológiai jellemzők Őslénytan (Paleobiológia)  a földtörténeti korok élővilágát kutatja A biológia résztudományai   elméleti tudományok: a biológiai kutatásokat végzik alkalmazott biológiai tudományok: az elméleti kutatások eredményeit a mindennapi életben hasznosítják az orvostudományok (pl. patológia, kórbonctan), élelmiszer-biológia, igazságügyi antropológia stb. A biológia tudományágai anatómia (bonctan), morfológia (alaktan), citológia (sejttan), hisztológia (szövettan), szervtan (organológia), fiziológia (élettan), immunológia, mikológia (a gombák vizsgálata), szisztematika (rendszertan), genetika (örökléstan), embriológia, etológia (viselkedéstan), ökológia (környezettan), biogeográfia (életföldrajz), zoogeográfia (állatföldrajz), fitogeográfia (növényföldrajz), ontogenetika (egyedfejlődéstan), filogenetika (törzsfejlődéstan), paleontológia (őslénytan) stb. A biológia határterületei biofizika, biokémia, biomatematika, biometeorológia, biotechnológia, bionika, biometria stb. 4bio_tema-2.indd 9 2012.01.05. 11:01:17
68 3. AZ EGYED SZERVEZŐDÉSI SZINTJE  zuzmótelep: fonalas, kocsonyás, leveles, bokros, illetve kéregszerű réteges zuzmók: a gombakéreg kívül rögzít és véd, a telep belsejében a moszatsejtek, gombafonalak  pionír élőlények, a sziklák felületén is megtelepednek, zuzmósavaikkal felold ják a kőzetet, talajt „készítenek”  a rénszarvas tápláléka  szaporodásuk: vegetatívan, leváló telepdarabokkal  3.4. Szövetek, szervek, szervrendszerek, testtájak 3.4.1. A növényvilág főbb csoportjai a szervi differenciálódás szempontjából A növényvilág törzsfejlődését befolyásoló tényezők  a vízért való verseny a fényért való verseny  a szárazabb élőhelyeken való elterjedés lehetősége  A vízi élettértől elszakadó, az új, szárazföldi élőhelyeket benépesítő növények  nem jutottak korlátlan mennyiségben vízhez nem tudták teljes testfelületükön felvenni a vizet  nem tartotta meg a testüket a víz  Szelekciós előnyt élveztek azok a csoportok, amelyek sejtjei szövetekké differenciálódtak, a szövetekből pedig szervek alakultak ki, mert  hatékony a tápanyagfelvételük (bőrszöveti szőrök, gyökér) gyorsan továbbítják a tápanyagot (szállítószövet, szár)  intenzív a fotoszintézis (táplálékkészítő alapszövet, levél)  hatékony a test megtartása (szilárdító alapszövet)  növekedhetett a testméret  a fényért való versengés hatott a szöveti fejlődésükre (szilárdító alapszövet, szállítószövet, táplálékkészítő alapszövet)  a szövetek sejtjei már csak egy vagy kevés működést végeztek, de azt hatékonyabban  Harasztok  az ősi zöldmoszatokból származnak, virágkoruk a földtörténeti óidőben volt  az első, valódi szövetekkel és szervekkel rendelkező, hajtásos növények  élőhely: szárazföld  kedvelik az árnyas, nedves élőhelyeket  evolúciós újítások:  az első szövetes növények  van szállítószövet, szilárdítószövet  nagyobb méretű (magasságú) növényi test jöhet(ett) létre  az első hajtásos növények  szerveik: levél, szár, gyökér 4bio_tema-2.indd 68 2012.01.05. 11:01:20
69 3.4. SZÖVETEK, SZERVEK, SZERVRENDSZEREK, TESTTÁJAK Testfelépítésük  szerveik: valódi gyökér, szár, levél – nincs: virág, termés evolúciós előny: gyökér: vízfelvétel, szár: a magasabb növények előnye a fényért való vetélkedésben, levél: fotoszintézisre szolgáló ellaposodott szerv  valódi edénynyalábok és szilárdítószövetek a szárban  A harasztok nemzedékváltakozása a diploid zigótából (2n) fejlődik ki a harasztnövény (ivartalan nemzedék) a hímivarsejtek vízben úszva keresik meg a petesejtet a spóra a talajon előtelepet alakít ki (ivaros nemzedék), ennek fonákán találhatók az ivarszervek kialakulnak a spóratartók, bennük számfelező osztódással a haploid spórák a spóratartókból kihull a haploid spóra (1n)  az egyszeres információtartalmú szakasz a fejletlenebb, a kétszeres információtartalmú szakasz (hajtásos növény) a fejlettebb  az ivaros szakasz a rövidebb, az ivartalan szakasz hosszabb, ez lehetőséget ad a továbbfejlődésre  megfigyelhető az ivaros nemzedék redukciója az ivartalanhoz képest A harasztok rendszerezése  korpafüvek: száruk villás elágazású, leveleik pikkelyszerűek, spirális spóratartó a hajtás végén (pl. kapcsos korpafű; kihalt képviselője a pikkelyfa és a pecsétfa)  zsurlók: levelük helyett az örvös lágyszár fotoszintetizál, testük kovát (SiO2) tartalmaz (pl. mezei zsurló)  páfrányok: a levélfonákon találhatók a spóratartók, szaporodásukhoz víz kell (pl. erdei pajzsika) 4bio_tema-2.indd 69 2012.01.05. 11:01:20
134 4. AZ EMBERI SZERVEZET Férfi és női csontrendszer különbsége férfi:  négyszögletesebb  szemüreg, előreugró állcsúcs, nagyobb agykoponya, erős állkapocs szélesebb váll, keskenyebb csípő, a kiszélesedő csípőcsont függőlegesebb,  erős csontozat és izomzat női:  kisebb arckoponya, agykoponya és állkapocs, kerekebb szemüreg,  lekerekített állcsúcs lekerekített testforma, keskenyebb váll, szélesebb csípő, szélesebb  medence, kismedence felülnézetben O alakú (magzat kihordása), gyengébb csontozat és izomzat 4.3.2. Izomrendszer Az izomrendszer jellemzői a  mozgás aktív résztvevője felnőtt testsúly kb. fele a  vázizomzat szerkezeti-működési egysége az izom (kb. 350 db) vázizom felépítése  izompólya: kötőszöveti hártya burkolja az izmot, ami táplál és véd, valamint  erek és idegek belépési helye izomnyalábok: kötőszöveti hüvellyel körülvéve  izomrost: a nyalábokat alkotja, sejtek összekapcsolódásából jött létre,  így sok sejtmagot tartalmaz az  izomrostok végein ínszövet kapcsol a csontokhoz az  inakat ínhüvely védi izmok alakja: orsó, lapos, gyűrűs  izmok eredése: egyfejű, kétfejű, háromfejű, négyfejű izom  több mint hatszáz izmunk van, számuk születés után nem változik, de edzés sel az izomgyarapodási rostok vastagodhatnak a  Az izom saját energiatároló és oxigéntároló molekuláinak szerepe az ember izmait vegyesen vörös és fehér izmok építik fel vörös izmok  sok bennük a mitokondrium  aerob lebontás, lassú, tartós működés, elsősorban lipideket bontanak  fehér izmok  mitokondriumban szegények  anaerob lebontás, gyors működés, gyors fáradás  glikogénraktározás, amiből szőlőcukor, piroszőlősav, majd oxigén hiányá ban tejsav képződik a  felszaporodó tejsav miatt csökken a pH, ez gátolja az izomműködést, izomlázat okoz a  folyamatos izommunkához állandó ATP-utánpótlásra van szükség az  izmok a működésükhöz szükséges ATP-t kreatinfoszfát formájában tárolják  4bio_tema-2.indd 134 2012.01.05. 11:01:39
4.3. A MOZGÁS 135 az  izmok a májhoz hasonlóan glikogént raktároznak, energiaszükségletüket a glikogénből nyert szőlőcukor lebontásából fedezik az  izmok saját oxigéntárolója a vörös színű mioglobin, ami jobb oxigénmegkötő képességű a hemoglobinnál A Ca2+-ion és az ATP szerepe az  izomrostok sejtplazmáját szabályos rendben fehérjefonalak töltik ki: aktin és miozin az  aktin- és miozinszálak körül kalciumionokban gazdag ER található a  vékony aktinszálak az ER membránjához kötődnek, a vastagabb miozinfejek az aktinhoz kapcsolódnak összehúzódáskor kalciumionok jelenlétében a miozinfejek ATP-t hidrolizálnak,  térszerkezetük megváltozik, így az ER-hoz közelebb eső részen kötődnek az aktinhoz az  aktinszálak tovább csúsznak a miozinon, így az izomrost megrövidül a  kalciumionok jelenlétében érvényesül a miozin ATP-hidrolizáló hatása A vázizomrost összehúzódása az  izomrostok aktin- és miozinszálak kötegeiből épülnek fel a  vékonyabb aktin és a vastagabb miozin rendezett lefutású, szabályos, mikroszkópban harántcsíkoltnak látszik nyugalmi állapotban a két fehérje nem kapcsolódik egymáshoz, a miozin fejekhez Mg2+-ion jelenlétében ATP kötődik ha  az akciós potenciál eljut a tubulusokig: 2+ Ca -ionok lépnek ki, hatásukra a troponin-tropomiozin komplex elmozdul az aktinszálon a kötőhelyek szabaddá válnak, a miozinfejekkel kötéseket hoznak létre  a 2+  Ca -ionok jelenlétében érvényesül a miozin ATP-bontó hatása, energia szabadul fel a  miozinfejek csuklószerűen behajlanak, az aktinszálat egy kötőhellyel beljebb csúsztatják, az ADP eltávozik a  miozinfejekhez új ATP-molekula kötődik, a kötések feloldódnak az aktin és a miozin között majd újabb impulzus érkezik, a fázisok megismétlődnek  az  ATP-bontás-kapcsolódás során a miozinmolekula ugyanazon kötési helye mindig újabb aktinkötési hellyel lép kapcsolatba, a két molekula összecsúszik Az izmok működése  izomtónus  az ember vázizmai éber állapotban állandó, kismértékű feszítettség állapotában vannak (izomtónus), ami bonyolult idegrendszeri irányítás alatt áll  szerepe: izmok gyorsabb működtetése, a test megtartása, a testtartás kialakítása  ájuláskor és alváskor az izomtónus csökken  izomrángás: egyetlen ingerre bekövetkező összehúzódás (kontrakció) és elernyedés (relaxáció) 4bio_tema-2.indd 135 2012.01.05. 11:01:39
160 4. AZ EMBERI SZERVEZET A vér általános jellemzői folyékony  kötőszövet tápanyagok, bomlástermékek, hormonok, légzési gázok szállítása, védekezés térfogata: kb. 5 dm3  pH 7,4  feladata:  A vér összetétele 56%  vérplazma: folyékony állomány, ebből: víz – 3– 2-3% ionok (Na+, Cl–, HCO3, PO4 , K+, Ca2+) és molekulák (glükóz, zsírsav, hor monok, karbamid, húgysav, aminosavak, plazmafehérjék); a plazmában lehet még: bilirubin, koleszterin, glükóz (5 mmol/dm3), hormonok, karbamid, húgysav, kreatinin 7-8% fehérje  albuminok: a májban képződő fehérjék, a vér ozmotikus nyomásának  fenntartásában van fontos szerepük, zsírsavak és epesavak szállítása globulinok: anyagszállítás, immunglobulinok, a specifikus védelmi rend szer részei fi  brinogén: véralvadás előanyaga vérplazma feladata:  transzportfolyamatok lebonyolítása, működése  ozmotikus nyomás fenntartása  szövetnedv kialakítása  42-47% sejtes elemek  vörösvértestek, fehérvérsejtek, vérlemezkék  arányuk a hematokritérték  90%  Alakjuk Színük Számuk (1 mm3 vérben) Sejtmagjuk Mozgásuk Keletkezési helyük Pusztulásuk helye Élettartamuk Feladatuk Jellemző betegség 4bio_tema-2.indd 160 Vörösvértestek középen benyomott korong piros 4-5 millió Fehérvérsejtek változó, főleg gömb színtelen 6-8 ezer Vérlemezkék ovális, kerek vagy csillag színtelen 150–400 ezer nincs passzív vörös csontvelő van aktív vörös csontvelő és a nyirokrendszer a sérülés, fertőzés helye, vagy a máj 1-2 hét belső védekezés nincs passzív vörös csontvelő fehérvérűség, AIDS vérzékenység lép, máj 120 nap oxigén, széndioxid szállítása vérszegénység a véralvadás helye, vagy a máj 8-9 nap véralvadás 2012.01.05. 11:01:41
4.6. AZ ANYAGSZÁLLÍTÁS: VÉR, KERINGÉSI RENDSZER 161 Fehérvérsejtek típusai limfociták (nyiroksejtek)  T-limfociták: a csecsemőmirigyben (thymus) érnek be  B-limfociták: a nyirokcsomókban, nyiroktüszőkben érnek be  granulociták  nevüket arról kapták, hogy sejtplazmájukban jól festődő szemcsék vannak  antigénekkel találkozva falósejtekké alakulhatnak  a  nem specifikus immunválasz részei működésük során az elpusztult granulociták a genny részeivé válnak  monociták  a  specifikus, sejtes immunitásban részt vesznek az antigének bemutatásában szerepük van a specifikus immunválasz végtermékeinek eltávolításában  a  nem specifikus immunválaszban a vérből kilépve falósejtté (makrofággá) alakulnak Hemoglobin: lásd 29. oldal. Légzési gázok szállítása oxigénszállítás a vérben: az artériás vérben az oxigén főleg a vörösvérsejtek ben és a vérplazmában oldva található  az oxigénmolekula a hemoglobinban a vashoz kötődik szén-dioxid szállítása: hidrogén-karbonát-ion formájában, vörösvérsejtekben  – és a vérplazmában oldva CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3 A vér kémiai összetételének változása átlagos vércukorszint: 5 mmol/dm3 (a normál érték: 3,9–6 mmol/1 közötti)  a  vérben keringő glükóz mennyisége gyorsan növelhető a máj glikogénkészletének bontásával táplálkozás után a vér nagy cukortartalmát a zsírsejtek fokozottan veszik fel,  és abból zsírt raktároznak a  vérplazma pH-értéke folyamatosan változik, de dinamikus állandóság jellemzi erős alkoholfogyasztásnál a pH-érték változik  a  szövetekből a vérplazmába diffundáló szén-dioxid a savas irányba mozgatja – a külső légzés változásai, a szén-dioxid leadása a lúgos irányba változtat a  vérplazma ionösszetételét a vörösvértestek szén-dioxid-szállító működése állandóan változtatja a vérplazma ozmotikus értéke állandóan változik:  a  hajszálerek kezdeti szakaszán alacsonyabb, a végső szakaszon (a vízvesztés hatására) magasabb Véralvadás folyamata a  vérlemezkék az érfal kisebb sérüléseit odatapadásukkal elzárják, közben érösszehúzó anyagot választanak ki érspazmus: az ér sérülése esetén az érfal simaizomzata összehúzódik, elzárja  a vér útját 4bio_tema-2.indd 161 2012.01.05. 11:01:41
334 KÍSÉRLETEK, VIZSGÁLATOK 8. Fehérje kicsapódása Anyagok, eszközök Tojásfehérje-oldat, szilárd réz-szulfát (CuSO4), borszeszégő, kémcső, kémcsőfogó, csipesz. Vizsgálat Öntsön kémcsövekbe 2-2 cm3 tojásfehérje-oldatot! Egyikhez adjon réz-szulfátkristályt, a másikat kezdje melegíteni! Kérdések 1. Milyen változást tapasztalt a kémcsövekben? 2. Mi a változás neve? 3. Mi a változás szerkezeti oka? Megoldás, értékelés 1. Az oldatok megzavarosodtak. (Az első kémcső tartalma kék lett.) 2. A fehérjék kicsapódtak oldatukból (koaguláltak), térszerkezetük visszafordíthatatlanul (irreverzíbilisen) megváltozott. 3. A nehézfémsók és a hő megváltoztatja a fehérjék érzékeny térszerkezetét. 9. A sejtmag vizsgálata Anyagok, eszközök Vöröshagyma hagymája, zsilett, csipesz, tárgylemez, fedőlemez, óraüveg, metilénkék oldat vagy Lugol-oldat, vizes glicerinoldat, csapvíz, mikroszkóp. Vizsgálat Készítsen bőrszöveti nyúzatot vöröshagyma hagymájának húsos alleveléből! Öt percig fesse meg metilénkék oldatban! Vizes glicerinnel lecseppentve figyelje meg mikroszkóp alatt! Kérdések sejtplazma sejtfal 1. Hányszoros volt a nagyítás? 2. Rajzolja le a mikroszkópban látott kép jellemző részletét! Jelölje a rajzon a sejtfalat, a sejtplazmát, a sejtmagot! 3. Mit fest meg a metilénkék oldat? Megoldás, értékelés 1. A mikroszkópról leolvasható. 2. Lásd a mellékelt rajzot. 3. A sejtfalat és a sejtmagot sötétkékre. 4bio_tema-4.indd 334 sejtmag Vöröshagyma bőrszöveti nyúzata 2012.01.16. 15:59:07
335 KÍSÉRLETEK, VIZSGÁLATOK 10. A sejtfal és a sejtplazma vizsgálata Anyagok, eszközök Átokhínár-levélke, tárgylemez, fedőlemez, víz, csipesz, mikroszkóp. Vizsgálat Átokhínár levélkéjét tárgylemezen, vízcseppben lefedve vizsgálja meg mikroszkóp alatt! Kérdések 1. 2. 3. 4. Hányszoros volt a nagyítás? Rajzolja le a mikroszkópban látott képet, jelölje rajta a sejtfalat, a sejtplazmát! Milyen anyag építi fel a növényi sejtfalakat? Milyen élőlények jellemző sejtalkotója a sejtfal? Megoldás, értékelés 1. 2. 3. 4. A mikroszkópról leolvasható. Lásd a mellékelt rajzot. Cellulóz. Baktériumok, gombák, növények. Az átokhínár levele csak néhány sejtsor vastag, nagy a központi sejtüreg. A plazma rotációs plazmamozgást végez: egy irányban körbeáramlik. sejtplazma sejtfal Átokhínár levelének egy sejtje 11. A zöld színtestek vizsgálata Anyagok, eszközök Csavarhínár (Vallisneria), Spirogyra zöldmoszat, tárgylemez, fedőlemez, csipesz, cseppentő, víz, mikroszkóp. Vizsgálat Csavarhínár levelét és Spirogyra zöldmoszat néhány fonalát tárgy- lemezre téve, vízben lefedve vizsgálja mikroszkóp alatt! Kérdések 1. Hányszoros volt a nagyítás? 2. Rajzolja le a mikroszkópban látott kép jellemző részletét! 3. Hasonlítsa össze a két faj színtesteit! 4. Mi okozza a zöld színtestek színét? 5. Milyen élőlényekre jellemző sejtalkotó a zöld színtest? sejthártya zöld színtest Megoldás, értékelés 1. A mikroszkópról leolvasható. 2. Lásd a mellékelt rajzot. 4bio_tema-4.indd 335 Csavarhínár levelének sejtjei 2012.01.16. 15:59:07

Recommended

balatonföldvár_tanulmány_final
balatonföldvár_tanulmány_finalbalatonföldvár_tanulmány_final
balatonföldvár_tanulmány_finalPeter Varga
 
A digitális identitás memetikai feltárás
A digitális identitás memetikai feltárásA digitális identitás memetikai feltárás
A digitális identitás memetikai feltárásmenko_g
 
Nyelvvizsga és idegen nyelvi érettségi kedvezmények specifikus tanulási zavar...
Nyelvvizsga és idegen nyelvi érettségi kedvezmények specifikus tanulási zavar...Nyelvvizsga és idegen nyelvi érettségi kedvezmények specifikus tanulási zavar...
Nyelvvizsga és idegen nyelvi érettségi kedvezmények specifikus tanulási zavar...
Julia Czenner
 
Berenyi
BerenyiBerenyi
BerenyiTibor Kerek
 
Digitális óravázlat biológia
Digitális óravázlat biológiaDigitális óravázlat biológia
Digitális óravázlat biológiaMolnár Judit
 
Boronkay tananyag - A vírusok
Boronkay tananyag - A vírusokBoronkay tananyag - A vírusok
Boronkay tananyag - A vírusok
hujbert
 
A tajgaerdő - 7. osztály (biológia)
A tajgaerdő - 7. osztály (biológia)A tajgaerdő - 7. osztály (biológia)
A tajgaerdő - 7. osztály (biológia)
Csimax
 
A Tisza-tó halai
A Tisza-tó halaiA Tisza-tó halai
A Tisza-tó halai
laszlorichter
 

Recommended

balatonföldvár_tanulmány_final
balatonföldvár_tanulmány_finalbalatonföldvár_tanulmány_final
balatonföldvár_tanulmány_finalPeter Varga
 
A digitális identitás memetikai feltárás
A digitális identitás memetikai feltárásA digitális identitás memetikai feltárás
A digitális identitás memetikai feltárásmenko_g
 
Nyelvvizsga és idegen nyelvi érettségi kedvezmények specifikus tanulási zavar...
Nyelvvizsga és idegen nyelvi érettségi kedvezmények specifikus tanulási zavar...Nyelvvizsga és idegen nyelvi érettségi kedvezmények specifikus tanulási zavar...
Nyelvvizsga és idegen nyelvi érettségi kedvezmények specifikus tanulási zavar...
Julia Czenner
 
Berenyi
BerenyiBerenyi
BerenyiTibor Kerek
 
Digitális óravázlat biológia
Digitális óravázlat biológiaDigitális óravázlat biológia
Digitális óravázlat biológiaMolnár Judit
 
Boronkay tananyag - A vírusok
Boronkay tananyag - A vírusokBoronkay tananyag - A vírusok
Boronkay tananyag - A vírusok
hujbert
 
A tajgaerdő - 7. osztály (biológia)
A tajgaerdő - 7. osztály (biológia)A tajgaerdő - 7. osztály (biológia)
A tajgaerdő - 7. osztály (biológia)
Csimax
 
A Tisza-tó halai
A Tisza-tó halaiA Tisza-tó halai
A Tisza-tó halai
laszlorichter
 
5
55
5
Rosa Helena Acero Rivera
 
BSc_Biologia
BSc_BiologiaBSc_Biologia
BSc_BiologiaTünde Szabó
 
Pusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfa
Pusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfaPusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfa
Pusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfaehevesy2011
 
Kézikönyvek
KézikönyvekKézikönyvek
Kézikönyvek
nemessuli
 
Mátrai bettina a vízben és a vízparton
Mátrai bettina a vízben és a vízpartonMátrai bettina a vízben és a vízparton
Mátrai bettina a vízben és a vízpartonehevesy2011
 
Anyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynak
Anyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynakAnyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynak
Anyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynak
Csimax
 
Beadandó óravázlat (2)
Beadandó óravázlat (2)Beadandó óravázlat (2)
Beadandó óravázlat (2)Nikoletta Lukovszki
 

More Related Content

Viewers also liked

5
55
5
Rosa Helena Acero Rivera
 
Pusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfa
Pusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfaPusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfa
Pusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfaehevesy2011
 
Kézikönyvek
KézikönyvekKézikönyvek
Kézikönyvek
nemessuli
 
Mátrai bettina a vízben és a vízparton
Mátrai bettina a vízben és a vízpartonMátrai bettina a vízben és a vízparton
Mátrai bettina a vízben és a vízpartonehevesy2011
 
Anyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynak
Anyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynakAnyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynak
Anyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynak
Csimax
 

Viewers also liked (7)

5
55
5
 
BSc_Biologia
BSc_BiologiaBSc_Biologia
BSc_Biologia
 
Pusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfa
Pusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfaPusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfa
Pusztai klaudia: nád,fehér fűzfa, fekete nyárfa
 
Kézikönyvek
KézikönyvekKézikönyvek
Kézikönyvek
 
Mátrai bettina a vízben és a vízparton
Mátrai bettina a vízben és a vízpartonMátrai bettina a vízben és a vízparton
Mátrai bettina a vízben és a vízparton
 
Anyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynak
Anyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynakAnyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynak
Anyagszállítás TZ előkészítő 8.osztálynak
 
Beadandó óravázlat (2)
Beadandó óravázlat (2)Beadandó óravázlat (2)
Beadandó óravázlat (2)
 

Biológia

  • 1. A Témavázlatok a középiskolai biológia-tananyag sikeres elsajá­ ításában segít. A kiadvány felépítése követi a biológia­ t véért – megtalálhatók benne a tankönyvekben elôforduló, de az érettségihez közvetlenül nem tartozó anyagrészek vázlatos felépítése is. A könyvben külön jelöléssel láttuk el a közép-, illetve az emelt szin­ en elôírt, valamint a kiegészítô ismereteket. A középszin­ û t t érettségi vizsga gyakorlati részében kísérlet szerepel – e kísér­ leteket külön fejezetben gyûjtöttük össze. Reméljük, hogy kiadványunk az érettségire való felkészülésen kívül a mindennapi tanulás során is hasznos segédanyag lesz Témavázlatok a biológia tanulásához érettségi követelményrendszerét, azonban – a teljesség ked- Kleininger Tamás a diákok számára. 81538 temavazlatok.indd 1 19.1.2012 12:45:24
  • 2. 4 TARTALOM Tartalom Előszó ............................................................................................................................. 3 1. Bevezetés a biológiába .................................................................................. 9 1.1. A biológia tudománya ................................................................................. Vizsgálati szempontok – az élőlények rendszere .................................... Evolúciós fejlődés ............................................................................................. Vizsgáló módszerek ......................................................................................... 1.2. Az élet jellemzői ............................................................................................ 1.2.1. Az élő rendszerek ................................................................................ 1.2.2. Szerveződési szintek ............................................................................ 1.3. Fizikai, kémiai alapismeretek ................................................................. A felületen való megkötődés biológiai jelentősége ................................ 9 10 11 12 14 14 16 17 18 2. Egyed alatti szerveződési szint .............................................................. 21 2.1. Szervetlen és szerves alkotóelemek ..................................................... 2.1.1. Elemek, ionok ......................................................................................... 2.1.2. Szervetlen molekulák ........................................................................... 2.1.3. Lipidek ..................................................................................................... 2.1.4. Szénhidrátok .......................................................................................... 2.1.5. Fehérjék ................................................................................................... 2.1.6. Nukleinsavak, nukleotidok ................................................................. 2.2. Az anyagcsere folyamatai ......................................................................... 2.2.1. Felépítés és lebontás kapcsolata ...................................................... Az anyagcsere ................................................................................................... 2.2.2. Felépítő folyamatok .............................................................................. 2.2.3. Lebontó folyamatok ............................................................................. 2.3. Sejtalkotók az eukarióta sejtben ............................................................. 2.3.1. Elhatárolás .............................................................................................. 2.3.2. Mozgás .................................................................................................... 2.3.3. Anyagcsere ............................................................................................. 2.3.4. Osztódás ................................................................................................. 2.3.5. A sejtműködések vezérlése ............................................................... 21 21 23 23 25 28 30 33 33 33 35 38 40 41 43 43 48 51 3. Az egyed szerveződési szintje ................................................................ 52 3.1. Nem sejtes rendszerek ................................................................................ 3.1.1. Vírusok ..................................................................................................... 3.2. Önálló sejtek .................................................................................................... Prokarióta egysejtűek: baktériumok, kékbaktériumok, ősbaktériumok .................................................................................................. 3.2.1. Baktériumok ........................................................................................... 3.2.2. Egysejtű eukarióták ............................................................................. Az eukarióta sejt kialakulása ........................................................................ 4bio_tema-2.indd 4 52 52 54 54 54 58 58 2012.01.05. 11:01:17
  • 3. 5 TARTALOM 3.3. Többsejtűség .................................................................................................. 3.3.1. Gombák, növények, állatok elkülönítése ...................................... 3.3.2. Sejtfonalak ............................................................................................ 3.3.3. Teleptest és álszövet ......................................................................... 3.4. Szövetek, szervek, szervrendszerek, testtájak ............................... 3.4.1. A növényvilág főbb csoportjai a szervi differenciálódás szempontjából ..................................................................................... 3.4.2. Az állatvilág főbb csoportjai a szervi differenciálódás szempontjából ..................................................................................... 3.4.3. A növények szövetei, szervei .......................................................... A növények szövetei ..................................................................................... A növények vegetatív szervei ..................................................................... A növények reproduktív szervei ................................................................ A víz és a tápanyagok felvétele és szállítása ......................................... Szaporodás ....................................................................................................... A növények egyedfejlődése ........................................................................ A növényi ingerlékenység és mozgás ...................................................... A növényi hormonok ..................................................................................... 3.4.4. Az állatok szövetei, életműködései, viselkedése ....................... Az állatok testszerveződése ........................................................................ Belső környezet .............................................................................................. Kültakaró .......................................................................................................... Mozgás .............................................................................................................. Táplálkozás ...................................................................................................... Légzés ............................................................................................................... Anyagszállítás ................................................................................................. Kiválasztás ....................................................................................................... Szabályozás ..................................................................................................... Érzékelés .......................................................................................................... Szaporodás ...................................................................................................... Egyedfejlődés .................................................................................................. Az állatok főbb rendszertani csoportjai ................................................... Viselkedés ........................................................................................................ 60 60 62 65 68 68 73 73 73 75 78 80 84 86 87 88 89 89 94 94 95 97 99 100 102 103 104 105 107 107 121 4. Az emberi szervezet ..................................................................................... 128 4.1. Homeosztázis, a szervezet belső környezete .................................. 4.2. Kültakaró ........................................................................................................ 4.2.1. Bőr ........................................................................................................... 4.2.2. Szabályozás .......................................................................................... 4.2.3. A bőr gondozása, védelme ............................................................... 4.3. A mozgás ........................................................................................................ 4.3.1. Vázrendszer .......................................................................................... 4.3.2. Izomrendszer ....................................................................................... 4.3.3. Szabályozás .......................................................................................... 4.3.4. A mozgás és a mozgási rendszer egészségtana ........................ 4.4. A táplálkozás ................................................................................................. 4.4.1. Táplálkozás ........................................................................................... 4bio_tema-2.indd 5 128 128 128 130 130 131 131 134 137 137 138 138 2012.01.05. 11:01:17
  • 4. 6 TARTALOM Emésztés ............................................................................................... Felszívódás ........................................................................................... Szabályozás .......................................................................................... A táplálkozás egészségtana ............................................................ 4.5. A légzés ........................................................................................................... 4.5.1. Légcsere ................................................................................................ 4.5.2. Gázcsere ................................................................................................ 4.5.3. Hangképzés .......................................................................................... 4.5.4. Szabályozás .......................................................................................... 4.5.5. A légzés és a légzőrendszer egészségtana ................................. 4.6. Az anyagszállítás: vér, keringési rendszer ...................................... 4.6.1. A testfolyadékok ................................................................................. 4.6.2. A szöveti keringés .............................................................................. 4.6.3. A szív és az erek ................................................................................. 4.6.4. Szabályozás .......................................................................................... 4.6.5. A keringési rendszer egészségtana, elsősegélynyújtás ........... 4.7. Kiválasztás ..................................................................................................... 4.7.1. A vizeletkiválasztó rendszer működése ....................................... 4.7.2. Szabályozás .......................................................................................... 4.7.3. A kiválasztó szervrendszer egészségtana ................................... 4.8. A szabályozás ................................................................................................ 4.8.1. Idegrendszer ........................................................................................ Szinapszis ......................................................................................................... Az idegrendszer általános jellemzése ...................................................... Érzékelés .......................................................................................................... Látás .................................................................................................................. Hallás ................................................................................................................ Egyensúly-érzékelés ..................................................................................... Kémiai érzékelés ............................................................................................. Testmozgató rendszerek .............................................................................. Vegetatív érző és mozgató rendszerek .................................................... 4.8.2. Az emberi magatartás biológiai-pszichológiai alapjai .............. A társas viselkedés alapjai .......................................................................... Pszichés fejlődés ............................................................................................ 4.8.3. Az idegrendszer egészségtana ....................................................... Az idegrendszer betegségei ....................................................................... Szenvedélybetegségek ................................................................................. 4.8.4. Hormonrendszer ................................................................................. Belső elválasztású mirigyek ........................................................................ A hormonrendszer egészségtana .............................................................. 4.8.5. Immunrendszer ................................................................................... Vércsoportok ................................................................................................... Az immunrendszer egészségtana ............................................................. 4.9. Szaporodás és egyedfejlődés .................................................................. 4.9.1. Szaporítószervek ................................................................................. 4.9.2. Egyedfejlődés ...................................................................................... A szaporodás, fejlődés egészségtana ....................................................... 4.4.2. 4.4.3. 4.4.4. 4.4.5. 4bio_tema-2.indd 6 142 142 147 149 153 153 155 156 158 158 159 159 162 163 166 167 169 169 171 171 172 172 175 176 187 190 193 194 195 196 197 200 205 207 207 210 212 214 216 222 223 227 229 230 230 236 242 2012.01.05. 11:01:17
  • 5. 7 TARTALOM 5. Egyed feletti szerveződési szintek .................................................... 248 5.1. Populáció ......................................................................................................... 5.1.1. Környezeti kölcsönhatások ............................................................... 5.1.2. Kölcsönhatások .................................................................................... 5.2. Életközösségek (élőhelytípusok) ........................................................... 5.2.1. Az életközösségek jellemzői ............................................................ 5.2.2. Hazai életközösségek ......................................................................... 5.3. Bioszféra ......................................................................................................... Globális folyamatok ....................................................................................... Biomok a Földön ............................................................................................ 5.4. Ökoszisztéma ................................................................................................ 5.4.1. Anyagforgalom .................................................................................... 5.4.2. Energiaáramlás .................................................................................... 5.4.3. Biológiai sokféleség ............................................................................ 5.5. Környezet- és természetvédelem ........................................................ 248 250 256 258 258 260 264 265 270 274 274 278 279 279 6. Öröklődés, változékonyság, evolúció ............................................... 292 6.1. Molekuláris genetika ................................................................................. 6.1.1. Alapfogalmak ....................................................................................... 6.1.2. Mutáció .................................................................................................. 6.1.3. A génműködés szabályozása ........................................................... 6.2. Mendeli genetika ........................................................................................ 6.2.1. Minőségi jellegek ................................................................................ 6.2.2. Mennyiségi jellegek öröklődése ...................................................... 6.3. Populációgenetika és evolúciós folyamatok .................................... 6.3.1. Reális és ideális populáció ................................................................ 6.3.2. Adaptív és nem adaptív evolúciós folyamatok ........................... 6.3.3. Biotechnológia ..................................................................................... 6.3.4. Bioetika .................................................................................................. 6.4. A bioszféra evolúciója ............................................................................... 6.4.1. Prebiológiai evolúció .......................................................................... 6.4.2. Az ember evolúciója ........................................................................... 292 292 296 299 302 302 310 312 312 316 320 321 323 323 325 Kísérletek, vizsgálatok ..................................................................................... 328 1. A plazmolízis vizsgálata ....................................................................................... 2. Az orvosi szén felületi megkötőképességének vizsgálata .......................... 3. Enzimes bontás kémcsőben ................................................................................ 4. Szén-dioxid kimutatása meszes vízzel ............................................................. 5. Az epe vizsgálata ................................................................................................... 6. Keményítő kimutatása .......................................................................................... 7. Keményítőszemcsék vizsgálata mikroszkóp alatt ......................................... 8. Fehérje kicsapódása .............................................................................................. 9. A sejtmag vizsgálata ............................................................................................. 10. A sejtfal és a sejtplazma vizsgálata .................................................................. 11. A zöld színtestek vizsgálata ............................................................................... 12. A papucsállatka és az amőba mozgásának megfigyelése .......................... 13. A zöld szemesostoros és a sütőélesztő megfigyelése ................................. 4bio_tema-2.indd 7 328 329 330 330 331 332 332 334 334 335 335 336 337 2012.01.05. 11:01:17
  • 6. 8 TARTALOM 14. Az ecsetpenész és a fonalas zöldmoszat megfigyelése .............................. 15. Lombosmoha vizsgálata ...................................................................................... 16. Zuzmó vizsgálata ................................................................................................... 17. Kristályzárvány vizsgálata vöröshagymában ................................................. 18. Gázcserenyílás vizsgálata ................................................................................... 19. A víz útja a zárvatermő növényben .................................................................. 20. Lomblevél szöveteinek vizsgálata ..................................................................... 21. A csírázás hőmérsékleti optimumának vizsgálata ........................................ 22. Növényi szövetek vizsgálata fás szár keresztmetszetén ............................ 23. Többrétegű elszarusodó laphám vizsgálata ................................................... 24. Többrétegű csillós hám vizsgálata .................................................................... 25. Harántcsíkolt izomszövet vizsgálata ................................................................ 26. Csontszövet vizsgálata ........................................................................................ 27. Üvegporc vizsgálata .............................................................................................. 28. Idegszövet vizsgálata gerincvelő keresztmetszetéből ................................ 29. Emberi vér és békavér összehasonlítása ......................................................... 30. A gyomornedv hatásának bemutatása ............................................................ 31. A dohányfüst káros anyagainak bemutatása ................................................. 32. Pulzusmérés ............................................................................................................ 33. Vérnyomásmérés ................................................................................................... 34. Térdreflex vizsgálata ............................................................................................ 35. Vakfolt vizsgálata .................................................................................................. 36. Színtévesztés vizsgálata ...................................................................................... 37. Látásélesség vizsgálata ....................................................................................... 38. Térbeli tájékozódás vizsgálata ........................................................................... 39. Pupillareflex vizsgálata ....................................................................................... 40. A hangirány érzékelése ....................................................................................... 41. A levegőszennyezettség kimutatása ............................................................... 42. A kén-dioxid hatása .............................................................................................. 4bio_tema-2.indd 8 339 340 340 341 342 343 343 345 345 347 348 349 350 350 351 352 353 354 354 355 355 356 357 357 358 358 359 359 360 2012.01.05. 11:01:17
  • 7. 9 1.1. A BIOLÓGIA TUDOMÁNYA 1. Bevezetés a biológiába 1.1. A biológia tudománya A biológia definíciója   élettudomány (a görög biosz = élet, logosz = tudomány szóból) az élőlényekkel foglalkozó, ehhez kapcsolódóan sokféle területre kiterjedő, szerteágazó természeti alaptudományok összessége A biológia tudományterületei Általános biológia (Biologia generalis)  a biológiai rendszerek jellemzőit vizsgálja, az élettel, élőlények életműködéseivel foglalkozik, azok közös tulajdonságait írja le összehasonlító jelleggel  idesorolható pl. a biofizika, biokémia, sejtbiológia, örökléstan, egyedfejlődéstan, etológia, evolúciótan Biontológia (Biologia universalis)  egyedszintű (individuális biológia): mikrobiológia, gombatan, növénytan, állattan, embertan  egyed feletti szerveződési szintekkel foglalkozó területek (szünbiológia): életközösség (társulás vagy ökoszisztéma), biom, bioszféra vizsgálata, ökológiai jellemzők Őslénytan (Paleobiológia)  a földtörténeti korok élővilágát kutatja A biológia résztudományai   elméleti tudományok: a biológiai kutatásokat végzik alkalmazott biológiai tudományok: az elméleti kutatások eredményeit a mindennapi életben hasznosítják az orvostudományok (pl. patológia, kórbonctan), élelmiszer-biológia, igazságügyi antropológia stb. A biológia tudományágai anatómia (bonctan), morfológia (alaktan), citológia (sejttan), hisztológia (szövettan), szervtan (organológia), fiziológia (élettan), immunológia, mikológia (a gombák vizsgálata), szisztematika (rendszertan), genetika (örökléstan), embriológia, etológia (viselkedéstan), ökológia (környezettan), biogeográfia (életföldrajz), zoogeográfia (állatföldrajz), fitogeográfia (növényföldrajz), ontogenetika (egyedfejlődéstan), filogenetika (törzsfejlődéstan), paleontológia (őslénytan) stb. A biológia határterületei biofizika, biokémia, biomatematika, biometeorológia, biotechnológia, bionika, biometria stb. 4bio_tema-2.indd 9 2012.01.05. 11:01:17
  • 8. 68 3. AZ EGYED SZERVEZŐDÉSI SZINTJE  zuzmótelep: fonalas, kocsonyás, leveles, bokros, illetve kéregszerű réteges zuzmók: a gombakéreg kívül rögzít és véd, a telep belsejében a moszatsejtek, gombafonalak  pionír élőlények, a sziklák felületén is megtelepednek, zuzmósavaikkal felold ják a kőzetet, talajt „készítenek”  a rénszarvas tápláléka  szaporodásuk: vegetatívan, leváló telepdarabokkal  3.4. Szövetek, szervek, szervrendszerek, testtájak 3.4.1. A növényvilág főbb csoportjai a szervi differenciálódás szempontjából A növényvilág törzsfejlődését befolyásoló tényezők  a vízért való verseny a fényért való verseny  a szárazabb élőhelyeken való elterjedés lehetősége  A vízi élettértől elszakadó, az új, szárazföldi élőhelyeket benépesítő növények  nem jutottak korlátlan mennyiségben vízhez nem tudták teljes testfelületükön felvenni a vizet  nem tartotta meg a testüket a víz  Szelekciós előnyt élveztek azok a csoportok, amelyek sejtjei szövetekké differenciálódtak, a szövetekből pedig szervek alakultak ki, mert  hatékony a tápanyagfelvételük (bőrszöveti szőrök, gyökér) gyorsan továbbítják a tápanyagot (szállítószövet, szár)  intenzív a fotoszintézis (táplálékkészítő alapszövet, levél)  hatékony a test megtartása (szilárdító alapszövet)  növekedhetett a testméret  a fényért való versengés hatott a szöveti fejlődésükre (szilárdító alapszövet, szállítószövet, táplálékkészítő alapszövet)  a szövetek sejtjei már csak egy vagy kevés működést végeztek, de azt hatékonyabban  Harasztok  az ősi zöldmoszatokból származnak, virágkoruk a földtörténeti óidőben volt  az első, valódi szövetekkel és szervekkel rendelkező, hajtásos növények  élőhely: szárazföld  kedvelik az árnyas, nedves élőhelyeket  evolúciós újítások:  az első szövetes növények  van szállítószövet, szilárdítószövet  nagyobb méretű (magasságú) növényi test jöhet(ett) létre  az első hajtásos növények  szerveik: levél, szár, gyökér 4bio_tema-2.indd 68 2012.01.05. 11:01:20
  • 9. 69 3.4. SZÖVETEK, SZERVEK, SZERVRENDSZEREK, TESTTÁJAK Testfelépítésük  szerveik: valódi gyökér, szár, levél – nincs: virág, termés evolúciós előny: gyökér: vízfelvétel, szár: a magasabb növények előnye a fényért való vetélkedésben, levél: fotoszintézisre szolgáló ellaposodott szerv  valódi edénynyalábok és szilárdítószövetek a szárban  A harasztok nemzedékváltakozása a diploid zigótából (2n) fejlődik ki a harasztnövény (ivartalan nemzedék) a hímivarsejtek vízben úszva keresik meg a petesejtet a spóra a talajon előtelepet alakít ki (ivaros nemzedék), ennek fonákán találhatók az ivarszervek kialakulnak a spóratartók, bennük számfelező osztódással a haploid spórák a spóratartókból kihull a haploid spóra (1n)  az egyszeres információtartalmú szakasz a fejletlenebb, a kétszeres információtartalmú szakasz (hajtásos növény) a fejlettebb  az ivaros szakasz a rövidebb, az ivartalan szakasz hosszabb, ez lehetőséget ad a továbbfejlődésre  megfigyelhető az ivaros nemzedék redukciója az ivartalanhoz képest A harasztok rendszerezése  korpafüvek: száruk villás elágazású, leveleik pikkelyszerűek, spirális spóratartó a hajtás végén (pl. kapcsos korpafű; kihalt képviselője a pikkelyfa és a pecsétfa)  zsurlók: levelük helyett az örvös lágyszár fotoszintetizál, testük kovát (SiO2) tartalmaz (pl. mezei zsurló)  páfrányok: a levélfonákon találhatók a spóratartók, szaporodásukhoz víz kell (pl. erdei pajzsika) 4bio_tema-2.indd 69 2012.01.05. 11:01:20
  • 10. 134 4. AZ EMBERI SZERVEZET Férfi és női csontrendszer különbsége férfi:  négyszögletesebb  szemüreg, előreugró állcsúcs, nagyobb agykoponya, erős állkapocs szélesebb váll, keskenyebb csípő, a kiszélesedő csípőcsont függőlegesebb,  erős csontozat és izomzat női:  kisebb arckoponya, agykoponya és állkapocs, kerekebb szemüreg,  lekerekített állcsúcs lekerekített testforma, keskenyebb váll, szélesebb csípő, szélesebb  medence, kismedence felülnézetben O alakú (magzat kihordása), gyengébb csontozat és izomzat 4.3.2. Izomrendszer Az izomrendszer jellemzői a  mozgás aktív résztvevője felnőtt testsúly kb. fele a  vázizomzat szerkezeti-működési egysége az izom (kb. 350 db) vázizom felépítése  izompólya: kötőszöveti hártya burkolja az izmot, ami táplál és véd, valamint  erek és idegek belépési helye izomnyalábok: kötőszöveti hüvellyel körülvéve  izomrost: a nyalábokat alkotja, sejtek összekapcsolódásából jött létre,  így sok sejtmagot tartalmaz az  izomrostok végein ínszövet kapcsol a csontokhoz az  inakat ínhüvely védi izmok alakja: orsó, lapos, gyűrűs  izmok eredése: egyfejű, kétfejű, háromfejű, négyfejű izom  több mint hatszáz izmunk van, számuk születés után nem változik, de edzés sel az izomgyarapodási rostok vastagodhatnak a  Az izom saját energiatároló és oxigéntároló molekuláinak szerepe az ember izmait vegyesen vörös és fehér izmok építik fel vörös izmok  sok bennük a mitokondrium  aerob lebontás, lassú, tartós működés, elsősorban lipideket bontanak  fehér izmok  mitokondriumban szegények  anaerob lebontás, gyors működés, gyors fáradás  glikogénraktározás, amiből szőlőcukor, piroszőlősav, majd oxigén hiányá ban tejsav képződik a  felszaporodó tejsav miatt csökken a pH, ez gátolja az izomműködést, izomlázat okoz a  folyamatos izommunkához állandó ATP-utánpótlásra van szükség az  izmok a működésükhöz szükséges ATP-t kreatinfoszfát formájában tárolják  4bio_tema-2.indd 134 2012.01.05. 11:01:39
  • 11. 4.3. A MOZGÁS 135 az  izmok a májhoz hasonlóan glikogént raktároznak, energiaszükségletüket a glikogénből nyert szőlőcukor lebontásából fedezik az  izmok saját oxigéntárolója a vörös színű mioglobin, ami jobb oxigénmegkötő képességű a hemoglobinnál A Ca2+-ion és az ATP szerepe az  izomrostok sejtplazmáját szabályos rendben fehérjefonalak töltik ki: aktin és miozin az  aktin- és miozinszálak körül kalciumionokban gazdag ER található a  vékony aktinszálak az ER membránjához kötődnek, a vastagabb miozinfejek az aktinhoz kapcsolódnak összehúzódáskor kalciumionok jelenlétében a miozinfejek ATP-t hidrolizálnak,  térszerkezetük megváltozik, így az ER-hoz közelebb eső részen kötődnek az aktinhoz az  aktinszálak tovább csúsznak a miozinon, így az izomrost megrövidül a  kalciumionok jelenlétében érvényesül a miozin ATP-hidrolizáló hatása A vázizomrost összehúzódása az  izomrostok aktin- és miozinszálak kötegeiből épülnek fel a  vékonyabb aktin és a vastagabb miozin rendezett lefutású, szabályos, mikroszkópban harántcsíkoltnak látszik nyugalmi állapotban a két fehérje nem kapcsolódik egymáshoz, a miozin fejekhez Mg2+-ion jelenlétében ATP kötődik ha  az akciós potenciál eljut a tubulusokig: 2+ Ca -ionok lépnek ki, hatásukra a troponin-tropomiozin komplex elmozdul az aktinszálon a kötőhelyek szabaddá válnak, a miozinfejekkel kötéseket hoznak létre  a 2+  Ca -ionok jelenlétében érvényesül a miozin ATP-bontó hatása, energia szabadul fel a  miozinfejek csuklószerűen behajlanak, az aktinszálat egy kötőhellyel beljebb csúsztatják, az ADP eltávozik a  miozinfejekhez új ATP-molekula kötődik, a kötések feloldódnak az aktin és a miozin között majd újabb impulzus érkezik, a fázisok megismétlődnek  az  ATP-bontás-kapcsolódás során a miozinmolekula ugyanazon kötési helye mindig újabb aktinkötési hellyel lép kapcsolatba, a két molekula összecsúszik Az izmok működése  izomtónus  az ember vázizmai éber állapotban állandó, kismértékű feszítettség állapotában vannak (izomtónus), ami bonyolult idegrendszeri irányítás alatt áll  szerepe: izmok gyorsabb működtetése, a test megtartása, a testtartás kialakítása  ájuláskor és alváskor az izomtónus csökken  izomrángás: egyetlen ingerre bekövetkező összehúzódás (kontrakció) és elernyedés (relaxáció) 4bio_tema-2.indd 135 2012.01.05. 11:01:39
  • 12. 160 4. AZ EMBERI SZERVEZET A vér általános jellemzői folyékony  kötőszövet tápanyagok, bomlástermékek, hormonok, légzési gázok szállítása, védekezés térfogata: kb. 5 dm3  pH 7,4  feladata:  A vér összetétele 56%  vérplazma: folyékony állomány, ebből: víz – 3– 2-3% ionok (Na+, Cl–, HCO3, PO4 , K+, Ca2+) és molekulák (glükóz, zsírsav, hor monok, karbamid, húgysav, aminosavak, plazmafehérjék); a plazmában lehet még: bilirubin, koleszterin, glükóz (5 mmol/dm3), hormonok, karbamid, húgysav, kreatinin 7-8% fehérje  albuminok: a májban képződő fehérjék, a vér ozmotikus nyomásának  fenntartásában van fontos szerepük, zsírsavak és epesavak szállítása globulinok: anyagszállítás, immunglobulinok, a specifikus védelmi rend szer részei fi  brinogén: véralvadás előanyaga vérplazma feladata:  transzportfolyamatok lebonyolítása, működése  ozmotikus nyomás fenntartása  szövetnedv kialakítása  42-47% sejtes elemek  vörösvértestek, fehérvérsejtek, vérlemezkék  arányuk a hematokritérték  90%  Alakjuk Színük Számuk (1 mm3 vérben) Sejtmagjuk Mozgásuk Keletkezési helyük Pusztulásuk helye Élettartamuk Feladatuk Jellemző betegség 4bio_tema-2.indd 160 Vörösvértestek középen benyomott korong piros 4-5 millió Fehérvérsejtek változó, főleg gömb színtelen 6-8 ezer Vérlemezkék ovális, kerek vagy csillag színtelen 150–400 ezer nincs passzív vörös csontvelő van aktív vörös csontvelő és a nyirokrendszer a sérülés, fertőzés helye, vagy a máj 1-2 hét belső védekezés nincs passzív vörös csontvelő fehérvérűség, AIDS vérzékenység lép, máj 120 nap oxigén, széndioxid szállítása vérszegénység a véralvadás helye, vagy a máj 8-9 nap véralvadás 2012.01.05. 11:01:41
  • 13. 4.6. AZ ANYAGSZÁLLÍTÁS: VÉR, KERINGÉSI RENDSZER 161 Fehérvérsejtek típusai limfociták (nyiroksejtek)  T-limfociták: a csecsemőmirigyben (thymus) érnek be  B-limfociták: a nyirokcsomókban, nyiroktüszőkben érnek be  granulociták  nevüket arról kapták, hogy sejtplazmájukban jól festődő szemcsék vannak  antigénekkel találkozva falósejtekké alakulhatnak  a  nem specifikus immunválasz részei működésük során az elpusztult granulociták a genny részeivé válnak  monociták  a  specifikus, sejtes immunitásban részt vesznek az antigének bemutatásában szerepük van a specifikus immunválasz végtermékeinek eltávolításában  a  nem specifikus immunválaszban a vérből kilépve falósejtté (makrofággá) alakulnak Hemoglobin: lásd 29. oldal. Légzési gázok szállítása oxigénszállítás a vérben: az artériás vérben az oxigén főleg a vörösvérsejtek ben és a vérplazmában oldva található  az oxigénmolekula a hemoglobinban a vashoz kötődik szén-dioxid szállítása: hidrogén-karbonát-ion formájában, vörösvérsejtekben  – és a vérplazmában oldva CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3 A vér kémiai összetételének változása átlagos vércukorszint: 5 mmol/dm3 (a normál érték: 3,9–6 mmol/1 közötti)  a  vérben keringő glükóz mennyisége gyorsan növelhető a máj glikogénkészletének bontásával táplálkozás után a vér nagy cukortartalmát a zsírsejtek fokozottan veszik fel,  és abból zsírt raktároznak a  vérplazma pH-értéke folyamatosan változik, de dinamikus állandóság jellemzi erős alkoholfogyasztásnál a pH-érték változik  a  szövetekből a vérplazmába diffundáló szén-dioxid a savas irányba mozgatja – a külső légzés változásai, a szén-dioxid leadása a lúgos irányba változtat a  vérplazma ionösszetételét a vörösvértestek szén-dioxid-szállító működése állandóan változtatja a vérplazma ozmotikus értéke állandóan változik:  a  hajszálerek kezdeti szakaszán alacsonyabb, a végső szakaszon (a vízvesztés hatására) magasabb Véralvadás folyamata a  vérlemezkék az érfal kisebb sérüléseit odatapadásukkal elzárják, közben érösszehúzó anyagot választanak ki érspazmus: az ér sérülése esetén az érfal simaizomzata összehúzódik, elzárja  a vér útját 4bio_tema-2.indd 161 2012.01.05. 11:01:41
  • 14. 334 KÍSÉRLETEK, VIZSGÁLATOK 8. Fehérje kicsapódása Anyagok, eszközök Tojásfehérje-oldat, szilárd réz-szulfát (CuSO4), borszeszégő, kémcső, kémcsőfogó, csipesz. Vizsgálat Öntsön kémcsövekbe 2-2 cm3 tojásfehérje-oldatot! Egyikhez adjon réz-szulfátkristályt, a másikat kezdje melegíteni! Kérdések 1. Milyen változást tapasztalt a kémcsövekben? 2. Mi a változás neve? 3. Mi a változás szerkezeti oka? Megoldás, értékelés 1. Az oldatok megzavarosodtak. (Az első kémcső tartalma kék lett.) 2. A fehérjék kicsapódtak oldatukból (koaguláltak), térszerkezetük visszafordíthatatlanul (irreverzíbilisen) megváltozott. 3. A nehézfémsók és a hő megváltoztatja a fehérjék érzékeny térszerkezetét. 9. A sejtmag vizsgálata Anyagok, eszközök Vöröshagyma hagymája, zsilett, csipesz, tárgylemez, fedőlemez, óraüveg, metilénkék oldat vagy Lugol-oldat, vizes glicerinoldat, csapvíz, mikroszkóp. Vizsgálat Készítsen bőrszöveti nyúzatot vöröshagyma hagymájának húsos alleveléből! Öt percig fesse meg metilénkék oldatban! Vizes glicerinnel lecseppentve figyelje meg mikroszkóp alatt! Kérdések sejtplazma sejtfal 1. Hányszoros volt a nagyítás? 2. Rajzolja le a mikroszkópban látott kép jellemző részletét! Jelölje a rajzon a sejtfalat, a sejtplazmát, a sejtmagot! 3. Mit fest meg a metilénkék oldat? Megoldás, értékelés 1. A mikroszkópról leolvasható. 2. Lásd a mellékelt rajzot. 3. A sejtfalat és a sejtmagot sötétkékre. 4bio_tema-4.indd 334 sejtmag Vöröshagyma bőrszöveti nyúzata 2012.01.16. 15:59:07
  • 15. 335 KÍSÉRLETEK, VIZSGÁLATOK 10. A sejtfal és a sejtplazma vizsgálata Anyagok, eszközök Átokhínár-levélke, tárgylemez, fedőlemez, víz, csipesz, mikroszkóp. Vizsgálat Átokhínár levélkéjét tárgylemezen, vízcseppben lefedve vizsgálja meg mikroszkóp alatt! Kérdések 1. 2. 3. 4. Hányszoros volt a nagyítás? Rajzolja le a mikroszkópban látott képet, jelölje rajta a sejtfalat, a sejtplazmát! Milyen anyag építi fel a növényi sejtfalakat? Milyen élőlények jellemző sejtalkotója a sejtfal? Megoldás, értékelés 1. 2. 3. 4. A mikroszkópról leolvasható. Lásd a mellékelt rajzot. Cellulóz. Baktériumok, gombák, növények. Az átokhínár levele csak néhány sejtsor vastag, nagy a központi sejtüreg. A plazma rotációs plazmamozgást végez: egy irányban körbeáramlik. sejtplazma sejtfal Átokhínár levelének egy sejtje 11. A zöld színtestek vizsgálata Anyagok, eszközök Csavarhínár (Vallisneria), Spirogyra zöldmoszat, tárgylemez, fedőlemez, csipesz, cseppentő, víz, mikroszkóp. Vizsgálat Csavarhínár levelét és Spirogyra zöldmoszat néhány fonalát tárgy- lemezre téve, vízben lefedve vizsgálja mikroszkóp alatt! Kérdések 1. Hányszoros volt a nagyítás? 2. Rajzolja le a mikroszkópban látott kép jellemző részletét! 3. Hasonlítsa össze a két faj színtesteit! 4. Mi okozza a zöld színtestek színét? 5. Milyen élőlényekre jellemző sejtalkotó a zöld színtest? sejthártya zöld színtest Megoldás, értékelés 1. A mikroszkópról leolvasható. 2. Lásd a mellékelt rajzot. 4bio_tema-4.indd 335 Csavarhínár levelének sejtjei 2012.01.16. 15:59:07