4 TARTALOM Tartalom Előszó... 3 1. Bevezetés a biológiába... 9 1.1. A biológia tudománya... 9 Vizsgálati szempontok az élőlények rendszere... 10 Evolúciós fejlődés... 11 Vizsgáló módszerek... 12 1.2. Az élet jellemzői... 14 1.2.1. Az élő rendszerek... 14 1.2.2. Szerveződési szintek... 16 1.3. Fizikai, kémiai alapismeretek... 17 A felületen való megkötődés biológiai jelentősége... 18 2. Egyed alatti szerveződési szint... 21 2.1. Szervetlen és szerves alkotóelemek... 21 2.1.1. Elemek, ionok... 21 2.1.2. Szervetlen molekulák... 23 2.1.3. Lipidek... 23 2.1.4. Szénhidrátok... 25 2.1.5. Fehérjék... 28 2.1.6. Nukleinsavak, nukleotidok... 30 2.2. Az anyagcsere folyamatai... 33 2.2.1. Felépítés és lebontás kapcsolata... 33 Az anyagcsere... 33 2.2.2. Felépítő folyamatok... 35 2.2.3. Lebontó folyamatok... 38 2.3. Sejtalkotók az eukarióta sejtben... 40 2.3.1. Elhatárolás... 41 2.3.2. Mozgás... 43 2.3.3. Anyagcsere... 43 2.3.4. Osztódás... 48 2.3.5. A sejtműködések vezérlése... 51 3. Az egyed szerveződési szintje... 52 3.1. Nem sejtes rendszerek... 52 3.1.1. Vírusok... 52 3.2. Önálló sejtek... 54 Prokarióta egysejtűek: baktériumok, kékbaktériumok, ősbaktériumok... 54 3.2.1. Baktériumok... 54 3.2.2. Egysejtű eukarióták... 58 Az eukarióta sejt kialakulása... 58 bio_tema-2.indd 4 2012.04.23. 13:42:54
TARTALOM 5 3.3. Többsejtűség... 60 3.3.1. Gombák, növények, állatok elkülönítése... 60 3.3.2. Sejtfonalak... 62 3.3.3. Teleptest és álszövet... 65 3.4. Szövetek, szervek, szervrendszerek, testtájak... 68 3.4.1. A növényvilág főbb csoportjai a szervi differenciálódás szempontjából... 68 3.4.2. Az állatvilág főbb csoportjai a szervi differenciálódás szempontjából... 73 3.4.3. A növények szövetei, szervei... 73 A növények szövetei... 73 A növények vegetatív szervei... 75 A növények reproduktív szervei... 78 A víz és a tápanyagok felvétele és szállítása... 80 Szaporodás... 84 A növények egyedfejlődése... 86 A növényi ingerlékenység és mozgás... 87 A növényi hormonok... 88 3.4.4. Az állatok szövetei, életműködései, viselkedése... 89 Az állatok testszerveződése... 89 Belső környezet... 94 Kültakaró... 94 Mozgás... 95 Táplálkozás... 97 Légzés... 99 Anyagszállítás... 100 Kiválasztás... 102 Szabályozás... 103 Érzékelés... 104 Szaporodás... 105 Egyedfejlődés... 107 Az állatok főbb rendszertani csoportjai... 107 Viselkedés... 121 4. Az emberi szervezet... 128 4.1. Homeosztázis, a szervezet belső környezete... 128 4.2. Kültakaró... 128 4.2.1. Bőr... 128 4.2.2. Szabályozás... 130 4.2.3. A bőr gondozása, védelme... 130 4.3. A mozgás... 131 4.3.1. Vázrendszer... 131 4.3.2. Izomrendszer... 134 4.3.3. Szabályozás... 137 4.3.4. A mozgás és a mozgási rendszer egészségtana... 137 4.4. A táplálkozás... 138 4.4.1. Táplálkozás... 138 bio_tema-2.indd 5 2012.04.23. 13:42:54
6 TARTALOM 4.4.2. Emésztés... 142 4.4.3. Felszívódás... 142 4.4.4. Szabályozás... 147 4.4.5. A táplálkozás egészségtana... 149 4.5. A légzés... 153 4.5.1. Légcsere... 153 4.5.2. Gázcsere... 155 4.5.3. Hangképzés... 156 4.5.4. Szabályozás... 158 4.5.5. A légzés és a légzőrendszer egészségtana... 158 4.6. Az anyagszállítás: vér, keringési rendszer... 159 4.6.1. A testfolyadékok... 159 4.6.2. A szöveti keringés... 162 4.6.3. A szív és az erek... 163 4.6.4. Szabályozás... 166 4.6.5. A keringési rendszer egészségtana, elsősegélynyújtás... 167 4.7. Kiválasztás... 169 4.7.1. A vizeletkiválasztó rendszer működése... 169 4.7.2. Szabályozás... 171 4.7.3. A kiválasztó szervrendszer egészségtana... 171 4.8. A szabályozás... 172 4.8.1. Idegrendszer... 172 Szinapszis... 175 Az idegrendszer általános jellemzése... 176 Érzékelés... 187 Látás... 190 Hallás... 193 Egyensúly-érzékelés... 194 Kémiai érzékelés... 195 Testmozgató rendszerek... 196 Vegetatív érző és mozgató rendszerek... 197 4.8.2. Az emberi magatartás biológiai-pszichológiai alapjai... 200 A társas viselkedés alapjai... 205 Pszichés fejlődés... 207 4.8.3. Az idegrendszer egészségtana... 207 Az idegrendszer betegségei... 210 Szenvedélybetegségek... 212 4.8.4. Hormonrendszer... 214 Belső elválasztású mirigyek... 216 A hormonrendszer egészségtana... 222 4.8.5. Immunrendszer... 223 Vércsoportok... 227 Az immunrendszer egészségtana... 229 4.9. Szaporodás és egyedfejlődés... 230 4.9.1. Szaporítószervek... 230 4.9.2. Egyedfejlődés... 236 A szaporodás, fejlődés egészségtana... 242 bio_tema-2.indd 6 2012.04.23. 13:42:54
TARTALOM 7 5. Egyed feletti szerveződési szintek... 248 5.1. Populáció... 248 5.1.1. Környezeti kölcsönhatások... 250 5.1.2. Kölcsönhatások... 256 5.2. Életközösségek (élőhelytípusok)... 258 5.2.1. Az életközösségek jellemzői... 258 5.2.2. Hazai életközösségek... 260 5.3. Bioszféra... 264 Globális folyamatok... 265 Biomok a Földön... 270 5.4. Ökoszisztéma... 274 5.4.1. Anyagforgalom... 274 5.4.2. Energiaáramlás... 278 5.4.3. Biológiai sokféleség... 279 5.5. Környezet- és természetvédelem... 279 6. Öröklődés, változékonyság, evolúció... 292 6.1. Molekuláris genetika... 292 6.1.1. Alapfogalmak... 292 6.1.2. Mutáció... 296 6.1.3. A génműködés szabályozása... 299 6.2. Mendeli genetika... 302 6.2.1. Minőségi jellegek... 302 6.2.2. Mennyiségi jellegek öröklődése... 310 6.3. Populációgenetika és evolúciós folyamatok... 312 6.3.1. Reális és ideális populáció... 312 6.3.2. Adaptív és nem adaptív evolúciós folyamatok... 316 6.3.3. Biotechnológia... 320 6.3.4. Bioetika... 321 6.4. A bioszféra evolúciója... 323 6.4.1. Prebiológiai evolúció... 323 6.4.2. Az ember evolúciója... 325 Kísérletek, vizsgálatok... 328 1. A plazmolízis vizsgálata... 328 2. Az orvosi szén felületi megkötőképességének vizsgálata... 329 3. Enzimes bontás kémcsőben... 330 4. Szén-dioxid kimutatása meszes vízzel... 330 5. Az epe vizsgálata... 331 6. Keményítő kimutatása... 332 7. Keményítőszemcsék vizsgálata mikroszkóp alatt... 332 8. Fehérje kicsapódása... 334 9. A sejtmag vizsgálata... 334 10. A sejtfal és a sejtplazma vizsgálata... 335 11. A zöld színtestek vizsgálata... 335 12. A papucsállatka és az amőba mozgásának megfigyelése... 336 13. A zöld szemesostoros és a sütőélesztő megfigyelése... 337 bio_tema-2.indd 7 2012.04.23. 13:42:54
8 TARTALOM 14. Az ecsetpenész és a fonalas zöldmoszat megfigyelése... 339 15. Lombosmoha vizsgálata... 340 16. Zuzmó vizsgálata... 340 17. Kristályzárvány vizsgálata vöröshagymában... 341 18. Gázcserenyílás vizsgálata... 342 19. A víz útja a zárvatermő növényben... 343 20. Lomblevél szöveteinek vizsgálata... 343 21. A csírázás hőmérsékleti optimumának vizsgálata... 345 22. Növényi szövetek vizsgálata fás szár keresztmetszetén... 345 23. Többrétegű elszarusodó laphám vizsgálata... 347 24. Többrétegű csillós hám vizsgálata... 348 25. Harántcsíkolt izomszövet vizsgálata... 349 26. Csontszövet vizsgálata... 350 27. Üvegporc vizsgálata... 350 28. Idegszövet vizsgálata gerincvelő keresztmetszetéből... 351 29. Emberi vér és békavér összehasonlítása... 352 30. A gyomornedv hatásának bemutatása... 353 31. A dohányfüst káros anyagainak bemutatása... 354 32. Pulzusmérés... 354 33. Vérnyomásmérés... 355 34. Térdreflex vizsgálata... 355 35. Vakfolt vizsgálata... 356 36. Színtévesztés vizsgálata... 357 37. Látásélesség vizsgálata... 357 38. Térbeli tájékozódás vizsgálata... 358 39. Pupillareflex vizsgálata... 358 40. A hangirány érzékelése... 359 41. A levegőszennyezettség kimutatása... 359 42. A kén-dioxid hatása... 360 bio_tema-2.indd 8 2012.04.23. 13:42:54