Tartalomjegyzék Elõszó a 2. kiadáshoz 9 I. SEJTBIOLÓGIA 11 1.1. feladat: A protoplazma vegyületei I. * 11 1.2. feladat: A protoplazma vegyületei II. * 14 1.3. feladat: A sejt ** 16 1.4. feladat: Az ozmózis ** 23 1.5. feladat: A fotoszintézis ** 27 1.6. feladat: Anyagcsere a csírázás során ** 32 1.7. feladat: A mirigyváladék termelése ** 35 1.8. feladat: A sejtosztódás * 43 1.9. feladat: DNS-szintézis és sejtosztódás *** 47 2. SZERVRENDSZEREK, ÉLETMÛKÖDÉSEK 53 2.1. Táplálkozás 53 2.1.1. feladat: Az emberi tápcsatorna * 53 2.1.2. feladat: A nyál hatása * 59 2.1.3. feladat: A gyomornedv-elválasztás szabályozása ** 62 2.1.4. feladat: A tápcsatorna mûködése *** 66 2.2. Légzés 71 2.2.1. feladat: Nyomásváltozások a mellkasban ** 71 2.2.2. feladat: A vérgázok szerepe a légzésszabályozásban ** 75 2.2.3. feladat: Perifériás és centrális kemoreceptorok *** 78 2.2.4. feladat: A légzés központi szabályozása *** 82 2.3. A belsõ környezet 87 2.3.1. feladat: A hipotalamusz szerepe a hõszabályozásban ** 87 2.3.2. feladat: A pajzsmirigy és a hõszabályozás ** 90 2.3.3. feladat: A nefron felépítése és mûködése ** 94 2.3.4. feladat: Az ozmotikus koncentráció szabályozása ** 98 2.3.5. feladat: A hemoglobin lokalizációja * 101 2.4. Keringés 103 2.4.1. feladat: Az emberi szív felépítése és mûködése * 103 2.4.2. feladat: A szív ingerképzõ és ingerületvezetõ rendszere ** 108 2.4.3. feladat: A szívbillentyûk szerepének vizsgálata ** 112
6 TARTALOMJEGYZÉK 2.4.4. feladat: A szívbillentyûk rendellenességei ** 116 2.4.5. feladat: Nyomásváltozások a szívben *** 117 2.4.6. feladat: A kapillárisok mûködése *** 121 2.5. Szaporodás, növekedés, fejlõdés 127 2.5.1. feladat.: Differenciált állati szövetek ** 127 2.5.2. feladat: A férfi- és nõi ivarszervek felépítése és mûködése * 133 2.5.3. feladat: A nõi nemi ciklus * 137 2.6. Belsõ elválasztású mirigyek 140 2.6.1. feladat: A hipofízis hátsó lebenye ** 140 2.6.2. feladat: A pajzsmirigy *** 142 2.6.3. feladat: A kalciumháztartás szabályozása ** 146 2.6.4. feladat: A mellékvese *** 150 2.6.5. feladat: A vércukorszint szabályozása ** 153 2.7. Érzékszervek 157 2.7.1. feladat: Az emberi szem felépítése és mûködése ** 157 2.7.2. feladat: A retina ** 163 2.7.3. feladat: Látótérkiesések ** 166 2.7.4. feladat: A pupillareflex *** 169 2.7.5. feladat: Az emberi fül felépítése és mûködése * 172 2.8. Idegrendszer 177 2.8.1. feladat: A neuron felépítése és mûködése * 177 2.8.2. feladat: A gerincvelõi szelvény felépítése és mûködése *** 182 2.8.3. feladat: Gerincvelõi reflexek ** 188 2.8.4. feladat: Az emberi agy felépítése és mûködése * 190 2.8.5. feladat: A kérgestest mûködése *** 196 2.8.6. feladat: A kérgestest szerepe emberben *** 200 3. GENETIKA 205 3.1. Molekuláris genetika 205 3.1.1. feladat: A DNS megkettõzõdésének mechanizmusa ** 205 3.1.2. feladat: In vitro DNS- és RNS-szintézis * 209 3.1.3. feladat: A molekuláris hibridizáció *** 213 3.1.4. feladat: Antibiotikumok 219 3.2. Általános genetika 223 3.2.1. feladat: Tyúkok színének öröklõdése *** 223 3.2.2. feladat: Tengerimalacok szõrzetének öröklõdése * 226 3.2.3. feladat: Szarvasmarhák színének és szarvaltságának öröklõdése ** 228 3.2.4. feladat: Ecetmuslicák szemszínének és szárnyhosszának öröklõdése ** 233
TARTALOMJEGYZÉK 7 3.2.5. feladat: Egy példa a trihibrid keresztezésre ** 237 3.2.6. feladat: Nyulak szõrszínének öröklõdése *** 243 3.3. Humángenetika 249 3.3.1. feladat: Egy példa az AB0 vércsoportok öröklõdésére * 249 3.3.2. feladat: Pedigré az AB0 vércsoportok öröklõdésére ** 253 3.3.3. feladat: Az AB0 és az Rh vércsoportok öröklõdése ** 257 3.3.4. feladat: Az A-alcsoportok öröklõdése ** 260 3.3.5. feladat: Egy ritka betegség pedigréje ** 264 3.3.6. feladat: Hemofília pedigréje ** 267 3.3.7. feladat: Egy intermedier öröklõdésû betegség pedigréje ** 270 3.3.8. feladat: Hemofília és színvakság együttes öröklõdése *** 274 KÉRDÉSTÍPUSOK 281 NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ 285
124 SZERVRENDSZEREK, ÉLETMÛKÖDÉSEK nyomás (kpa) 4 vérnyomás onkotikus nyomás A. 3 2 1 artériás vénás B. artériás kapilláris vénás 27. ábra: A kapilláris mûködésének elve: A a vérnyomás és az onkotikus nyomás viszonya a kapillárisban; B filtráció és reabszorpció szívás. Így a kapillárisból kiszûrõdött folyadék nagy része a vénás on reabszorbeálódik. Nagy része, de nem mind! Egyszerû választás 6. Mi történhet vajon a visszamaradó filtrátummal, amelynek mennyisége a napi 3-4 litert is elérheti? A: a szövetnedv alkotórésze marad B: a testüregben (a has- és mellüregben) halmozódik fel C: a nyirokerek szállítják vissza a keringésbe D: a szövetek sejtjei veszik fel E: egyik lehetõség sem igaz a fentiek közül A következõ kísérlet a kapillárisok mûködészavarainak két jellemzõ példáját mutatja be. Egy kutyán (1. kísérleti állat) mûtétet hajtottak végre: a jobb pitvarba belépõ nagy vénákat beszûkítették. A 2. kísérleti állatnak a kísérlet során olyan táplálékot adtak, amely fehérjéket nem tartalmazott. Hogyan változott meg az állatok kapillárisainak mûködése, és a rendellenességek milyen tünetekben nyilvánultak meg? (Könnyítésül a változások lényegét a 28. ábrán a 27.A ábrához hasonló grafikonon ábrázoltuk!)
KERINGÉS 125 nyomás (kpa) 4 3 2 1 A. B. 4 3 2 1 artériás vénás artériás vénás Négyféle asszociáció 1. kísérleti állat 2. kísérleti állat 28. ábra: Két példa a kapillárisok mûködészavarára A: az 1. kísérleti állatra jellemzõ B: a 2. kísérleti állatra jellemzõ C: mindkettõre jellemzõ D: egyikre sem jellemzõ vérnyomás onkotikus nyomás 7. A szövetek közötti folyadék mennyisége jelentõsen megnõtt. 8. Vérplazmájának fehérjekoncentrációja csökkent. 9. Vizeletében fehérje jelent meg. 10. Vércukorszintje emelkedett. 11. Az állaton testszerte vizenyõk alakulnak ki. 12. Kapillárisainak folyadék-visszaszívó képessége a normális onkotikus nyomás ellenére csökkent. 13. Nyirokkeringése fokozott megterhelés alá került. 14. A szövetnedvben nagy mennyiségû fehérje jelent meg. 15. Kapillárisaiban csökkent a filtráció. 16. Vérplazmájának mennyisége jelentõsen megnõtt. 17. Az állat hasürege folyadékkal telt meg. 18. Tünetei normális mennyiségû fehérjét tartalmazó táplálékkal megszüntethetõk.
186 SZERVRENDSZEREK, ÉLETMÛKÖDÉSEK Egyszerû választás 25. Milyen típusú szinapszis jellemzõ a B-vel jelölt dúcra? A: elektromos szinapszis B: serkentõ kémiai szinapszis, amelyben az ingerületátvivõ anyag acetil-kolin C: serkentõ kémiai szinapszis, amelyben az ingerületátvivõ anyag noradrenalin D: gátló kémiai szinapszis E: egyik sem a fentiek közül 26. Sérülése a szív paraszimpatikus beidegzésének zavarához vezet: A: a G-vel jelölt képleté B: a B-vel jelölt képleté C: a C-vel jelölt képleté D: a D-vel jelölt képleté E. egyiké sem a fentiek közül 27. Hol helyezkednek el az izomorsóból származó érzõrostok idegsejttestjei? A: az F-fel jelölt képletben B: a B-vel jelölt képletben C: a H-val jelölt képletben D: a D-vel jelölt képletben E: az izomorsóban 28. Hol találhatók a zsigerek interoceptoraiból származó érzõrostok idegsejttestjei? A: az F-fel jelölt képletben B: a B-vel jelölt képletben C: a G-vel jelölt képletben D: a D-vel jelölt képletben E: a zsiger falában 29. Sérülése teljes légzésbénulás következtében azonnali fulladást okoz: A: a J-vel jelölt képleté B: a H-val jelölt képleté C: a C-vel jelölt képleté D: a G-vel jelölt képleté E: egyiké sem a fentiek közül
IDEGRENDSZER 187 Helyes megoldások A: hátsó gyökér F: hátsó szarv B: gerincvelõi dúc G: oldalsó szarv C: gerincvelõi ideg H: elülsõ szarv D: szimpatikus dúc I: hátsó köteg E: elülsõ gyökér J: oldalsó köteg K: elülsõ köteg L: központi csatorna M: szimpatikus dúc gyökere N: szimpatikus dúc gyökere 1. D 06. C 11. B 16. E 21. D 2. E 07. C 12. D 17. B 22. D 3. D 08. A 13. D 18. E 23. A 4. A 09. D 14. C 19. A 24. D 5. C 10. E 15. C 20. C 25. E 26. E 27. B 28. B 29. E Minden gerincvelõi szelvény egy pár gerincvelõi ideg (C-képlet) kiindulási helye. A gerincvelõi idegek kevert idegek: érzõrostjaik a hátsó gyökéren (A-képlet) keresztül lépnek be a gerincvelõbe, szomatikus és vegetatív mozgatórostjaik pedig az elülsõ gyökéren (E-képlet) keresztül lépnek ki. Az érzõidegek bipoláris neuronjainak sejttestjeit a gerincvelõi dúc (B-képlet) tartalmazza (25. kérdés: E; 27. kérdés: B; 28. kérdés: B). Az érzõrostok a szürkeállomány hátsó szarvába lépnek be (F-képlet), ahol asszociációs neuronnal képezhetnek szinapszist (23. kérdés: A). A szomatikus reflexívek következõ állomása az elülsõ szarv (H-képlet), amelynek mozgatóneuronjai közvetlenül beidegzik a harántcsíkolt izomrostokat (9. kérdés: D; 12. kérdés: D; 13. kérdés: D; 22. kérdés: D). Az elülsõ szarvban találhatók azon interneuronok sejttestjei, amelyek axonjai a test középvonalán átlépve az ellenoldali mozgatóneuronokon végzõdnek (24. kérdés: D). Pl. ilyen interneuron mûködése szükséges a bõr eredetû védekezõ reflex során az ellenoldali feszítõizmok összehúzódásához. A vegetatív központi sejtek az oldalsó szarvban (G-képlet) helyezkednek el (14. kérdés: C), axonjaik a gerincvelõ menti szimpatikus dúcokban (D-kép-
210 GENETIKA Négyféle asszociáció A: a dezoxiribonukleozid-trifoszfátokra jellemzõ B: a ribonukleozid-trifoszfátokra jellemzõ C: mindkettõre jellemzõ D: egyikre sem jellemzõ 1. Nukleozidok. 2. Cukorkomponensük összegképlete: C 5 H 10 O 5. 3. Három foszforsavmaradékot tartalmaznak. 4. Cukorkomponensük pentóz. 5. Makroerg kötéseket tartalmaznak. 6. Egyik alkotórészük a fenilalanin. 7. Timint tartalmazhatnak. A kísérlet eredményét az alábbi két táblázat (5. és 6. táblázat) tartalmazza. Az elõzõekben leírt reakcióelegyekben kapott nukleinsav-szintetizáló aktivítást 100%-nak tekintettük, a megváltoztatott rendszerekben nyert eredményeket ezekhez viszonyítottuk. 5. táblázat. In vitro DNS-szintézis Reakcióelegy A képzõdött DNS mennyisége DNS-elegy 100% DNS elhagyása 1% DNS helyettesítése RNS-sel 1% valamelyik dezoxiribonukleozid-trifoszfát 0% elhagyása DNS-polimeráz elhagyása 0% datp helyettesítése ATP-vel 2% datp helyettesítése dadp-vel 1% aminosavak, riboszómák, szállító RNS-ek hozzáadása 99%
MOLEKULÁRIS GENETIKA 211 6. táblázat. In vitro RNS-szintézis Reakcióelegy A képzõdött RNS mennyisége RNS-elegy 100% DNS elhagyása 0% DNS helyettesítése RNS-sel 1% RNS-polimeráz elhagyása 1% valamelyik ribonukleozid-trifoszfát elhagyása 2% ATP helyettesítése datp-vel 1% ATP helyettesítése ADP-vel 2% aminosavak, riboszómák, szállító RNS-ek hozzáadása 100% A táblázatokban szereplõ eredmények alapján oldja meg az alábbi feladatokat! Relációanalízis 8. A DNS jelenléte mindkét nukleinsavtípus szintéziséhez szükséges, MERT a DNS határozza meg a képzõdõ nukleinsavlánc elsõdleges szerkezetét. 9. Az in vitro nukleinsav-szintetizáló rendszerek aktivitása a fehérjeszintézishez szükséges anyagok hozzáadásával serkenthetõ, MERT a fehérjék mind az RNS, mind a DNS képzésében fontos szerepet játszanak. 10. Az RNS-szintetizáló rendszerben a ribonukleozid-trifoszfátok nem helyettesíthetõk eredményesen ribonukleozid-difoszfátokkal, MERT a nukleozid-trifoszfátok valamennyi foszforsavmaradéka beépül a képzõdõ RNS-láncba. 11. A DNS-szintézishez ATP szükséges, MERT az ATP nagy energiájú kötéseket tartalmaz.