Természettudomány 5-6. témakör: Genetika, fajok, fajták Növények, gombák, baktériumok működése, előfordulása Éghajlattípusok növénytakarói
Genetika - alapok A genetika két fogalmat takar: - klasszikus (Mendeli) genetika (tulajdonságok öröklődése) - molekuláris genetika (az öröklődés biokémiai és molekuláris alapjait tárja fel) Gén: egy fehérjét, tulajdonságot meghatározó DNS-szakasz
Genetika egy kutató életműve Gregor Mendel (1822-1884) német tudós, aki megalapozta a genetikát a kísérleteivel, megfigyeléseivel. Kortársai nem értették a borsó öröklődésével kapcsolatos felfedezéseit és kísérleteinek jelentőségét. Csak a huszadik században ismerték fel életművének jelentőségét. Forrás: http://en.wikipedia.org/wiki/gregor_mendel
Genetika - alapfogalmak Genotípus: a DNS összessége, tehát az örökítő anyag összessége. Fenotípus: az élőlényben megjelenő tulajdonságok összessége, amelyet a genotípus (amit örökölt) és a környezet hatása együtt alakít ki. Az öröklődéshez tartozik még az ivarsejtek és a testi sejtek közötti különbség. Az ivarsejtek minden génből egy tulajdonságot, a testi sejtek kromoszómapárokat tartalmaznak.
Az öröklődés Tisztázzunk először két fogalmat: egy élőlény egy tulajdonságra nézve lehet homozigóta és heterozigóta. Ezt a sejtjeiben lévő gének határozzák meg. Maradjunk a borsónál. Van a lila és a fehér virágú borsó. Ezek keresztezhetőek is, és vizsgáljuk meg, hogy milyen utódok lesznek! Ha mindkét színű borsó csak a fenotípusának megfelelő színgént tartalmazza, akkor mindketten homozigóták erre a tulajdonságra nézve.
Az öröklődés II. Ha azonban a borsó olyan, hogy mindkét színre megvan benne a gén, akkor az heterozigóta arra a tulajdonságra nézve. Még egy kis öröklődési fogalom: - Domináns jelleg: egy olyan jelleg, amely heterozigóta formában is kialakítja a rá jellemző fenotípust - Recesszív jelleg: egy olyan jelleg, amely csak homozigóta formában alakítja ki a rá jellemző fenotípust. Itt nézzük az ember szemszínét példaként.
Az öröklődés III. Most pedig nézzük meg a korábbi diáról a táblázatot egy kicsit közelebbről:
Mendel törvényei az öröklődésről 1. törvénye: homozigóta szülők esetén az első utódnemzedék minden egyede egyforma lesz. 2. törvénye: homozigóta szülők esetén a második nemzedékben a szülői tulajdonságok újra megjelennek. Egyébként a második nemzedék negyede domináns homozigóta, fele domináns heterozigóta, negyede pedig recesszív homozigóta lesz. Nyilván matematikailag, és nagy egyedszám esetén.
Köztes öröklődés Kodomináns öröklődés Másfajta öröklődések Az embernél dominánsan öröklődik a sötét hajszín a világossal szemben, a göndör haj az egyenessel szemben, valamint számos betegség vagy rendellenesség is dominánsan öröklődik. Van még kapcsolt és független öröklődés is. Mutáció: egy gén megváltozása.
Genetikai kísérletek, génkezelés, klónozás Klónozás: olyan élőlény létrehozása, aminek a génállománya teljesen megegyezik a kiindulási szervezetével (vagy sejtével). Ez Dolly, az első sikeres példány. Ő a 227. próbálkozásra sikerült 1997-ben. Hamarabb pusztult el, mint amennyit egy normál birka élhet.
Genetikai kísérletek, génkezelés, klónozás II. Génmanipuláció: olyan eljárás, melynek során egy megadott sejt génállományából kivesznek egy vagy több gént, valamint behelyeznek oda egy vagy több gént. Állattal, növénnyel egyaránt megtették már! Mellékhatások: nem teljesen ismertek, még beláthatatlanok. Lehet, hogy csak az utódokban jelenik meg a hatás.
Élő egyedek működése I. Egy kis rendszertan: -- fajok: a biológiai rendszerezés alapegysége. Más meghatározás: önmagukhoz (szülőkhöz) hasonló, termékeny utódokat létrehozó egyedek összessége. Ezeket latinul határozzák meg, ez a biológia SI-mértékegységrendszere. -- fajták: csoportok a fajokon belül. Az ember alakítja ki ezeket a csoportokat.
Élő egyedek működése II. Nem él, de aktuális: a vírus. A génállománya csupán a saját fehérjéinek előállítási információját tartalmazza. Más célja nincs. 1000-szer kisebb a normál sejtnél. Befecskendezi génjét a gazdasejtbe és arra kényszeríti, hogy vírusokat termeljen, majd szétdurran a gazdasejt, ha már megtelt vírussal.
Élő egyedek működése a baktériumok I. Ez már él: a baktériumok. A baktériumok: igen apró egysejtű élőlények. Változatos megjelenésűek: sejtjeik pálcika, gömb, csavart stb. alakúak lehetnek.
Élő egyedek működése a baktériumok II. A baktériumok életmódja: - többségük heterotróf - legkevésbé igényes csoportjuk autotróf (ebbe belefér a fotoszintézis és a kemoszintézis) Sejtfallal rendelkeznek (amelyet szénhidrát, illetve fehérje épít fel). Szaporodás: lehet ivartalan (osztódás), lehet ivaros is (átmeneti egyesülés).
Élő egyedek működése a gombák I. A gombák működése: a gombák kizárólag heterotróf életműködésű élőlények. Kitintartalmú sejtfallal rendelkeznek. Szaporodhatnak ivartalanul (leginkább spóraképzés), ivarosan is. Életmód: lehet elhalt szerves vegyületekkel táplálkozó, lehet parazita, lehet szimbiotikus. Fényre nincs szükségük, némelyik anaerob körülmények között is elél, csak nem szaporodik.
Élő egyedek működése a növények I. A növények kizárólag autotróf élőlények. A növényi sejteket sejtfal (cellulóz) határolja. A növényi szövetek többfélék lehetnek: pl. bőrszövet, ami határolja a növényt. A növény egy soksejtű élőlény, amely fotoszintetizál, sejtfala cellulózt tartalmaz, tartaléka keményítő, és ivarosan szaporodik. Egyébként életük során az ivaros és ivartalan nemzedék váltakozik.
Élő egyedek működése a növények II. A növények nem mozognak, elsősorban helyzetváltoztatásra képesek. Kevés szervük van. Nagy felületű, megnyúlt, elágazó a testalakjuk. Érdekesség: - Szimbionta növény - Parazita, félparazita növény - Rovaremésztő növény
A növények felépítése Szövetek: - osztódószövet - állandósult szövetek: - bőrszövet - szállítószövet - alapszövet Szervek: - gyökér - szár - levél
Tropizmus jelensége Növények mozgása Növekedési mozgás Turgormozgás
Növények szaporodása I. A növények ivartalan szaporodása: - spóra (moha) - gyökér (akác) - hajtás (szamóca indája) - levéllel történő (elevenszülő) - dugványozás (muskátli)
Növények szaporodása II. A növények ivaros szaporodása: - virág: ez lehet teljes virág (amit mi virágnak ismerünk), továbbá lehet hiányos virág (például a barka) - virág más típusai: egyszerű virág (a virágtengelyen egyetlen virág található); vagy lehet virágzat (fürtös, vagy bogas). Virágzata van például ezeknek:
A virág felépítése: - porzó - termő Növények szaporodása III. Ezek nem biztos, hogy egy virágon vannak, és az sem biztos, hogy egy növényen! Az egylaki növényen a hím és a női virág egy növényen van (pl. fenyők). A kétlaki növény esetén külön növényen található a hím és a női virág (pl. páfrányfenyő). Többféle termés, mag alakulhat ki.
Egyes földrajzi övezetek növénytakarói I. A legmelegebb az Egyenlítő környékén van. Itt trópusi esőerdők vannak, gazdag növényzettel, nagyra növő fákkal, több 10 méteresekre nőnek.
Egyes földrajzi övezetek növénytakarói II. Az Egyenlítőtől kicsit távolodva a növényzet trópusi lombhullató erdő van.
Egyes földrajzi övezetek növénytakarói III. A következő a szavanna. Jellegzetesen sok pázsitfűféle és elszórtan elhelyezkedő fák vannak.
Egyes földrajzi övezetek növénytakarói IV. A következő a félsivatag. Növényzete: cserjék, helyenként pázsitfűfélék.
Egyes földrajzi övezetek növénytakarói V. A következő a sivatag. Növényzete igen gyér. Kaktuszok, kutyatejfélék, a lényeg, hogy keveset párologtassanak.
Egyes földrajzi övezetek növénytakarói VI. Mediterrán területek: növényzete megváltozott az emberi beavatkozás miatt. Az eredetileg erdős területek helyét jórészt átvette a bozótos, füves terület.
Egyes földrajzi övezetek növénytakarói VII. Mérsékelt övi füves puszták: növényzete javarészt az éghajlati sajátosságok miatt fűfélék, pázsitfüvek, fák alig vannak.
Egyes földrajzi övezetek növénytakarói VIII. Mérsékelt égövi erdők: növényzete egyszerűbb tagozódású erdőkből áll. Lombkoronaszint és cserjeszint figyelhető meg. Fenyők, lombhullatók alkothatják.
Egyes földrajzi övezetek növénytakarói IX. Hideg égövi erdők: növényzete főként tűlevelű erdőkből áll, aljnövényzetét gyér, néhány féle törpecserje alkotja, a talajon mohák, zuzmók élnek.
Egyes földrajzi övezetek növénytakarói X. Tundra: növényzetét főként törpecserjék, illetve sások, pázsitfüvek és zuzmók alkotják. Fák nincsenek.