TANÁRI KÉZIKÖNYV A 8. ÉVFOLYAMOS BIOLÓGIA TANÍTÁSÁHOZ

NAGYNÉ HORVÁTH EMÍLIA TANÁRI KÉZIKÖNYV A 8. ÉVFOLYAMOS BIOLÓGIA TANÍTÁSÁHOZ Celldömölk, 2011 Biosz8.indd 1

AP 081131 ISBN 978-963-464-929-8 A kiadó a kiadói jogot fenntartja. A kiadó írásbeli hozzájárulása nélkül sem a teljes mû, sem annak része semmiféle formában nem sokszorosítható. Kiadja az APÁCZAI KIADÓ KFT. 9500 Celldömölk, Széchenyi u. 18. Telefon: 06/95/525-000, fax: 06/95/525-014 Internet: www.apaczai.hu E-mail: apaczaikiado@apaczai.hu Felelôs kiadó: Esztergályos Jenô ügyvezetô igazgató Nyomdai elôkészítés Széll Ildikó Terjedelem: 12,36 A/5 ív Biosz8.indd 2

Kedves Kolléga! Mottó: aki megért, s megértet, egy népet megéltet (Kányádi Sándor: Játszva magyarul. 1974) Több mint 25 éves tanítási tapasztalattal a hátam mögött, mindig vívódok a tanítási módszereimet illetôen. Folyamatosan törekszem a jobb hatékonyságra, az illetô gyerekcsoport szintjének megfelelô differenciált tananyagátadásra. A biológiát tanuló korosztálynál sze ren csés eset ben már elérhetjük, hogy megjelenjenek a tudományos érdeklôdés csírái. A természet legnagyobb csodája a születés, és mi csíráztatáskor egy hasonlónál bábáskodunk. A tankönyv azonban a tudományos dolgokon kívül a mindennapok egészségvédelmérôl is szól, ami nek is me re te szó sze rint lét ér dek gyermekeink számára. A kiváló matematikus jótanácsait úgy gondolom biológusként is érdemes megszívlelnünk. Pólya György: A tanárok tízparancsolata 1. Érdekeljen a szaktárgyad! 2. Ismerd a szaktárgyadat! 3. Tudnod kell a tanulás útjáról azt, hogy az a legjobb út, amelyet magad fedezel fel. 4. Próbáld leolvasni a diákok arcáról, mit várnak, mi nehéz nekik! Képzeld magad a helyükbe! 5. Ne pusztán tárgyi tudást adj tanítványaidnak, hanem fejleszd gondolkodási készségüket is, szoktasd megfelelô értelmi magatartásra, rendszeres munkára ôket! 6. Tanítsd meg ôket a találgatásra! 7. Tanítsd meg ôket a bizonyításra! 8. Igyekezz feltárni a konkrét helyzet mögött rejlô általános megoldástípust! 9. Ne áruld el egy csa pás ra min den tit ko dat hadd ta lál gas sa nak a diákok! Találjanak ki be lô le annyit, amennyit csak ké pe sek! ( Bámulatos, milyen eredeti tud lenni egy gyerek, ha hagy ják Kosz to lá nyi De zsô) 10. Ösztönözd tanítványaidat az értelmes tanulásra! Nem szabad megfeledkeznünk a folyamatos értékelésrôl, dicséretrôl, biztatásról sem. A megbecsülés táplálja a mûvészetet, a dicsôség vágya indít mindenkit a tanulásra. idézte híres beszédében Apáczai Csere János a kiváló Cicerót. Igyekezzünk felkelteni a becsvágyat is tanítványainkban, Mert ahogy a már meg idézett Cicero mondta semmit sem ér a képzettség becsvágy nélkül, sem a becsvágy képzettség nélkül. Így támaszkodik egyik a másik segítségére! Kedves Kollégák! Szeretném, ha segíteni tudnék ezzel a kis kézikönyvvel a biológia tanításában, a holisztikus szemléletmód átadásában, az önképzésben. A mindennapok problémáinak leküzdéséhez biztatásként nagy elôdünkhöz, Apáczai Csere Jánoshoz fordulok. Az alábbi idézet abból a beszédébôl való, amelyet 1656. november 20-án mondott, midôn a kolozsvári kollégium igazgatását átvette. Szavai, úgy vélem, ma is aktuálisak. Ha azonban olyan korba csöppentünk bele, melyben a bölcsességet és annak professzorait lyukas garasra sem becsülik semmivel sem több re, mint a legnagyobb tudatlanságot, akkor essünk kétségbe azonnal? Hagyjuk faképnél az iskolát? Fittyet hányjunk talán az utókorra? Nem! Szégyenen és gyalázaton keresztül nekifeszülve az erény felé kell törekednünk! Népünkre ragadt vagy inkább népünkben gyökerezô be tegség a magyar földön ez a téboly, mely már a lelkünk be is behatolt, és amelynek bizony nem re mélhetô semmi más orvosszere, csak az, ha a ka ra tuk ellenére is segíteni igyekszünk a be tegeken. Mert, mint Plutarkhosz mondja, a lelkibetegek annál inkább irtóznak a nyugalomtól és az orvostól, mennél súlyosabb a betegségük. 3 Biosz8.indd 3

A me gelőzés és a gyó gyítás esz kö zei, mó dsze rei Mottó: Az egész ség nem csu pán a be teg ség, illetve a képességcsökkenés hiánya, hanem a teljes fizikai, szellemi (mentális) és társadalmi (szociális) jólét állapota. (WHO 1959) belek máj vese hasnyálmirigy csigolya Hasi CT-vizsgálat Szervezetünk mûködése sajnos kórossá is válhat. A különbözô szervek, szervrendszerek vizsgálatával általában kideríthetô a prob lé mák oka. A be teg sé ge ket azon ban jobb és könnyebb megelôzni, mint gyógyítani. Ezért a prevenció (megelôzés) fontosságát tudatosítani kell ta nít ványaink ban! Bi zo nyos szû rô vizs gá la tok szin tén a megelôzést szolgálják. Így azok igénybevétele saját és társadalmi érdek, hiszen a fertôzô betegségek és az egyéb betegségek gyógykezelése az egész társadalmat terheli. A napjainkban használatos vizsgálati módszerek alapvetô tartalmával érdemes megismerkednünk, mivel tanítványaink rákérdezhetnek azok sajátosságaira. Rönt gen su gár zás: Az or vos tu do mányt és a mozgásszervi problémák kivizsgálását is forradalmasította. Ennek a nagy energiájú elektromágneses sugárzásnak az elôállítására egy vákuumcsô (katódsugárcsô) szolgál, melyben az izzó katódról elekt ro nok lép nek ki. Ezek az elemi ré szecskék egy fém lapba csa pódva moz gási ener gi á ju kat nagy ener gi ájú fo to nok for má já ban ad ják le. Orvosi felhasználása azon alapul, hogy az em ber testén áthaladó sugárzást a különbözô szövetek különbözô mértékben nyelik el vagy engedik át. A tüdôszûrés során elszenvedett sugárterhelés (max.: 1 msv) kockázata lényegesen kisebb, mint a szûrôvizsgálat elmulasztása! CT (com pu ter to mog rá fia): A rönt gencsôbôl kiinduló sugárnyaláb a vizs gá landó test részt minden irányból letapogatja, majd a szöveteken átjutó sugarakat egy érzékelôvel mérik, és az adatokat szá mítógép dolgozza fel. Angiográfia (érfestés): Az érrendszer vizsgálatára alkalmas módszer, amely kontrasztanyag adá sával történik. A vizsgált területrôl röntgenfilm ké szül. Mammográfia: Az emlôk röntgenvizsgálata, amely szûrôvizs gá lat jel leg gel min den 45-50 év feletti nônek javasolt! Ultrahang: Ennél a vizsgálati módszernél a testen áthaladó hang hullámok nyelôdnek el vagy verôdnek vissza kü lön bözô mér tékben. Szívultrahang (echocardiográfia): Háromdimenziós ultra hangos képalkotás: Az orvosi technika rendkívül gyorsan fejlôdô területe, amelynek különösen a nôgyógyászatban és a szülészetben lesz fontos szerepe. MRI (mágneses magrezonancia): Egy adott szövetben lévô H-atommagok mágneses tulajdonságai külsô mágneses mezô hatására megváltoznak. A szövetek víztartalma különbözô és kóros folyamatok hatására is megváltozik, így egymástól és az ép szövetektôl elkülöníthetôk. MRI-készülék Izotópvizsgálatok: A szervezetbe bizonyos a szer vezetben is elôforduló elem izotópját juttatják be. Ezt egyes szer vek fel veszik, raktározzák majd ki ü rí tik és így az elem útja a szer ve zet ben nyomonkövethetô. Itt kell megemlítenünk Hevesy György ne vét, aki a vi lá gon elôször al kalmazta az izotópos nyomkövetés módszerét az élet tani vizs gá latokban. A vizsgálathoz használt radioaktív ele mek gyor san lebomlanak (10 perc néhány óra) 4 Biosz8.indd 4

SPECT (fotonkisugárzásos CT): Az izotópvizsgálatokat forradalmasította a számítástechnika felhasználása. A vizsgálat során a beteg körül forgó gammakamera adatait számítógép dolgozza fel. PET (pozitronkisugárzásos rétegfelvétel) Gammakés: Új távlatokat nyit az agymûtétekben. EKG (elekt ro kar di og rá fia): Az elekt ro mos úton tör ténô vizs gá lat so rán a mell kasra és a végtagokra elektródákat helyeznek, és egy gép sza lagon rög zíti a szív mû kö dé sét. EEG (elektroenkefalográfia): Az agy elekt romos folyamatainak regisztrálására szolgáló módszer. A bioáramok felfogására a fej bôrére helyezett elektródák szolgálnak, melyek által elvezetett hullámoknak több típusa és számos kombinációja van (lsd.: ideg rend szer). En dosz kó piás (tük rö zé ses) vizs gá lat: A test különbözô üregeibe (gyomor, bél, tüdô, nemi szervek ) fotóoptikával ellátott hajlékony csövet juttatnak. A tükrözéses vizsgálatok során szövettani vizs gá lat is vé gez hetô. Biopszia: A vizs gá landó szervbôl tû vel szö vetmin tát vesz nek. A szú rás tör tén het a bôrön ke resztül vagy endoszkópos úton. Punkció: Folyadék, genny leszívását jelenti elem zés cél já ból, vagy, hogy a be teg meg sza baduljon a kórosan felgyülemlett folyadéktól. Sav vizs gá lat: En nek so rán a be teg nek egy vékony gumicsövet kell lenyelnie, amin keresztül a gyomorsavat leszívatják és megvizsgálják, hogy mennyisége normális, csökkent vagy fokozott. Nitrogén-monoxid (NO) képzôdésének mérése: a gyulladásos betegségek (pl.: a krónikus ízületi gyul la dás, asztma, bél gyul la dá sok) ha tá sára a szer vezetben NO képzôdik. Napjaink ban már le hetôség van az ott hon el végez hetô gyors tesz tek alkalmazására is. Vi ze let vizs gá lati, emésztôrend szeri, hü ve lyi ph, ovulációs, terhességi tesztcsíkok segítségével, melyek a gyógyszertárakban kaphatóak, magunk vé gez he tünk el bi zo nyos szûrôvizs gá la to kat. Hasz nálatuk lehetôvé teszi bizonyos rendellenességek korai felismerését és orvosoltatását. Különbözô gyorstesztek A me gelőzés és gyó gyí tás anya gai A gyógynövények Biz tos re cept nincs, de so kat se gít ha az élet vitelben és a kiegészítô terápiában visszatérünk a ter mé szet hez. ír ja Prof. Dr. Pet ri Gi zel la a Fi toterápia az orvosi gyakorlatban címû könyvében. Az elsô írá sos em lék Kr. e. 5000 kö rüli idôkbôl származik, amelyen az akkor ismert gyógynövények sze re pel nek. 2000 év vel késôbb az egyip to - miak és a per zsák is na gyon szí ve sen al kal maz ták a gyógynövényeket. Fájdalomcsillapító szerként mákfôzetet használtak. A Kr. e. 1500-ból való Ebers-pa pi rusz több mint 700 gyógy nö vényt, illetve belôlük készült anyagot so rol fel. Itt ol vasható az is, hogy mákfôzet tel szün tet ték meg a kisgyermekek sírását. Egy a berlini múzeumban látható reliefen Nofretete mandragóragyökeret ad férjének, Echna ton fá ra ó nak. A mand ra gó ra gyö kér em beri alakra hasonlít. Régebben azt hitték, hogy szerencsét hoz gaz dájának, illetve az erotikus érzéseket fokozza. Tutanhamon fáraó sírjában is találtak gyógynövényolajat. Az ókori görögök közül Hippokratész és Galénosz, a rómaiaknál Plinius is nagyra értékelte a növényi eredetû orvosságokat. Jézus születésekor a napkeleti bölcsek ajándékai kö zött ott volt a mirha és a töm jén is. A ke - resz tre feszítés elôtt Jézusnak mirhával ízesített bort kínáltak, hogy fájdalmait csökkentsék. Krisztus el temetésekor Nikodémus mirhából és aloéból való ke ne tet hasz nált a halott lepedôjének illatosítására (Já nos evangéliuma). 5 Biosz8.indd 5

Részlet a Boldogságos Szûz Mária hóráskönyvébôl A középkorban mû tét kor a be teg aj kai közé egy szi va csot he lyez tek, me lyet elôtte be áz tat tak ópium, foltos bürök, beléndek és mandragóra kivonatába. Természetesen a fájdalomcsillapítás sem volt tel jes, és még mér ge zést is okoz ha tott ez a gyógymód. A növényekkel történô gyógyításban a hasonlót a hasonlóval elvet vallották. Úgy gondolták, hogy amelyik emberi szerv alakjához ha son lít egy nö vé nyi szerv, azt an nak a gyó gyí tására le het fel hasz nálni. Az agy te ker vé nye ire hasonlító dióbelet a fej, az ajakosok virágát a száj, a bélre emlékeztetô hosszú gyökereket pedig a bélbajok gyógyítására használták. A dél-amerikai bennszülöttek emberemlékezet óta ismerték a kokacserje levelének élénkítô hatását. Hatóanyagát a kokaint Wöhler állította elô, majd egy német orvos 1859-ben megállapította, hogy fájdalomcsillapító hatása is van. Napjainkban a gyógynövények reneszánszukat élik. Több mint öte zer fa ju kat tartja szá mon a sza k- irodalom. Különösen a megelôzésben van szerepük, de egyéb gyógyszerek kiegészítôjeként is alkalmazhatóak, orvossal történô megbeszélés után. A könyvpiacot elárasztották a legkülönfélébb gyógynövényes könyvek, melyek között laikusoktól származók is elôfordulnak. A tankönyvben csak a hiteles, szakemberek általi vizsgálatokkal bizonyított gyógyhatások szerepelnek. Nagyon fontos, hogy csak megfelelô növényismerettel és a környezetszennyezéstôl mentes területeken szabad gyógynövényt gyûjteni! (Védett területeken semmit, védett növényeket sehol!) A mérgezô növényekre sze ret ném kü lön is felhívni a figyelmet. A gyöngyvirág piros termése különösen, de egyéb szervei is, a nad ra gu lya és a masz lag min den ré sze erôsen mér gezô. Ami kor arra gyanakszunk vagy tudjuk, hogy valamilyen mérgezés történt (mérgezô növények: ricinusmag, ba rack mag, gom bák; gyógyszerek; nikotin; nö vény vé dô sze rek), azon nal igye kez zünk megakadályozni a to- Nadragulya vábbi fel szí vó dást, (bôr lemosása, szem, száj kimosása), fontos a hány ta tás, az or - vosi szén adása, sza - badlevegôre vitel, orvosi se gít ség. (A mér ge zést okozó anyag azo no sítása cél já ból az elôször kijött hányadékot ôrizzük meg és ad juk át az or vos nak!) Ha a mé reg maró anyag, ak kor ti los a hány ta tás! A gyógyvizek hatását a betegségek megelôzésében és gyógyításában még nem használjuk ki kellôképpen, pedig a természet gazdagon megajándékozta a Kárpát-medencét gyógyforrásokkal. A konyhasós gyógyvizek (Zalakaros, Sóshartyán) se gí tik az emész tést. Az alacsony nátrium-hidrogén-karbonát tartalmú víz (Hajdúszoboszló) a savtúltengés, fekélybetegségek esetén javasolható. (A hajdúszoboszlói Pá vai Vajna ás vány víz egy li tere fe dezi a napi jódszükségletünket is.) Az ebbôl a sóból többet tartalmazó vizek fogyasztásakor, mivel ezek kalciumés magnéziumtartalma alacsony, a magas vérnyomásúak konzultáljanak az orvosukkal (ajánlható a szegedi Anna-víz, a Borsodi ásványvíz). Kal cium-mag né zium-hid ro gén-kar bo ná tos vizeink: Margitszigeti Kristályvíz, a kékkúti Theodora Quelle, vérnyomáscsökkentô hatásuk mellett sze repet játszhatnak a csontok ásványianyagpótlásában. A vesekôképzôdésre hajlamos embereknél nagyobb mennyiség problémát okozhat. A Margitszigeti Kristályvíz fluortartalma is jelentôs. A keserûvizek kedvezô hatásúak székrekedéskor, és az emésztést is kedvezôen befolyásolják. Az al káli-hidrogén-karbonátos, bórsavas Salvus víz, a gyomor- vagy nyombélfekélyes embereknél enyhíti a hányingert és a görcsös fájdalmakat. 6 Biosz8.indd 6

Kemoterápia avagy a vegyszeres gyógyítás A svájci Paracelsus (1493 1541) vetett véget a növényekkel történô gyógyítás egyeduralmának, mivel ô vegyi anyagokat is alkalmazott a gyógyításban: ólom-acetátot, higany-kloridot, réz szulfátot és antimont. A valódi kemoterápia megteremtése azonban Paul Ehrlich érdeme, aki az arzén felhasználásával állította elô a szifilisz ellenszerét, a Salvarsant, 1909-ben. Ez a készítmény azonban még bomlékony, könnyen mérgez, ezért 1910-ben elkészül a Neosalvarsan. A kórokozók elleni egyéb szerek, mint a karbol és a klórkészítmények vagy akár a bórsavval kevert kálium-permanganát a táptalajon gyorsan elpusztították a kórokozókat, de a szervezeten belül súlyos károsodást okoztak. Miután a textilvegyészetben elterjedtek az azovegyületek, a biokémikusok gyógyítás céljából is folytattak velük kísérleteket (1930-as évek). Így jutottak el a szulfonamidokhoz, amelyek már jelentôs baktériumpusztító hatást fejtettek ki. Nagyobb adagban azonban károsították a szervezetet. A további kutatások révén a negyvenes években már olyan szulfonamid készítmények születtek, amelyek kevéssé toxikusak, viszont nagy fokú baktériumellenes hatással rendelkeztek. Alexander Fleming skót születésû angol bakteriológus, 1945-ben kapott orvosi Nobel-díjat azért a felfedezéséért, hogy penészgombában baktériumölô anyag található. 1928-ban történt, hogy Fleming laboratóriumában a baktériumte nyé szetek bepenészedtek. A tudósnak feltûnt, hogy a sztafilokokkusz-tenyészet a penész közelében elpusztult. Mivel a penészgomba a Penicillium nemzetségbe tartozik, a belôle származó baktériumölô anyagot (antibiotikum) elnevezték penicillinnek. Ez egy vízben oldódó, kristályosítható anyag. 1952-ben fedezte fel Domagk a tuberkulózis gyógyítására alkalmas izonikotinsav-hidrazint (Izonicin). Az 1960-as években a szintetikus gyógyszerek elôállítása olyan mértékben fejlôdött, hogy az orvosok kezdtek úgy vélekedni, hogy nincs is szükség a gyógynövényekre. Az amerikai or vosok körében elterjedt az a mondás, hogy For every ill there is a pill ( Akármi is a baja, van reá egy pilula ). Azonban a hetvenes évek végére egyre inkább kiderült, hogy a szintetikus gyógyszereknek lehetnek nemkívánatos mellékhatásai is. Így világszerte megújult az érdeklôdés a gyógynövények iránt. 1993-ban amerikai kutatók tüskés cápa gyomrából egy olyan szteránvázas antibiotikumot vontak ki, amelyhez hasonlót eddig csak növényekben találtak. Ez a vízben jól oldódó vegyület a kísérletek szerint hatásos a baktériumok, gombák és egysejtû kórokozók ellen is. Az utóbbi években az is kiderült, hogy érképzôdést gátló hatása folytán a tumorok elleni küzdelemben is segíthet. Már ipari elôállítását is megoldották, és jól használható olyan baktériumok ellen is, amelyek már az eddig használt antibiotikumokkal szemben rezisztensekké váltak. Cápa Penicillin mikroszkopikus képe Szteránvázas vegyület 7 Biosz8.indd 7

Ho gyan épül fel a tes tünk? Ennél a bevezetô anyagnál fontosnak tartottam kiemelni az ember feletti szervezôdések felsorolá sá val azt, hogy az em ber a ter mé szet ré sze, és annak szerves részeseként kell (kellene) élnie. Sajnos korunk embere a Homo technokratikus nem esze rint él. A természet ember általi kizsákmányolása már évezredekkel ezelôtt megkezdôdött. Észak-Afrika erdôségeit a karthágóiak és a rómaiak kiirtották, aminek elsivatagosodás lett a következménye. Bizánc virágzása a görög föld, a korai iparosodás a német középhegység összefüggô erdôségeit pusztította ki. Az újraerdôsítések elmulasztása hozzájárult az árvizek, aszálykatasztrófák bekövetkezéséhez. Az erdôgyilkosságok napjainkban is zajlanak. Ne bántsátok a lombokat, Hadd nôje nek, viruljanak az égre, Hadd mo so lyogjanak napban, esôben, Hadd ringassák a békés fészkeket, Küldjék magasba a ri gók da lát. Ne bántsátok a lombokat, Hadd játszanak alattuk gyermekek, Akik az elsô lé pést most te szik. Tipegve ismeretlen cél felé, Ne bántsátok a lombokat, ti élôk! (Juhász Gyula: Ne bántsátok a lombokat) Már Csontvári Kosztka Tivadar is felháborodásá nak adott han got az 1910-es évek ben írt ön életrajzában: Ti nem voltatok megelégedve az egészséges, tiszta levegôvel, megrontottátok füsttel, bûzzel, ti nem voltatok megelégedve a leg jobb for rás víz zel, teli tet té tek ma ga to kat kü lön féle szesszel, ti nek tek hi ába sü tött a nap, ti nem vet tétek észre, tielôttetek hi ába zúg nak pa ta kok, ro hannak a fo lyók. Az oltárként körültáncolt cédrus fa nem csak a fe s tô, a di a dalt ülô szimbóluma, ha nem maga a ter mészet, a végsô diadalmas. (Né meth La jos) Theo Löb sack sze rint az em ber B. Dürr szájjal festett képe job ban tette volna, ha azon mun kál ko dik, hogy az em bert megfelelô integrált magatartások kialakításával eredeti otthonába, a természetbe be il lessze. Min den arra mu tat, hogy ez már késô. A ter mé szet kí sér lete, hogy a nagy agyú lényt, az em bert hosszú idôre föld lakóké pessé te gye, meghiúsult. Az állatok és a növények tudják magukat az alapvetô természeti törvényekhez tartani, míg az em beri nagy agy az idô fo lyamán megtanulta eze ket a törvényeket rendszeresen megkerülni. Juhász Nagy Pál szerint: A helyes álláspont a re ménytelen remény, vagyis bízni a Természet me gújulásában, még ha az, számtalan pusztulás köz epette, eset leg az em beri faj ki pusz tulása árán követke zik is be. Az élô és az élet te len természetben egya ránt ta lálkozhatunk egy, a kilencvenes évek elején felis mert szim met ri a tí pus sal: az ön ha son ló ság gal. Ami kor az ilyen alakzatoknál a kisebb részeket fel nagyítjuk, megtévesztésig hasonlítanak ahhoz a na gyobb rész hez, amelybôl szár maz nak. Ezek az alak zatok tehát a nagyításra nézve szimmetrikusak. Man delbrot lengyel származású, amerikai ma tematikus fraktáloknak nevezte el ôket (fractus = tört). Amikor gyönyörködünk a hókristályokban vagy a fák csodálatosan elágazó lombkoronájában, ha tud tuk, ha nem, a ter mé szet frak tá lozó já tékát csodáltuk meg. 8 Biosz8.indd 8

Az emberi test csontozatának szer kezete, az ideg rend szer in for má ci ó át vi tele, a kü lön féle jelzôrend sze rek és a tan könyv ben be mu ta tott szervfelépítések kapcsolatban lehet nek az ön hasonló szerkezetek viselkedésével. A természet fraktálozó alakzatait számítógép segítségével fraktálhalmazokból elô lehet állítani, és csodálatos a hasonlóság. Ez bizonyítja, hogy a ter mé szeti tör vé nyek mennyire egységesek, és az emberi szervezetet a természettel együtt amelynek része egységben kell kezelni. A gyermeki rácsodálkozás megôrzendô tanárként is: a tankönyvben hírt adtam a frak tá lok ról. Tet tem ezt még a szép ség, az esz tétika megjelenítésének egyik lehetôségeként és a Fraktál képe tan tár gyak kö zötti kap cso lat te rem tésre utalva (biológia matematika számítástechnika). Miből épül fel a tes tünk? Nuk le in sa vak Az életprogram örökítéséért az emberi szervezetben a DNS (dezoxiribonukleinsav) a felelôs, amelyben tárolódik az információ, ami azután átíródik RNS (ribonukleinsav) szerkezetû anyagokba. Ez az in for má ció le for dítódik a fehérjemolekulák szintjére. A sejt je ink ben ter melôdô ener gia az ún. nuk leo zid-tri fosz fát mo le ku lák ban tá ro ló dik. Ezek nagy energiájú foszfátkötéseit képesek felbontani és mozgási energiává alakítani az izomfehérjék (aktin, miozin). Fe hér jék Az egyszerû fehérjék teljes hidrolízisük során csak alfa-aminosavakra es nek szét, az összetett fe hér jék hid ro lí zi se kor vi szont az ami no sa vak mellett más vegyületek is keletkeznek. A fehérjék között vannak olyanok, amelyek nemcsak építôanya gok, hanem a szervezet biokémiai folyamatainak aktív résztvevôi. Ezeket szokás fiziológiailag aktív fehérjéknek nevezni (enzimek, hormonok). A fe hér jé in ket fel építô ami no sa vak egy ré szét szer vezetünk nem tudja elôállítani, ezért ezeket esszen ci á lis (el en ged he tet len) ami no sa vak nak nevezzük. Esszenciális aminosav: Napi szükségletünk Mire használja a szervezetünk? (gramm): Glicin Az egészséges csontszerkezet kialakulása és megôrzése Fenilalanin 1,1 Tiroxin, adrenalin, noradrenalin, bôrszínpigment készítése Izoleucin 0,7 Növekedés, vesemûködés Leucin 1,1 Izomfehérjék elôállítása Lizin 0,8 Idegrendszer, véralkotók, izomkötôszövet mûködése, az egészséges csontszerkezet kialakulása Metionin 1,1 Hasnyálmirigy enzimtermelése, májmûködés, a DNS megfelelô metilezése (megakadályozza bizonyos onkogének felszabadulását) 9 Biosz8.indd 9

Treonin 0,5 Az anyagcsere egyensúlya Triptofán 0,25 Vérnyomás-szabályozás, fehér- és vörösvérsejtképzés, B 3 -vitamin készítése Valin 0,8 Izommûködés A hisz ti din és az ar gi nin a fejlôdô szer ve zet számára esszenciálisak, és a sperma túlnyomórészt arginint tartalmaz. A szervezetben is képzôdnek, ezért félig (semi) esszenciális aminosavaknak is ne vez zük ôket. A lizin, metionin, triptofán befolyásolják az összes többi ami no sav fel szívódását. A bélhámsejtek, a vázizom mûködéséhez, a védelmi rendszer hatékonyságá hoz a glu ta min a nélkülözhetetlen aminosav. Fehérjébôl a napi szükséges mennyiség: 40-80 gramm. A túlzott fehérjebevitel káros, mivel a bélben ammónia keletkezik, melynek semlegesítése a májra ne héz fel ada tot ró. Zsí rok A glicerinnek zsírsavakkal alkotott észterei. A fôleg telítetlen zsírsavakat tartalmazók folyékonyak, ezek az olajok. Az energiaszolgáltatáson kívül a bôr alatti szövetekben felhalmozódva tartalék tápanyagként is szolgálnak. Fosz fa ti dok: Glicerinbôl, zsírsavból és foszforsavból épülnek fel. A sejtmembránok felépítésé ben van sze re pük. Szte ro i dok: Ide tar toz nak pl. a nemi hor monok, epesavak, a D-vitamin elôanyaga. Ka ro ti no i dok: Az A-vi ta min elôanyaga is ide sorolható. Manapság folyamatos a vita a tojásfogyasztással kapcsolatban. Nem szabad megfeledkeznünk a táplálkozásunkban sem a vál to za tos ság ról, ami a természetben is a legcélravezetôbb fennmaradási stratégia. A tojás koleszterintartalma, túlzott bevitele esetén vagy anyagcsere-probléma folytán, valóban kedvezôtlen le het. A nemi hor mo nok készítéséhez viszont elengedhetetlen. Szén hid rá tok Egyszerû cukrok vagy monoszacharidok: Legismertebb képviselôik a ribóz, glükóz, fruktóz, szorbit. Összetett cukrok: a) Kettôs cuk rok vagy di sza charidok: nádvagy répacukor, tejcukor b) poliszacharidok: cellulóz (növényi rostok), keményítô Növényi rostok: A táplálékkal bevitt élelmi rostokat nem tudjuk megemészteni, viszont fontos szerepük van: a bélmozgás fokozásában, a bélcsatorna tisztításában, a mérgek, a koleszterin megkötésében, a vércukorszint hir te len emel ke dé sé nek meg aka dá lyo zá sában. Egész sé günk meg ôr zé se ér de ké ben ezért min dig sze repeljen étlapunkon rostgazdag étel: zöld bab, szá raz bab, borsó, spe nót, káposzta, barna kenyér, búzacsíra, búzakorpa, burgonya. Az ajánlatos napi bevitel 30 gramm. Keményítô: Egyes növényi részekben tartalék tápanyagként halmozódik fel. A gabonamagvak ban 60-70%, a bur go nyá ban 18-24% ke ményítô van. Közeli kémiai rokonságban van az állati eredetû glikogénnel, amelynek molekulája nagyobb mértékben elá gazó, és fôleg a máj ban, il letve kisebb mérték ben az iz mokban található. Víz A napi fo lya dék bevitelünk 2-3 li ter kel lene, hogy le gyen, mi vel a vese mint egyik mé reg te lenítô szervünk a felesleges és káros anyagokat oldott formá ban tudja meg felelôen kiválasztani. A tápanyagok biológiai oxidációja is vízhez juttatja a szervezetünket, de csak kismértékben. A leg jobb a tiszta ás vány víz, mi vel a kü lön bözô üdítôitalok sok olyan oldott anyagot tartalmaznak, amelyek a szervezet szempontjából érdektelenek, sôt károsak lehetnek. Ezeket a vese kiüríti. A természetes vizek élettani értékét az adja, hogy oldott, könnyen felvehetô formában tartalmazzák az ás vá nyi anya go kat. A jó minôségû, tisz ta ivó vizet Toldy Ferenc orvos, a magyar irodalomtörténet atyja az italok királyának nevezte. A ivóvíz általában a napi mikroelem-szükséglet 0,3-10%-át biztosítja. Megtalálható benne a jód (sajnos hazánk nagy részén a talajvizek jódban szegények és az erôsen klórozott csapvíz különösen), 10 Biosz8.indd 10

a koleszterinszintet mérséklô króm és vanádium, illetve a foganyaghoz nélkülözhetetlen fluor. Szerveink különbözô mennyiségû vizet tartalmaz nak: a vér plazma 92%-ot, a ve sék 80%-ot, az izom zat 75%-ot, a máj 70%-ot, a cson tok 30%-ot, a fogzománc 5%-ot. Folyadékhiány esetén a szervezet a mûködéséhez szükséges vizet az izmokból vonja el, így azokban fájdalmas görcsök lépnek fel. A szervezet rosszul tûri a fo lya dékhi ányt és ez ab ban nyilvánul meg, hogy romlik a koncentrálóképesség, megnô a reflexidô, álmosság lép fel. Fi gyel jünk oda arra, hogy a gye re kek igya nak az iskolában vizet, mivel lehet, hogy ásítozó ta nítványunk nem kialvatlan, hanem szomjas és az agy sej tek nem tud nak meg fe lelôen mû ködni. Gyakran elôfordul, hogy reggeli (egy pohár tea) nélkül jönnek iskolába a gyerekek. A szervezet 15%-os vízvesztesége halált okoz. Ásványi anyagok Tárgyalásuknál mindenképpen javaslom a periódusos rendszer használatát, mivel így az illetô elemet ott megkerestetve, jobban rögzül a róla elmondott tudnivaló. Érdemes rákérdezni arra, hogy mit tanultak vele kapcsolatban kémiából. A többféle helyrôl szerzett információk erôsítik egy mást. Az ás vá nyi anyagokat a szervezetben jelenlévô mennyiségük alapján szokás makro- (nátrium, kálium, kalcium stb.) és mikroelemeknek (cink, réz, sze lén stb.) vagy más né ven nyo me le meknek ne vezni. Ás vá nyi anyag: Sze repe: Elôfor du lása: Kalcium (Ca) Fogak, csontok építôeleme, izommûködéshez szük séges, megelôzhetô a Sajt, joghurt, lencse, sóska, mogyoró, mák, ma zsola, bir salma, ivó víz ma gas vér nyo más, menst ru á ciós 9 18 éves kor ban napi 1300 mg a szükséges prob lémák csökkentése mennyiség Mag né zium (Mg) Bú za csíra, mák, dió, sajt, szá raz bab, cékla, banán, burgonya Nátrium (Na) A legfontosabb sejten kívüli kation In gerületátvitel Sajt, máj, barna kenyér, sárgarépa, cékla, tojás Ká lium (K) A legfontosabb sejten belüli kation In gerületátvitel Ke fir, csirke hús, bú za csíra, bur go nya, ká poszta, zöld borsó, dió, szilva, szá razbab Fosz for (P) Vázrendszer, energiatárolás Sajt, puly ka hús, bú za csíra, zöld borsó, sárgaborsó, tojás Klór (Cl) A legfontosabb sejten belüli és kívüli Kony hasó, csap víz anion Vas (Fe) Fluor (F) Jód (I) Réz (Cu) Cink (Zn) Csontszövetalkotó, a kalciumbeépülés se gítôje, sze repe van az izom mûködésben és a szel lemi mun ká ban A hemoglobin és különbözô enzimek al kotórésze Fogak, csontok felépítése A tiroxin alkotórésze En zimek alkotórésze, anyagcsere szabályozása Az inzulin alkotórésze, a nemi mûködés hez, seb gyó gyu lás hoz, nö ve kedés hez szük sé ges Sertésmáj, sajt, búzacsíra, szôlô, csalán, gombák, mák Vöröshagyma, tengeri algakivonat Ivóvíz, halhús, jódozott konyhasó Máj, búzakorpa, gombák, bab, petrezselyemgyökér marha hús, máj, bú za csíra, sajt, barna kenyér, bab Szelén (Se) En zimalkotó (vörösvértest), az E-vita Barna ke nyér, fok hagyma, hal, rizs, min rákellenes hatását erôsíti, védi élesztô a sej te ket a sza bad gyö köktôl 11 Biosz8.indd 11

Bizonyos elemek a mai ember szervezetében az ôsemberéhez képest nagyon feldúsultak: alumínium több mint kétszeresére (való színû a ta lajok savasodása következtében), ólom: 140-szeresére (közlekedés), higany: közel 200-szorosára (amalgámok a gyógyászatban, vízszennyezések), kadmium: 450-szeresére (festékek, iparivíz- és talajszennyezések). Az ivó víz nél már leír tak mi att fon tos a jó do zott kony ha só fo gyasz tá sá ra fel hív ni ta nít vá nyaink figyelmét! A felmérések szerint hazánk lakosságának 80%-a szá za léka jódhiányos. (Saj gó M. Farkas I.: Ivóvizek jódtartalma és a lakosság jódellátásának mutatói) Itt kell meg em lí te nünk ha zánk ki váló gyógyvi zeit. Adalékok nem kémia szakosoknak A munkafüzet II. feladatában arra a kérdésre, hogy mi lyen ré szecs kékbôl áll a víz, a vá lasz: H 2 O molekulákból. Egyéb: Dipólusmolekulái között H-híd kötések alakulnak ki, ezzel magyarázható eltérô viselkedése. (Hûtve tá gul, +4 C-on a leg sû rûbb.) Po lá ris oldószer. Vizes oldatban az oldott anyag részecskéi körül a vízburok (hidrátburok) kialakulása, energiafelszabadulással jár (hidratációs energia). A tankönyvben szereplô, a vitaminokat kristályosított formában bemutató képek az anyagi világ egységére való utalásként szerepelnek. A munkáltató órán a kü lön bözô nö vé nyi ré szek bôl vett mintákban vizsgálhatóak a C-vitamin vagy a karotin kristályai. A gye re kek nek így vá lik ért hetôvé, hogy az anya gok össze té tele és fôleg a szer ves ve gyületeknél azok szer ke zete is nagymértékben felelôs azokért a hatásokért, amelyeket kiváltanak. Az emberi szervezetben hipovitaminózis alakulhat ki, ha az tartósan nélkülözi valamelyik vitamint. Elôrehaladottabb állapota az avitaminózis, amikor már súlyosabb megbetegedés is fellép. Mindkét problémát vitamindús élelmiszerek és mesterséges vitaminkészítmények fogyasztásával lehet megszüntetni. Egyes zsírban oldódó vitaminok túladagolása ese tén hipervitaminózis jelentkezhet, amely kóros tünetekkel jár. Például az A-vitamin túlzott bevitele fejfájást, étvágytalansá got stb. okoz hat. Ez csak vitaminkészítmények túladagolása ese tén lép fel. Amennyire csak le het, vi ta minszükségletünket természetes forrásból fedezzük, mert így nem alakul hat ki túl ada golás, és bizonyos vitaminfelvevô mechanizmusok csökkenése, mint ahogy ez mesterséges készítményeknél elôfordulhat. A vitaminok A vitaminok hasznosulását gátolja a dohányzás, az alkohol, a fertôzô betegségek, az élôsködôk (pl.: a bélféreg), hányás, hasmenés. A ha zai vizs gá la tok azt mu tat ják, hogy a magyar lakosság több mint fele A-vitamin-hiányos, 70%-a nem fo gyaszt elég B 1 -vitamint, és 60%-uk táp lá léka nem tar tal maz elég C-vita mint. Ada lé kok a tan könyv ben tár gyalt vi tami nok kal kap cso lat ban A-vitaminok Az A 1 -vitamin a tengeri halak májából származik, az édes vízi ha lak má já ban A 2 -vitamin van, melynek élettani hatása kisebb. A két vegyület csak egy kettôs kötésben tér el egymástól. A vitaminok és elôanya ga i nak hasz no sí tása nagy mér ték ben függ az ételek zsírtartalmától. Zsiradék hiányában a sárgarépa nagy karotintartalmának csak 2%-a szívódik fel, a többi kiürül. Az emberi vérszérumban literenként 200-500 mikrogramm A 1 -vitamin van. A döntô mennyi ség azon ban a máj ban tá ro ló dik és innét mobilizálódik, valószínû, hogy cink segítségével. A látási folyamatban a vitamin aldehid formája vesz részt, melynek hiányában szürkületi vakság (farkasvakság) lép fel. Az A-vitamin provitaminja a béta-karotin, fôleg sárgarépában, retekben, spenótban, sütôtökben fordul elô, de érzékeny a hô, a fény és a sav ha tá sokra. 12 Biosz8.indd 12

D-vitaminok Természetes elôvitaminjaikból (provitamin), a növényi eredetû ergoszterinbôl és az állati eredetû 7-dehidro-koleszterinbôl keletkeznek a szer ve zetben ibolyántúli sugarak hatására. A termé szetben található vitaminok nagy része D3-vitamin. 1650- ben egy angol orvos csontelváltozással járó megbetegedést írt le. Elnevezték angolkórnak, mert a szigetországban gyakran fordult elô. Pierre Bretonneau francia orvos a tapasztalat alapján már a múlt században tudott arról, hogy ez a betegség csukamájolajjal kivédhetô. Késôbb kiderült, hogy a D-vitamin-hiány következtében ki alakult kalcium-anyagcsere zavara idézi elô. Az angolkór az emberiség ôsi betegsége, amely már az óegyiptomi faliképeken ábrázolt embereken is megfigyelhetô. E-vitaminok Közülük a d-alfa-tokoferol rendelkezik 100%-os E-vitamin-hatással, a többiek élettani hatása gyengébb. Becslések szerint az ember napi szükséglete 10-30 mg. A májban és a zsírszövetben tárolódik. A táplálékban általában elegendô E-vitamin van. Kiemelt elôfordulása: tökmagolaj, szójaolaj, mandula, földimogyoró. Kémiailag redukáló tulajdonsá gú, és így a szer ve zet ben is mint an tioxi dáns játszik szerepet semlegesíti a peroxid gyököket. Hiányában meddôség, vérszegénység, izomsorvadás alakulhat ki. Fontos májvédô vitamin. K-vitaminok Mivel az ember bélflórája elô tudja állítani, abban az esetben lép csak fel hiánybetegség, ha a bélflórát gyógyszerekkel, antibiotikumokkal károsítjuk. B-vitaminok A csoport tagjainak egy részét számindexszel jelöljük, a késôbb felfedezetteket pedig kémiai nevükön ismerjük. B 1 -vitamin (tiamin): A beri-berinek nevezett betegség ami tulajdonképpen egy többszörös ideggyulladás a XIX. században keleten rendkívül elterjedt volt. Christian Ejkman 1887-ben Ba táviában volt börtönorvos. Megfigyelte, hogy a beri-beri nem csak a rabok között, hanem a ba rom fiak között is pusztít. Utánanézett a dolognak és megállapította, hogy ott nem alakul ki, ahol a rizs héját is elfogyasztják. 1911-ben Kazimir Funk rizshéjból alkoholos kivonatot készített, amellyel a kísérletileg elôidézett ideggyulladásban szenvedô állatokat meggyógyította. A vitamin elnevezés is Funk nevéhez fûzôdik. (Vita = élet, amin: az amin típusú szerkezetre utal.) Hopkins ugyancsak 1911-ben állított elô vitaminkivonatot. A betegség kialakulása annak a következménye, hogy a B 8 -vitamin hiányában a szervezet szénhidrát-anyagcseréje bomlik fel. A gabonamagvak héja és csírája, az élesztô gazdag vitaminforrás, az állati szövetek változó mennyiségben tartalmazzák. B 2 -vitamin (riboflavin): Hôre nem érzékeny, fényhatásra azonban könnyen bomlik. Elô for dulása: kelbimbó, borsó, szárnyasok. B 6 -vitamin (piridoxin): Hiánya a fehérjeanyagcserében okoz zavarokat. Forrásai: teljes kiôrlésû gabona, édeskömény. Biotin (H-vitamin): A szénhidrát- és zsír anyagcserében játszik szerepet. Megtalálható tojásban, húsban, karfiolban, parajban. Folsav: Nagy mennyiségben található a zöld növények leveleiben. A bélflóra is termeli. Hiánya vérszegénységet okoz. Nikotinsav-amid (PP-vitamin, niacin): Több mint 200 olyan enzim ismert, amelynek felépí tésé ben részt vesz. Hiány be teg sé ge a pel lag ra, amely nél a test fedetlen részein sötétbarna színezôdés lép fel, a bôrfelület érdessé válik, hámlani kezd, a száj és a nyelv gyulladásba jön. Ez a betegség a század elején, az amerikai kontinensen sok ezer esetben fordult elô. A gabonamagvak héjában, élesztôben, májban, tejben, tojásban, földimogyoróban sok niacin van. B 5 -vitamin (Pantoténsav): A szervezetben a koenzim-a alkotója, melyre az energiatermelô folyamatoknál nagy szükség van. Hiánya fáradékonysággal, izomgörcsökkel, emésztési zavarokkal jár. Vegyes étrend esetén ez alig fordul elô. Az egészséges hajnak is alkotója. A D-pantenol, a pantoténsav provitaminja, amely jól oldódik vízben és a bôrbe hatolva egy enzim segítségével pantoténsavvá alakul. Ezért tartalmaznak a haj-, kéz- és körömápoló szerek pantenolt. B 12 -vitamin (ciano-kobolamin): Nem tartozik a B-vitaminok csoportjába, mivel szerkezete a porfirinvázhoz hasonló gyûrû, amely egy kobaltatomot vesz körül. 13 Biosz8.indd 13

C-vitamin (aszkorbinsav) Szén hid rát szár ma zék, erôs re du ká ló szer. A C-vi ta min-tartalom a születéskor a legnagyobb, majd csökken. A hosszú hajóutak egykori rettegett betegsége a skorbut volt. A fogíny kifekélyesedett, a testen vérzések és gennyesedések támadtak, a szervezet teljesen legyengült. 1535-ben egy francia utazó kíséretével együtt eltévedt a kanadai rengetegben. Az éhhalál elkerülésére a fenyôfák lehullott tûleveleit ették. Az expedíció életben maradt vezetôje, Jacques Cartier leírta az ese tet és azt is, hogy a tû le ve lek ha tá sára a skor but juk is meg szûnt. 1747-ben egy an gol hajó or vosa a skorbu tos mat ró zo kat cit rom mal etette, és azok meggyó gyul tak. 1753-ban Ja mes Lind a hajó orvos ki adta köny vét, mely ben le írta, hogy cit rommal a skor but nemcsak gyó gyít ható, ha nem meg is elôzhetô. Halála után tanítványai indítványára az an gol ha di ten ge ré szet el ren deli, hogy a legénység mindig kapjon citromot. A skorbut ne vébôl az a fosz tó képzôvel ké pez ték az aszkorbinsav nevet, melynek hiánya váltotta ki ezt a betegséget. Redukáló hatását felhasználják a kozmetikában, mivel a melanin elbontásával csökken a szeplôk és a máj fol tok száma. A fény védô, a bôrfe hérítô és a bôr öregedését gátló krémekben egya ránt fel hasz nálják a C-vitamin-foszfátot. A tankönyvben nem tárgyalt egyéb vitaminok: Vi ta min: Sze repe: Elôfor du lása: F (esszenciális zsírsavak) Sejthártya, hormonszerû anyagok Növényi olajok, tök, sütôtök építése, bôrlipidek szintézise P (flavonoidok) Hajszálerek mûködése Növények Pangaminsav (B 15 -vitamin) Méregtelenítô hatás, oxigén-anyag- Gabonamagvak, máj, élesztô (A közelmúltban fedezték fel) csere elôsegítése U-vitamin (S-metil-metionin) A gyomorfekélyt gyógyítja Nyers ká poszta, kar alábé, paradi- (1954-ben fe dez ték fel) csom, zöld pap rika Vitaminokban, tápanyagokban nagyon gazdag élelmiszer a méz. A C-vitamin, B 1 -, B 2 -vitamin, nikotinsavamid mellett enzimeket, szerves sa vakat, aromaanyagokat, ásványi sókat, vizet, aminosavakat, szénhidráto kat könnyen emészt hetô formá ban tar tal maz. Szá raz anyag-tar tal má nak 85-95%-át az egy szerû cuk rok al kotják. Gyógyhatását a benne lévô antioxidánsok fokozzák. Sejtjeink közös jellemzői A kerettantervben nem követelmény a genetika ismerete. A humán genom leírásának korában azonban a tanulóknak az alapvetô dolgokat meg kell említenünk. Az említett Humán Ge nom Program keretében 2000-re megalkották a kutatók az emberi DNS-tér kép több mint 90%-át. Ez azon ban csak a gén tar talmú, úgy ne ve zett euk ro ma ti kus DNSrészre vonatkozik. Legnagyobb jelentôsége abban van, hogy segítségével megismerhetjük az öröklött betegségek molekuláris okait. Le hetôsé get ad azok kijavítására, valamint olyan gyógyszerek kifejlesztésére, melyekkel ezek a betegségek hatásosan kezelhetôek. Az utóbbi következménye, hogy egy új tudományág, a farmakogenomika van kialakulóban. A kettôs spirál 14 Biosz8.indd 14

A genetikai betegségeket a következô fô kategóriákba sorolhatjuk: 1. A mendeli öröklôdésû, egygénes betegségek, amelyek a születések 1,25%-ánál fordulnak elô. Ilyen pél dául a cisz ti kus fib ró zis, a Du chenne-izom sor va dás vagy a sar ló sej tes anémia. 2. Kromoszomális rendellenességek: egy vagy néhány kromoszóma számbeli vagy szer kezeti eltérésével. 3. Több faktorú, komplex betegségek, amelyek több féle gén és több féle kör nye zeti té nyezô kölcsönhatásaként jelennek meg. 4. A mendeli öröklôdésmenetet nem követô mitokondriális betegségek. (A mitokondriális DNS jó részt az anyá tól öröklôdik.) 5. A testi sejtekben kialakult mutációk, melyeknek nagy szerepe van a rákos folyamatokban. Azonban a gyakori betegségek (cukorbetegség, asztma, ma gas vér nyo más, szív- és ér rendszeri betegségek, pszichiátriai kórképek) kialakulá sá ban is gyakran sze repet játszik valamilyen genetikai tényezô. Az örökletes hibák kijavítása, a génterápia, bi zo nyos ese tek ben: egy fe hérje hi á nya vagy hibás szerkezete, megoldható. A beteg embrióból úgynevezett ôssejte ket von nak ki, és a szük sé ges gént valamilyen génhordozóval bejuttatják a sejt örökítôanyagába. Általá ban erre a célra ret ro ví rusokat használnak, amelyek örökítôanyaga RNS. A megfelelô gént beépítik a vírus örökítôanyagába, és így a meg fertôzött sejt bel se jébe a hor do zó val együtt a gén is be jut, ami az után át író dik an nak DNS-ébe. Az átültetett gén a célsejt örökítôanyagának részeként egészen ad dig mûködik, amíg a sejt él, osz tó dás kor pe dig az utód sej tekbe is átadódik. Azt is meg tud ják ol dani, hogy va la mely egészséges szerv differenciálódott sejtjeit, laboratóriumi körülmények között ôssejtté visszafiatalítsák. Magyar kutatók alkották meg a mesterséges kromoszómát, amely mûködôképes, sôt egerekbe beültetve azok örökítették is az utódokba. A géntechnológia megítélése nagyon különbözô. Vannak, akik korunk legnagyobb vívmányának tart ják, van nak, akik mint a nagy bi o ké mi kus Er win Chargaff, az ismeretlen bizonytalanság területeként aposztrofálják. Németország Környezetvédelmi Szervezeté nek egyik fi zi kusa sze rint Az ato me ner gi á ban és a gén tech no ló gi á ban az a kö zös, hogy ter mé ke i ket se látni, se sza golni nem tudjuk. Érzékszerveink természetes ri asztórendszere itt már nem mûködik. A génmanipulált szervezetek idôben is nem ze dé ke ken át hosszan kihathatnak, hasonlóan a radioaktív sugárzáshoz. Juhász Nagy Pál az Ökológia reménytelen reménye címû könyvben ekképpen vélekedik: Van olyan teória, s magam is effelé hajlanék, miszerint a vírusok lényegében elszabadult gének. Ha ez igaz, és a vírusok valóban szökevények az evolúció korábbi fázisából, akkor aligha tudok hátborzongatóbb vál lalkozást elképzelni, mint a velük való ma nipulálást. Mert a ví ru sok akár a sza bad ság, irthatatlanná kristályosodnak és jár vánnyá éled nek alkalomadtán (Ká nyádi Sán dor) Érdeklôdô tanulók számára feladatként adhatjuk va la melyik egygénes tulajdonság (pl.: szemszín) öröklôdésének levezetését. A testi kro mo szóma-rend el len es sé ge ket is megemlíthetjük (a nemi kromoszómákét majd a sza porodásnál), amelyek között a számfelettiség vagy a sé rült kro mo szóma a leggya ko ribb. Down-kór: Elsô leírójáról ne vez ték el. A 21-es kro moszóma triszómiája okozza. Jellemzô jegyei az alacsony, zö mök ter met, la pos arc, ferde szem rés, szel lemi visszamaradottság. A fehérvérûségre is haj la mo sak és gya kori ná luk a szív prob léma. A ko rábbi idôkben rit kán ér ték meg a felnôttkort, de napjainkban élettar ta muk egyre nô. A nor mál népesség ben az anyák 0,1%-a szül Down-kó ros gyer me ket, de a Down-kó ros nôk gyer meke nagyrészt szintén Down-kóros lesz. Macskanyávogásos szindróma: Ne vét on nan kapta, hogy e be teg cse csemôk sírása macskanyávogásra emlékeztet. Jellemzôjük még a kis fej, kan csal ság, ala cso nyan ülô fü lek, szé les orrgyök és szellemi fogyatékosság. Ezen tüneteket az váltja ki, hogy az öröklôdés so rán az 5. kromoszóma rövidebb karja letörik. 15 Biosz8.indd 15

Cisztikus fibrózis (CF): A leggyakrabban elôforduló öröklôdô megbetege dés, ami lap pangó (re cesszív) mó don öröklôdik. A be teg sé get a CFTR-gén mu tá ci ója okozza, amely a 7. kromoszómán helyezkedik el. A hibás gén által legyártatott fehérje is hibásan mûködik, és így a külsô elválasztású mirigyekben termelôdô nyák besûrûsödik, és elzárja a mirigyek kivezetôcsö veit. A CF-es fér fiak több mint 95%-a terméketlen. A nem átjárható ondóvezeték általában nem jár együtt a többi külsô el vá lasz tású mi rigy elzáródásával. Munkafüzet IV. feladat: A kísérlettel jól lehet szem léltetni az ozmózis jelenségét (híg ol da tok törvénye: az áramlás mindig a töményebb oldat felé tör té nik) és azt is, hogy túl zot tan sós ol datba téve a tojás (sejt) fehérjéje kicsapódik. Testünk szövetei Az anyag tárgyalásánál a tankönyv mellett alkalmazzunk a szemléltetéshez írásvetítô transzparenset, diaképeket, kis képkártyákat, melyeket a tk. képeinek fénymásolásával is készíthetünk! A számonkérésnél a képekbôl húzva, jellemezzék az illetô szövetet! A kártyák vagy diaképek segítségével gyakoroltassuk a felismerést, illetve a jellemzô tulajdonságokhoz válasszanak a gyerekek szövetképe! M. Sejttani és szövettani vizsgálatok A ke mé nyítôtar tal mát kü lön bözô mag vak nak, illetve akár a kenyérnek is érdemes kimutatni. A csip ke bo gyó és a sár ga répa mel lett a pap rika termésébôl készített kaparékban, a vöröshagyma burokleveleiben a mikroszkóp alatt a legkülönbözôbb alakú kris tá lyo kat (vi ta min, ás vá nyi anyag) vizsgálhatják a tanulók. Testünk váza Amennyiben van az iskolában csontváz, azon mutassuk be a csontokat, illetve a koponya és a végtagok csontjait a tanulók a saját testükön is keressék meg! Munkafüzet IV. feladat: A csirkecsontot alaposan tisztítsuk meg a különbözô szövetmaradványok tól! Amennyi ben mégis meg gyul lad raj ta valamilyen maradvány, magyarázzuk meg a gyere kek nek, hogy nem a csont ég, mi vel an nak szerves építôanyagai a hevítés hatására bomlanak. Ennek a bomlásnak az eredménye a szénkiválás, amit a feketedés jelez. A rugalmasságot adó szénvegyületek elbomlása miatt vá lik a csont könnyen tör he tô vé. Amennyi ben to vább ra is láng ba tart juk a megszenesedett csontot, a szén már valóban elég. Munkafüzet V. feladat: En nél a feladat nál ak kor van könnyebb dol gunk, ha a gye re kek már ké miából tanulták a savak azon tulajdonságát, hogy a fémsókkal (pl. kalciumsó) reakcióba lépnek. Így maguktól is eljutnak arra a felismerésre, hogy a csont keménységét adó kalciumvegyületek elreagál tak a sav val, és így a csont haj lít ha tó vá vá lik. Lehet utalni a D-vitamin szerepére, melynek hiánya következtében a csontok elgörbülnek a test súlya alatt, mivel csökken a csontok kalciumtartalma. 16 Biosz8.indd 16

Hogyan mozgunk? A felsô végtagon található ízületek mozgásában ta lál ható kü lönb ségre hív juk fel a gye re kek fi gyelmét! A gyakorlatban, saját magukon is megtapasztalva azonosítani tudják a tankönyvi képen látható ízülettípusokat. A C-vi ta min-ku ta tás mel lett Szent-Györ gyi Albert az izommozgás biokémiájával is eredményesen foglalkozott. Az alábbiakban ismerkedjünk meg egy világhírû felfedezés általa történt le írá sá val, amelybôl na gyon jól meg ért hetôek izommozgásunk alapjai! A ha ránt csí kolt izom mint egy 0,1 mm vas tag ros tok ból áll. Egy ilyen rost lé nye gé ben nem más, mint még ki sebb, mint egy 0,001 mm vas tag rostocskák, fibrillumok tömege. Ezek az izom kontraktilis elemei. Az izom azért húzódik össze, mert fib ril lu mai rö vi dül nek. Az elekt ron mik rosz kóp mu tatja, hogy a fib ril lum maga sem más, mint még ki sebb, mint egy 50-250Å (0,000005-0,00002 mm) vas tag ros tocs kák kö tege. Eze ket a kis ros tokat protofibrillumoknak fogom nevezni. Vizsgálata ink legfôbb ered ménye az, hogy kimutattuk, hogy a protofibrillum két proteinbôl van felépítve, melyek közül az egyiket felfedezôje, Straub F. Bruno aktinnak nevezett el, míg a má si kat mi o- zinnak neveztük. A két protein, ha megfelelô vi szo nyok kö zött hoz zuk össze ôket, egy komp lex proteinné, aktomiozinná egyesül. Az aktomiozin szál az izom fôtt vizes kivonatába téve összehúzódik. Az aktomiozinnak ez az összehúzódása tudomá nyos pá lya fu tá som nak leg mé lyebb be nyomása. Ez az összehúzódás azt jelentette, hogy sikerült az egyik legmisztikusabb életfunkciót, a moz gást, az izom al kotóelemeivel in vitro létrehozni, és így az eg zakt vizs gá lat nak hoz zá férhetôvé tenni. Elsô kér désünk az lehet, hogy az izomkivonatnak milyen anyagai azok, melyek az aktomiozin szálat összehúzódásra bírják. Erre a kér désre arány lag könnyû volt meg fe lelni. A K, Mg és az ATP ke ve réke ugya núgy hat, mint az izomkivonat. Szent-Györgyi Albert: Az izomról. Egy biológus gondolatai. Gondolat Kiadó, Bp., 1970 A mimikai izmok különösen fontos szerepet játszanak az em beri kommunikációban. (Különbözô grimaszolással való tornáztatásuk jó gyakorlat a ráncosodás ellen.) Munkafüzet IV. feladat: 1.: vállízület 2.: inak 3.: fe szítôizom 4.: fel kar csont 5.: könyökízület Mozgási rendellenességek A tankönyvben látható egy iskolakerti gyógyösvény fo tója. Az ér deklôdôk a mellékelt le írás szerint saját iskolájukban is elkészíthetik, mivel az egészséges mezítlábjárás mindannyiunkra ráférne, különösen a különbözô aljzatok masszírozó hatásával. Nyakfájás: Tü net, amely nek oka le het a rossz testtartás, meghûlés, a porckorong kopása, tartós idegfeszültség. Különösen gyakori a számítógéppel dolgozóknál, gépírónôknél, mivel egyes izomcsoportok tartósan feszült állapotban vannak. Megelôzése: rend sze res torna, la pos pár nán való fek vés. A gyógyösvény 17 Biosz8.indd 17

Scheuermann-betegség: Korai serdülôkorban jelentkezô csigolyaelváltozás, melynek oka is meretlen. Tünete: hátfájdalom, a hát domborulatának fokozódása. Megelôzés: hátizmok erôsítése tor nával, úszás, ol va sás köz beni ha sonfekvés, megfelelô székmagasság. A betegség általában 2 év alatt lezajlik, ezalatt a gerincet kímélni kell. Gerincferdülés (szkoliózis): Súlyosabb esetben ge rinc púp is ki a la kul hat. A rosszab bo dás gyógytornával, úszással megállítható, de súlyosabb eset ben a fûzôvi se lés, il letve a mû téti meg oldás szükséges. A kösz vény: ízü le tek ben, il letve a bôr alatt (köszvényes csomók) vagy a vesében kicsapódott húgysavkristályok okozzák. A hazai lakosság 0,3-0,5%-a szenved ebben a betegségben. Megelôzés: mérsékelt hús-, máj-, csokoládéfogyasztás. Az elhízás elkerülése. Ín- és ínhüvelygyulladás: Általában túlerôltetés következtében alakul ki (gépírók, programozók, mûvészek, sportolók). A sokízületi gyulladást Szabó Lôrinc vers ben is me gö rö kí tette az 50-es években: Szúró csiz máit, lán goló kesztyûit térdig, könyökig rám húzta a fáj da lom, és kegyetlen dróthuzalait csontjaimon átverve úgy összevarrt, oly förtelmesen, hogy izzó öl té sek alatt üvölt most min den ide gem. Csontritkulás (osteoporózis): A néma járvány -ként is em le ge tett betegség me gelôzése érdekében fôleg tanítványaink életkorában lehet sokat tenni. Ugyan is még gyer mek kor ban a csontépí tés fe lül múlja a -le bon tást és ezért a csont ál lomány nö ve lé sére ek kor még van le hetôség. A töb bi szö vet hez ha son lóan a csont is ál lan dóan átépül. Az átépülésben hormonális hatás is szerepet ját szik. Fel nôttkor ban a csont épí tés és -le bontás egyen súly ban van, de az öre ge dés sel már a lebontási folyamatok válnak meghatározóvá. Így akik nél fi a tal kor ban meg fe lelô csont tö meg képzôdött (a testmagassághoz viszonyítva a legna gyobb ér ték), könnyeb ben to le rál ják eze ket a fo lya ma to kat. Az a la csony test tö me gin dex (20 vagy an nál ki sebb) is hozzá já rulhat a csontvesz tés hez, mint ahogy gyor sítja a fo lya ma tot a dohányzás, a túlzott alkoholfogyasztás, a mozgásszegény életmód és az örök lött haj lam. Test tömegindex = testtömeg (kg): [testmagasság (m)] 2 Milyen tényezôk szükségesek a megfelelô csontállomány képzôdéséhez? 1. Megfelelô étkezés: naponta legalább 1000 mg kalcium bevitelére van szük ség. A változókorban lévô nôknek napi 1200-1500 mg az ajánlott mennyi ség. Ilyen szem pont ból az is jó ha tású, ha az ivó víz nek magas a kalciumsótartalma. A felmérések azt mutatják, hogy a kemény vizet ivó lakosság körében kevesebb a csont tö rés, mint ott, ahol lágy vi zet isz nak. 2. Mozgás: fokozza a csontképzôdést 3. Napfény: a D 3 -vitamin bôrben való képzôdéséhez elengedhetetlen. (Szerepét lsd.: Vitaminok) Amennyiben a vitamin mennyisége a vérben 15 nanogramm alá süllyed, szükség van D-vi tamin-tablettákra. A nôknél a menstruáció elmaradása után rohamo san kezd csök kenni a csont sûrû sége. Ez a fo lya mat öszt ro gé nes ke ze lés sel meg ál lít ható, illetve lassítható. A hormonkezelés mellékhatásaként, arra haj la mos egyé neknél, számolni kell melldaganatok kialakulásával. A csontsûrûség mérése A mód szer elvi alapja, hogy va la mi lyen su gárfor rás ból (izo tóp, rönt gencsô) ki bo csá tott energiát az elé he lye zett test rész (al kar, comb nyak) ás vá nyi a nyag-tar talma el nyeli. Ter mé sze te sen en nek mér té kébôl egy fel fogó de tek tor se gít sé gével egy szá mí tó gép ki szá mítja a csont szö vet ás vá nyi a nyag-tar tal mát, sôt még azt is meg adja, hogy ez az adat mennyire tér el a korra, nemre jellemzô átlagértéktôl. 1999-ben Ma gyarországon 50 ezer törés fordult elô, ami csont ritkulásból eredt. A törések, zúzódások, sebek kezelésére az orvosi ellá tás sal együtt jó ha tású a fe kete na dálytô. A gyökerében található allantoin nevû anyag serkenti a szövetek sejtjeinek osztódását. Külsôleg a gyökér fôzetét lehet borogatásra használni, de a gyö kér ki vo na tot tar tal mazó kré mek is na gyon hatásosak. 18 Biosz8.indd 18

A rend sze res moz gás, a sport nagy ban elôse gíti vázrendszerünk egészséges mûködését. A sport fo galma nem té vesz tendô össze a puszta testi ügyességgel, a rekordhajhászással, a nyereségvadászással. Ez utóbbiaknak nemcsak, hogy a sport hoz semmi kö zük, de a sport nak egye ne sen ellenségei. (Szent-Györgyi Albert) Testünk kültakarója Facies tua computat annos (Ar cod bôrén esz tendôid száma) Bôrünk hámrétegének víztartalma a szaruréteg felé fokozatosan csökken (70% >20%). Amennyi ben a bôrben lévô víz meg kötô anyagok (aminosavak, zsírsavak, magnézium, kalcium stb.) mennyi sége csök ken, a bôr szá razzá vá lik. Természetesen a megfelelô mennyiségû folyadékfogyasztás is szükséges ah hoz, hogy bôrünk víztartalma megfelelô legyen. A szaruréteg felszínén a faggyú- és verejtékmirigyek váladékából vékony bevonat képzôdik. Ez a bevonat, amely szintén tartalmaz vízmegkötô anya go kat, a benne lévô szer ves sa vak tól eny hén sa vas (ph: 4,5-5,75) kém ha tású. Ez a kém ha tás nem kedvez a kórokozó baktériumok megtelepedésének, és egy bizonyos határig sem le gesíti a bôrre kerülô lúgos anyagokat is. Azon ban a gya kori lú gos tisz tál ko dó sze rek alkalmazása ezt a védôréteget megbontja, így elôsegíti a bôr fertôzésekre való fogékonyságát. A bôrrôl el mond hat juk, hogy a szer ve zet tükre. Egy olyan jelzôrend szer, amelyrôl az is le ol vasható, hogy a szervezet milyen vitaminokban szenved hi ányt. A durva, repedezett bôr: niacin és pantoténsav; túl szá raz bôr: A-, E-, F-, H-vi ta min; fakó, sá padt bôr: biotin; törékeny köröm: biotin, F-vitamin; mitesszeres bôr: A-vitamin, biotin; tágult, vörös hajszálerek: B 12 -vitamin hi á nyát jelzi. A bôr füg ge lé kei a szôr- és haj szá lak, há rom ré tegbôl áll nak. A zsin dely sze rûen egy másra boruló sejtek alatt van a festéktartalmú kéregállomány. A vastagabb szálak esetében velôállomány is van. A szôrszálak néhány hónaponként kihullanak, a haj szá lak négy-öt évig él nek. Na ponta 30-50 hajszál kihullása normálisnak számít. A szaruból álló körmöket a körömágy sejtjei termelik. Ve rej ték mi ri gye ink száma kb. 2 mil lió, és naponta 800 gramm verejtéket termelnek. A te nyé ren, tal pon, a kéz és a láb uj jain meg található mintázatokat bôrlécrendszernek nevezzük. Ez már a mag zati élet so rán ki a la kul, és az egyén éle tében változatlan is ma rad. Mi vel minôségi és mennyiségi különbségeket mutat, az emberi tulajdonságok sokféleségének kutatásában nagy szerepe van. Öröklôdésük valószínûleg poligénes, több té nyezô is befolyásolja. Bizonyos betegségek vagy születési rendellenességek esetében a normálistól való eltérések fi gyel hetôk meg. A Downkór, a macskanyávogás szindróma, a Turnerszindróma, a Klinefelter-szindróma stb. esetében a bôrlécrendszer jellemzô eltéréseket mutat. A normál és száraz bôr scanning-elektronmikromikroszkópos képe 19 Biosz8.indd 19

Az ujjlenyomatok segítségével történô személyazonosítás tudománya, a daktiloszkópia eredete nagyon régre nyúlik vissza az emberiség történelmében. 25 000 éves agya ge dény-töredékeken is találtak ujjlenyomatot, amely egyes régészek sze rint a készítôk névjegyéül szolgált. Az Ótestamentum Jób könyvében található a következô mondat: Min den em ber ke zén rajta van az Is ten pe csétje, amely bizonyítja, hogy külön-külön mindegyik az ô mûve. A középkori Kínában már a személyi nyilvántartásra is felhasználták, és na gyon jól ismerték az ujjlenyomatokon lévô rajzolatokat. A mo dern dak ti losz kó pia csak a XIX. szá zad má so dik fe lé ben kez dett ki a la kulni. 1892-ben je lent meg Sir Fran cis Gal ton (aki Char les Darwin unoka test vére volt) Fin ger prints (Ujj lenyo ma tok) címû könyve, amely ben a tu dós ki fejtette, hogy az ujjlenyomatok alkalmazása a személyazonosításban a legjobb módszer. E könyv megjelentetésével Galton megalapozta a dermatog li fia tu do má nyát is, amely a bôrlé cek és redôk vizsgálatával foglalkozik. Az ujjlenyomatok osztá lyo zá sá nak rend sze rét az ak kori kal kut tai rendôrség fôfel ügyelôje dol gozta ki, és utána már a világ országaiban ezt a Galton Henry-féle rendszert alkalmazták. A világon elsôként Argentínában vezették be, majd 1897-ben Indiában, és Európában elôször: Ma gyarországon. A bûnözôk régóta próbálkoznak a bôrlécek eltüntetésével: savval lemaratás, égetés, bôrátültetés. A maratás és égetés okozta seb gyógyulásával azon ban visszanônek a bôrlé cek is, még pe dig a ge - netikailag meghatározott mintázatban. Az Egyesült Államokban két olyan családot találtak, akiknél nincsenek bôrlécek, és ez a rendellenesség öröklôdik. Bőrünk egészsége Bôrünk egészsége szorosan összefügg megfelelô ápolásával. A bôrápolásnak több ezer éves hagyományai ismertek. Az ezzel kapcsolatos szokásokat az óe gyip tomi fal festmények is mutatják, sôt már a kôkorszaki sírokban is találtak ajakpirosítókat. Kleopátra a legenda szerint szamártejben fürdött, a Gangeszban és a Nílusban való fürdôzésnek csodatévô hatást tulajdonítottak. Az ókori görögök sportlétesítményeikben hideg-meleg fürdôket és gôzkamrákat is létesítettek. A ró mai császárság idején pompás fürdôpaloták és a magánlakások sokszor ezüstkádas fürdôi szol gál ták a bôr és az egész szer ve zet fel frissülését. A fürdôvízbe kamillateát és korpafôzetet is tettek. Az aquincumi légiós tábor katonai fürdôjének maradványai még ma is lát ha tóak a mai Fló rián tér te rü letén. A franciák elôdei, a gallok, tölgyfahamuból és birkafaggyúból készítettek szappant. A középkorban sajnos nagy visszaesés következik be a tisz tál ko dás te rén, mi vel az em be rek csak a mar kukba ön tött víz zel dör zsöl ték le az ar cu kat. A XVIII. szá zad ban a vissza té rés a ter mé szethez irány zat a tes tá po lásra is ki hat. Az ala pos tisztálko dás mellôl a kendôzés, pú de re zés, haj festés kezd kimenni a divatból, sôt Angliában rendeletileg tiltják. Ez a hozzáállás az elsô világháború végéig tartott, de utána újra hó dító út jukra in dultak a különbözô illatszerek, színezékek, festékek. A bôrá po lás hoz jól hasz nál ha tóak a méz és a különbözô gyógynövények fôzete, illóolaja. Tisztító, ránctalanító hatású arcpakolás: 1 ká - véskanál mé zet el ke verünk egy tojásfehérjével és néhány csepp levendulaolajjal. Bôrke mé nye dés Állandó nyomásra vagy irritálásra alakul ki, melyet legtöbbször a kényelmetlen, szûk lábbelik okoznak. Kezelési javaslat: Lanolinos krémhez keverjünk egy kis körömvirág-tinktúrát és 20-25% sza licilt! A bôrkeményedést naponta kétszer kenjük be vele, amíg az fel nem pu hul. Ezt kö vetôen me leg víz ben kell jól me gáz tatni a lá bat, és a bôrkeményedést körömkefé vel el le het távolítani. A fenti krém gli ce ri nes krém mel ke verve láb gombásodás ellen is használható. 20 Biosz8.indd 20