TERMÉSZETISMERET · BIOLÓGIA · FIZIKA · KÉMIA ...SEJTBIOLÓGIA VII. fejezet ÖRÖKLÕDÉS VIII. fejezet AZ ÉLÕVILÁG FEJLÕDÉSE II. fejezet A NÖVÉNYEK ÉS A GOMBÁK VILÁGA

A TERMÉSZETRÔL TIZENÉVESEKNEKM·ZA

IK

M·ZAIKwww.mozaik.info.hu

KÉMIA9-10

SZA

KK

ÖZ

ÉP

ISK

OLÁ

SOK

NA

K

A TERMÉSZETRÔL TIZENÉVESEKNEK

M·ZAIK


BIOLÓGIA

M·ZAIK

11-12

KÖ

ZÉ

P-É

S E

ME

LT S

ZIN

TÛ

É

RE

TT

SÉG

IRE

KÉ

SZÜ

LÕK

NE

K FELADATGYÛJTEMÉNY


M·ZAIK

BIOLÓGIA9

AZ

ÉLÕ

LÉN

YE

K T

EST

EÉ

LET

E É

S K

ÖR

NY

EZ

ET

E

FÖLDRAJZ9

TE

RM

ÉSZ

ET

FÖ

LDR

AJZ

IK

ÖR

NY

EZ

ET

ÜN

K


M·ZAIK

KÉMIA9

ÁLT

ALÁ

NO

S K

ÉM

IA


M·ZAIK

FIZIKA9

MO

ZG

ÁSO

K ·

EN

ER

GIA

VÁLT

OZ

ÁSO

K


M·ZAIK


M·ZAIK

BIOLÓGIA10

AZ

EM

BE

R É

LET

MÛ

KÖ

DÉ

SEA

Z Ö

RÖ

KLÕ

DÉ

S A

LAP

JAI

FÖLDRAJZ10

TÁ

RSA

DA

LOM

FÖ

LDR

AJZ

GLO

BÁ

LIS

PR

OB

LÉM

ÁK


M·ZAIK

FIZIKA10

ELE

KT

RO

MO

SSÁ

GT

AN

HÕ

TA

N


M·ZAIK

KÉMIA10

SZE

RV

ES

KÉ

MIA


M·ZAIK

A TERMÉSZETRÕLTIZENÉVESEKNEK

TERMÉSZETISMERET · BIOLÓGIA · FIZIKA · KÉMIA · FÖLDRAJZ

Hundidac ’97 Arany-díjSzép Magyar Könyv ’97 OklevélV. Budapesti Könyvfesztivál DíjSzép Magyar Könyv ’98 OklevélSzép Magyar Könyv ’98 KülöndíjHundidac ’99 Arany-díjHundidac 2001 Arany-díjSzép Magyar Könyv 2001 DíjHundidac 2003 Arany-díj

BIO

LÓG

IASZ

AK

KÖ

ZÉ

PIS

KO

LÁ

SOK

NA

K BIOLÓGIASZ

AK

KÖ

ZÉ

PIS

KO

LÁSO

KN

AK

Mozaik Kiadó · 6701 Szeged, Pf. 301., Tel.: (62) 470-101E-mail: [email protected]; WEB: www.mozaik.info.hu

MS-2693

M·ZAIKwww.mozaik.info.hu

9-10

9-10

9-10_bio_szakkozep_tk.qxd 2010.02.18. 15:49 Page 1

HETEDIK, VÁLTOZATLAN KIADÁS

MOZAIK KIADÓ – SZEGED, 2016

A TERMÉSZETRÕL TIZENÉVESEKNEK

BIOLÓGIAszakközépiskolásoknak

9-10

Ms-2693_Biologia_9-10szk_2016.qxd 2016.06.29. 10:47 Page 3

I. fejezetAZ ÉLÕ ANYAG

VI. fejezetSEJTBIOLÓGIA

VII. fejezetÖRÖKLÕDÉS

VIII. fejezetAZ ÉLÕVILÁG

FEJLÕDÉSE

II. fejezetA NÖVÉNYEK

ÉS A GOMBÁK VILÁGA

III. fejezetAZ ÁLLATOK

VILÁGA

IV. fejezetAZ EMBER

ÉLETMÛKÖDÉSEI

V. fejezetAZ ÉLETKÖZÖSSÉGEK

ÁLTALÁNOS JELLEMZÕI

Ms-2693_Biologia_9-10szk_2010_beadasra.qxd 2010.03.10. 12:30 Page 5

6 TARTALOM

AZ ÉLÕ ANYAGÉlõ és élettelen ................................................................................ 10Az élõvilág áttekintése ................................................................... 14A vírusok .......................................................................................... 17A sejtmagnélküliek (prokarióták) ................................................ 20A sejtmagvas egysejtûek ............................................................... 23Gyakorlati óra .................................................................................. 26Összefoglalás ................................................................................... 28

A NÖVÉNYEK ÉS A GOMBÁK VILÁGAA növények testszervezõdése ....................................................... 32A növények önfenntartó szervei .................................................. 35A növények önfenntartó mûködései I. ........................................ 38A növények önfenntartó mûködései II. ...................................... 40A növények szaporodása ............................................................... 42A virágos növények szaporodása ................................................ 44A virágos növények egyedfejlõdése ........................................... 46A növények ingerlékenysége ........................................................ 49A növényvilág rendszere I. ........................................................... 51A növényvilág rendszere II. .......................................................... 53A gombák ......................................................................................... 55Gyakorlati óra – A növényi szövetek vizsgálata ...................... 58Összefoglalás ................................................................................... 60

AZ ÁLLATOK VILÁGAAz állatok testszervezõdésének áttekintése ............................... 64Az állatok szövetei ......................................................................... 66Gyakorlati óra – Az állati szövetek vizsgálata .......................... 68Az állatok kültakarója .................................................................... 70Az állatok váza ................................................................................ 73Az állatok mozgása ........................................................................ 75Az állatok táplálkozása .................................................................. 77Az állatok légzése ........................................................................... 81Az állatok anyagszállítása ............................................................. 84Az állatok kiválasztása .................................................................. 87Az állatok szaporodása és egyedfejlõdése ................................. 89Az állatok életmûködéseinek szabályozása ............................... 92Az állatok érzékszervei és kommunikációja ............................. 95Az állatok viselkedése (Olvasmány) ........................................... 98Összefoglalás ................................................................................... 100Gyakorlati óra .................................................................................. 102

AZ EMBER ÉLETMÛKÖDÉSEI A vér .................................................................................................. 106Az anyagszállítás szervrendszere ................................................ 108A táplálkozás szervrendszere és mûködése ............................... 110A légzés szervrendszere és mûködése ........................................ 114A kiválasztás szervrendszere és mûködése ................................ 117A bõr felépítése és mûködése ....................................................... 120Az ember mozgási szervrendszere .............................................. 123Mozgás és egészség (Olvasmány) ............................................... 126


TARTALOM 7

A szervezet belsõ védekezési rendszere ..................................... 127A hormonális szabályozás ............................................................. 131Az érzékelés ..................................................................................... 134Az idegrendszer felépítése és mûködése I. ................................ 137Az idegrendszer felépítése és mûködése II. ............................... 139Az idegrendszer felépítése és mûködése III. ............................. 141Az ember szaporító szervrendszerének mûködése ................... 145Az ember egyedfejlõdése .............................................................. 147Gyakorlati óra .................................................................................. 149Összefoglalás ................................................................................... 151

AZ ÉLETKÖZÖSSÉGEK ÁLTALÁNOS JELLEMZÕIKörnyezet és tûrõképesség ............................................................ 156Az élettelen környezeti tényezõk legfontosabb jellemzõi ....... 159Élõ környezeti tényezõk: a populációk kölcsönhatásai ........... 164Az anyag- és energiaforgalom a természetben .......................... 167A természetes életközösségek ...................................................... 170Összefoglalás ................................................................................... 174Gyakorlati óra .................................................................................. 174

SEJTBIOLÓGIAA biogén elemek és a sejtet felépítõ szervetlen vegyületek ...... 176A lipidek és a szénhidrátok ........................................................... 179A fehérjék ......................................................................................... 182A nukleotid típusú vegyületek ..................................................... 184A sejtalkotók .................................................................................... 187Az enzimek és mûködésük ........................................................... 190A felépítõ és lebontó anyagcsere jelentõsége ............................ 193Az örökletes információ a sejtben ............................................... 196A sejtosztódás .................................................................................. 199A klónozás és a géntechnológia (Olvasmány) .......................... 203Gyakorlati óra .................................................................................. 205Összefoglalás ................................................................................... 206

ÖRÖKLÕDÉSAz öröklõdés alapjai ....................................................................... 210Gregor Mendel a genetika tudományának megteremtõje ....... 214Az öröklõdésmenetek .................................................................... 215Néhány fontos emberi tulajdonság öröklõdése ......................... 219Az emberi ivar kialakulása, nemhez kapcsolt öröklõdés ........ 222A genetikai kutatások jelentõsége ............................................... 225Összefoglalás ................................................................................... 228

AZ ÉLÕVILÁG FEJLÕDÉSEAz élet megjelenése ........................................................................ 230A mai élõvilág kialakulása ............................................................ 234Az evolúció menete és bizonyítékai ............................................ 238Az ember kialakulása ..................................................................... 242A fenntartható fejlõdés biológiai kérdései ................................. 246A testi és lelki egészség ................................................................. 250Összefoglalás ................................................................................... 253Névmutató ........................................................................................ 254


8 BEVEZETÉS

BEVEZETÉS

Széchenyi Zsigmond (1898–1967), a nagy hírû magyarvadász és természetkutató, egyik könyvében azt írja,bevezetést írni kárba veszett fáradtság, mert úgysemolvassa el senki. Vajon igaza van?

Nagyon sokan vagyunk azon a véleményen, hogyaz elmúlt évtizedek leggyorsabban fejlõdõ tudományaa biológia. Belopakodott a hétköznapjainkba, hiszenakarva-akaratlanul is gyakran találkozunk biológiaiproblémákkal, akár saját magunkról, testi-lelki egészsé-günkrõl, akár a minket körülfogó és érintõ élõvilágrólvan szó, akár korunk nagy kérdéseirõl, a népesedésrõl,a globális felmelegedésrõl, az esõerdõk pusztulásárólvagy a klónozásról.

A biológia az élet tudománya. De mi is az élet va-lójában? Erre a kérdésre egy cseppet sem könnyû a fele-let. Tóth Árpád kiváló költõnk, amikor nagybetegenpihent a Magas-Tátrában egy szanatóriumban, egyikgyönyörû versében keserûen írt beteg testérõl, amelyszerinte „csak csomó rút vegyi bomlás”... Ennél megrá-zóbban, ám ennél izgalmasabban még senkinek semsikerült, megfogalmaznia az élõ anyag lényegét. Egy„csomó rút vegyi bomlás”... Igen, hiszen a mai biológiaiismereteinkkel pontosan meg lehet határozni, hogy egyélõ szervezet mely kémiai anyagokból mennyit tartal-maz, és azt is tudjuk, milyen folyamatok zajlanak leközöttük. A felépítésben részt vevõ anyagokat ki lehetnemérni egy laboratóriumban, össze lehetne keverni egy-mással, abból azonban sohasem lehetne élõlény. Ahhozaz szükséges, hogy a felépítõ vegyületek egészen spe-ciális módon kapcsolódjanak össze, sajátos mûködésreváljanak képessé, élõ anyaggá szervezõdjenek. És akkorannak az anyaghalmaznak olyan egészen különleges,nem anyagi tulajdonságai születnek, mint példáulaz állatok vagy az ember esetében a tanulás képessége,mi több, emlékei és érzelmei lesznek. Biológiát azérttanulunk, hogy megismerjük a minket körülvevõ élõ-világot. Azért tanulunk, hogy pontosan értsük, mirõl isbeszélünk, ha napjaink izgalmas biológiai kérdései fel-merülnek, és megpróbáljunk válaszolni azokra.

Ebben segít nektek ez a tankönyv. Eredményes tanu-lást, kellõ kitartást és szorgalmat kíván

a Szerzõ és a Kiadó.

Kérdések és feladatok

Ha a lecke megtanulása után vá-laszolsz a kérdésekre, feladatokra,ellenõrizheted tudásod. Ha nemsikerül a megoldás, megtudhatod,melyik anyagot kell még átnézned.

Tudsz róla?

Itt mindig valamilyen érdekességrõlolvashatsz.Érdemes tanulmányozni, hiszenazontúl, hogy érdekesebbé teszia tananyagot, segít a megtanulandóismeretek megértésében.

Érettségire

Ebben a szövegrészben olyan rész-leteket olvashatunk, mely a közép-szintû érettségire való felkészüléstsegíti. Olyan témákat találsz itt,amelyek szerepelnek az írásbelivagy a szóbeli vizsgákon.

A szövegben vastagon szedetteka legfontosabb fogalmak, kifejezé-sek. Dõlttel a további fontos fogal-mak olvashatók.A szó utáni* jelöli azt, hogy a kife-jezés szerepel az érettségi követel-mények között.



10 AZ ÉLÕ ANYAG

1. Élõ és élettelen

A biológia az élõlényekkel foglalkozó tudomány.

AZ ÉLÕ ANYAG

Az élõlényeket az élettelen anyagoktól az életjelen-ségek* különböztetik meg. Életjelenség az anyagcsere*,az aktív mozgás képessége*, az ingerlékenység*, a növe-kedés* és a fejlõdés*, valamint a szaporodás*.

Az anyagcsere azt jelenti, hogy az élõlények a kör-nyezetükbõl különbözõ anyagokat vesznek fel (10.1. ábra)

és oda különbözõ anyagokat adnak le, eközben a testü-ket felépítõ vegyületeik folyamatosan megújulnak. Kéttípusát különböztetjük meg. Autotróf* anyagcserét foly-tatnak azok az élõlények, amelyek a környezetük kisenergiatartalmú szervetlen anyagaiból, szén-dioxidbólés vízbõl is képesek külsõ energia segítségével nagyobbenergiatartalmú szerves anyagot elõállítani, és a testükbebeépíteni. Ilyenek az egyes baktériumok és a növények(10.2. ábra). A másik csoportba azok az élõlények tartoz-nak, amelyek csak energiában gazdag szerves anyagbólképesek energiához jutni, és testanyagaikat felépíteni.Õk heterotróf* anyagcseréjûek. Ilyenek az állatok,valamint a gombák (10.3. ábra).

Az aktív mozgás során az élõlények megváltoztatjákegyes testrészeik helyzetét vagy testük helyét, és ehhezsaját energiájukat használják fel (10.4. ábra). Például egyszarvasmarha legelés közben fel-le emelgeti a fejét,és farkával elhajtja a bögölyöket, miközben kisebb-nagyobb utakat tesz meg a legelõn.

Ingerlékenység alatt azt értjük, hogy ha az élõlényekkörnyezete megváltozik, arra valamilyen formában rea-gálnak (11.1. ábra). A változásra adott válasz lehet moz-gás – déltájban a forró nap elõl a legelõn az állatok a fákárnyékába húzódnak, – de lehet más változás is, az õketkísérõ pásztor a felmelegedésre verejtékezéssel vála-szol. A válasz eredményeképpen a külsõ körülményekváltozásai ellenére az élõlényekre kiegyensúlyozottbelsõ körülmények jellemzõek.

Az élõlények növekednek és fejlõdnek. A növeke-dés mennyiségi változás, hiszen a növekedés során rend-szerint nõ a sejtek száma és a testtömeg is. A fejlõdés

10.1. A földi poszméh nektárral táplál-kozik. Mely életjelenségek közé tar-tozik a táplálkozás?

10.2. Békalencse egy tóban. Milyenanyagcserét folytatnak a zöld növé-nyek?

10.3. Bükkfatapló. Mirõl árulja ela kép, hogy a bükkfatapló, mint mindengomba, heterotróf táplálkozású?

10.4. Az éti csiga lassú csúszása aktívmozgás. Miért?


ÉLÕ ÉS ÉLETTELEN 11

ezzel szemben minõségi változás, amelynek során az élõ-lények új mûködésekre lesznek képesek.

A csírázó babszem gyökere naponta egy-két millimé-terrel is hosszabb lesz (11.2. ábra). Szinte „szemmel lát-hatóan” gyarapodnak a kikelésüket követõ néhány nap-ban a naposcsibék is, a növekedésük gyors. Ha a kifejlettbabnövény bimbózik, majd a virága kinyílik, a növényszaporodóképessé vált, egy új fejlettségi állapotba jutott.Hasonlóan, fejlõdés eredménye, ha a növekedõ csibekiskakassá válik, és elkezd kukorékolni.

Az élõlények fennmaradását a szaporodóképes-ségük (11.3. ábra) biztosítja. Ennek során önmagukhozhasonló utódokat hoznak létre. A szaporodás ivaros*, haivarsejtek egyesülése elõzi meg, és ivartalan*, ha ivar-sejtek keletkezése nélkül megy végbe.

Az anyagcsere, a mozgás, a növekedés és a fejlõdésaz egyedi élet fenntartását szolgálja. Ezért önfenntartó*életjelenségeknek nevezzük õket. A szaporodás az élet fo-lyamatosságát teszi lehetõvé, ezért fajfenntartó* életje-lenség.

AZ EGYED ALATTI SZERVEZÕDÉSI SZINTEK

Az élõ anyag legkisebb mûködési egysége a sejt*.A sejtekben lévõ sejtalkotók vagy a sejteket felépítõkülönbözõ molekulák önállóan nem mutatnak életje-lenségeket. Ma is ismerünk sok olyan élõlényt, amely-nek teste egyetlen sejtbõl áll, ilyen például a papucsállat-ka. A fejlettebb szervezetek már soksejtûek. Túlnyomótöbbségükben az azonos mûködést végzõ sejtek szöve-tekké* rendezõdnek. A szövetek az azonos mûködéstvégzõ, ezért többé-kevésbé azonos felépítésû, közös ere-

11.3. Párzó ájtatos manók. Milyenéletjelenség a szaporodás?

11.2. Csírázás. Milyen életjelenségekfigyelhetõk meg a csírázás lépéseinektanulmányozásakor?

11.1. A növények érzékelik a gravitá-ciót, és a száruk mindig a Föld közép-pontjával ellentétes irányba nõ

11.4. Az egyed alatti szervezõdési szintek

SEJT

SZÖVET

SZERV

SZERVRENDSZER

SZERVEZET

lomblevél

sziklevél

sziklevél

gyököcske

maghéj


12 AZ ÉLÕ ANYAG

detû sejtek csoportjai. Ilyen például a növények bõrszö-vete és az állatok idegszövete. A különbözõ szövetekösszerendezett mûködése hozza létre a szerveket*.Szerv például a növények lomblevele, illetve az embertüdeje. A szervek még hatékonyabb mûködését való-sítják meg a belõlük szervezõdõ szervrendszerek*.Például a légzés szervrendszere az emlõsállatokban orr-üregbõl, garatból, gégébõl, légcsõbõl, hörgõkbõl, vala-mint tüdõbõl áll. A szervrendszerek egybehangoltmûködésének eredményeképpen jönnek létre a szerve-zetek*, vagyis az élõ egyedek (11.4. ábra). Minden önállószervezet egy egyedet képez. Az élet egyedek formájá-ban létezik. (12.1. ábra)

Az egyedek felépítésében részt vevõ szervezõdésiformákat egyed alatti szervezõdési szinteknek* nevezzük.

AZ EGYED FELETTI SZERVEZÕDÉSI SZINTEK

Mivel az egyedek önmagukban nem képesek biztosítaniaz élet folytonosságát, ezért populációkba* (12.2. ábra)

szervezõdnek. A populációk tényleges szaporodási kö-zösségek. Azokból az egyedekbõl állnak, amelyek egy-szerre, egy idõben élnek ugyanazon az élõhelyen és egy-mással párosodhatnak. Egy populációt alkot például egypark összes fekete rigója vagy a budai hegyvidék teljesõzállománya. Egy-egy populáció önmagában azonbantartósan nem tud fennmaradni. Ahhoz különbözõ popu-lációk együttesei szükségesek, amelyek már hosszútávon is létezni képes életközösségekké, más néven:

12.1. Minden önálló élõlény egy egyed.Képünkön egy gyapjaslepke látható

12.3. A bükkerdõ összes élõlénye alkotegy társulást

12.4. Az egyed feletti szervezõdési szintek

12.2. A réten az összes orvosi székfûegy populációba tartozik


ÉLÕ ÉS ÉLETTELEN 13

társulásokká* (12.3. ábra) szervezõdnek. Ilyen életkö-zösség például egy bükkerdõ. Fennmaradásához fonto-sak a benne élõ növények, a velük táplálkozó kisebb-na-gyobb állatok, a rájuk vadászó ragadozók. Ám nélkülöz-hetetlenek azok a szervezetek is, amelyek az elpusztultélõlények szerves vegyületeit a növények számára újrafelvehetõ anyagokká alakítják.

Földünk élõvilága mindenütt azonos törvényszerûsé-gek szerint, az életközösségekbõl (társulásokból) szerve-zõdõ egységes egészként mûködik. Ez a legmagasabbszervezõdési szint a bioszféra*. (13.1. ábra)

A populációk, az életközösségek és a bioszféraaz egyedek feletti szervezõdési szintek*. (12.4. ábra)

Valamennyi szervezõdési szintre jellemzõ, hogyaz összes alatta elhelyezkedõt magába foglalja, az utóbbi-akra azonban egyre összetettebb mûködések jellemzõek.

13.1. Az élõ rendszerek elõfordulása

13.2. Hasonlítsd össze a természetes(1), a félkultúr (2) és a kultúr (3) életkö-zösségeket!


1. Mi a különbség az önfenntartó és a fajfenntartóéletmûködések között?

2. Mi teszi lehetõvé az élet folytonosságát a Föl-dön?

3. Miben egyeznek meg az egyed alatti és az egyedfeletti szervezõdési szintek?

4. Miért tekinthetõ az élõ anyag legkisebb szervezõ-dési egységének a sejt?

5. Mi a különbség a populáció és az életközösségközött?

6. Elképzelhetõ-e, hogy egy faj összes egyede egypopulációba tartozik? Indokold válaszod!

Tudsz róla?

Hogy mi élõ és mi élettelen, gyakran nem is könnyû eldön-teni. Mert élõ-e vajon egy piacon árult görögdinnye? És élõ-e egy kukoricaszem? Az élet elsõ meghatározását ClaudeBernard [klód bernár] francia tudós adta meg, a 19. század-ban. Szerinte az élet „a minden élõlényben közös jelenségekösszessége”. Azaz élõnek tekinti mindazokat, amelyek álta-lában az élõlényre jellemzõ (közös) tulajdonságokkal rendel-keznek, életjelenségeket mutatnak.



64 AZ ÁLLATOK VILÁGA

17. Az állatok testszervezõdésé-nek áttekintése

A növények és a gombák mellett a többsejtû eukariótaszervezõdés harmadik fejlõdési vonalát, a ma élõ állatokképviselik. Kivétel nélkül heterotróf szervezetek. Õseikostorosok lehettek. A növényekhez hasonlóan, testüklegkisebb mûködési egysége a sejt (64.1. ábra).

AZ ÁLLATI SEJT

Az állati sejtet sejtfal soha nem határolja. Külsõ felszínétsejthártya képezi. Alapállománya a sejtplazma, ebbentalálhatók a sejtszervecskék. Közülük a sejtmag mindensejtben megvan, benne a sejtmagvacska is megfigyelhe-tõ. Ugyanakkor színtest soha nincsen bennük. Nemjellemzõek a zárványok sem, és csak ritkán vannakbennük sejtnedvvel telt sejtüregek.

Az állatok testszervezõdésük alapján lehetnek álszö-vetesek* és valódi szövetekkel rendelkezõ élõlények.

A SZIVACSOK ÉS A CSALÁNOZÓK

A legegyszerûbb testfelépítést az álszövetes szivacsok*és a már valódi szövetekkel rendelkezõ csalánozók mu-tatják (64.2–3. ábra). Testük alakja befõttesüvegre emlékez-tet, amelynek „fala” csupán két egymáshoz simuló sejtré-tegbõl, a külsõ és a belsõ csíralemezbõl* áll. Bevezetõnyílása az õsszájnyílás*, az öble pedig az õsbélüreg*.A szivacsok testében már eltérõ mûködésû sejtek cso-portjai figyelhetõk meg, de azok még nem szervezõdtekszövetekké. A csalánozók testét már szövetek építik fel.

64.1. Az állati sejt. Nevezz meg olyansajátosságokat, amelyekben az állatisejt eltér a növényi sejttõl!

64.2. Tanulmányozd az ábrán a szi-vacstest felépítését! Miért nevezzük ál-szövetes állatoknak a szivacsokat?

64.3. Mennyiben bonyolultabb a csa-lánozók testfelépítése a szivacsokénál?

64.4. Hasonlítsd össze a képen látható állatcsoportok tápcsa-tornájának felépítését, illetve tagoltságát!

<#>.4. A fonalférgek, a gyûrûsférgek, a puhatestûek, a rovarok,

központiüreg

víz

galléros ostoros sejtek

érzéksejt

idegsejt

csalánsejthám-

izomsejt

hámsejt

hám

szöv

et

örökítõanyag

mito-kondrium

lizoszóma

endoplazmatikushálózat

sejtmag

maghártya

sejthártya

Golgi-membrán [goldzsi]

sejtplazma


AZ ÁLLATOK TESTSZERVEZÕDÉSÉNEK ÁTTEKINTÉSE 65

65.1. A bélcsatorna kialakulása

65.3. Õsszájúak 65.2. Újszájúak

A TESTÜREGES ÁLLATOK

Mai ismereteink szerint az õsi csalánozókból az állatvi-lág fejlõdése két párhuzamos úton haladt tovább. Mind-két fejlõdési vonalra jellemzõ, hogy a külsõ és a belsõcsíralemez között egy kétrétegû középsõ csíralemez* iskialakul, amelynek két rétege között megjelenik a test-üreg* (64.4. ábra). Ezért a csalánozók és a szivacsok ki-vételével valamennyi többi állattörzs a testüregesek*nagy csoportját képezi. A csírarétegek a fejlõdés sorántöbb sejtrétegûvé válnak, szövetek, szervek alakulnak kibelõlük. Különbség a bélcsatorna kialakulásában van.Az egyik fejlõdési irányban a szivacsok és csalánozókõsszájnyílása alakult szájnyílássá, majd a test ellenkezõpólusán kialakult a végbélnyílás (65.1. ábra). Ezek az õs-szájú állatok (65.3. ábra). Legfontosabb képviselõika laposférgek*, a puhatestûek*, a fonálférgek, a gyû-rûsférgek* és az ízeltlábúak*.

A másik fejlõdési irányban az õsszájnyílás a végbél-nyílás feladatát veszi át. A bevezetõ szájnyílás a test el-lenkezõ oldalán alakul ki. Ezek az újszájúak (65.2. ábra).Ide soroljuk a tüskésbõrûeket, az elõgerinchúrosokat,a fejgerinchúrosokat és a gerinceseket*.


1. Melyek azok a sejtalkotók, amelyek a növényi sejtekben megvannak, de az állatisejtekbõl hiányoznak?

2. Miért tekinthetõk a szivacsok álszövetes állatoknak?

3. Mi a különbség az õsszájú és az újszájú állatok törzsfejlõdésében?

4. Mondj példát õsszájú és újszájú állatokra!

szedercsíra-állapot

hólyagcsíra-állapot

szájnyílás

szájnyílás

végbélnyílás

ÕSSZÁJÚAK ÚJSZÁJÚAK

végbélnyílás

õsszáj

bélcsíra



156 AZ ÉLETKÖZÖSSÉGEK ÁLTALÁNOS JELLEMZÕI

44. Környezet és tûrõképesség

AZ ÖKOLÓGIAI KÖRNYEZET

Az élõlények a természetben nem elszigetelten, hanemegymással és élettelen környezetükkel szoros kölcsön-hatásban élnek. A környezetük összetevõi közül csakazok képezik az ökológiai környezetet*(156.3. ábra), ame-lyek az élõlényekre ténylegesen is hatnak, azaz, amelyekmegváltozására az élõlény valamilyen módon reagál.

Például a nagy szarvasbogár lárvája öreg, korhadótölgyfák gyökereiben fejlõdik. Ha egy erdõben az öregtölgyfákat kivágják, erre a nagy szarvasbogár populáció„úgy reagál”, hogy kipusztul, mert nincs a nõstény bo-gárnak hová petéznie. Az öreg tölgyfák tehát környezetitényezõt jelentenek a nagy szarvasbogár számára.Ugyanakkor, ha ebbõl az erdõbõl a fiatal tölgyfákatvágják ki, az nincs befolyással a szarvasbogár populá-cióra, ezért a fiatal fák nem jelentenek számukra öko-lógiai környezetet.

Az ökológiai környezet tényezõi lehetnek élettelenek,és lehetnek élõk. Élettelen közülük a fény, a hõmérséklet,a csapadék, a talaj összetétele és tulajdonságai, a levegõösszetétele stb. Az élõ környezeti tényezõk az együttélõ egyéb különbözõ fajokhoz tartozó populációk egy-másra gyakorolt kölcsönhatásait jelentik.

élettevékenység

minimum optimum maximum

alsótûréshatár

felsõtûréshatár

kö

rnye

ze

tité

nye

zõ

tûréstartomány

156.1. Tûrõképességet ábrázoló grafi-kon. Az ilyen lefutású grafikonokat ha-ranggörbének nevezzük

156.2. A lombosmohák kizárólag erõsensavanyú talajú, bõséges vízellátottságúélõhelyeken élnek. Milyen a tûrõké-pességük erre a két környezeti tényezõ-re nézve?

156.3. Környezeti tényezõk


KÖRNYEZET ÉS TÛRÕKÉPESSÉG 157

A TÛRÕKÉPESSÉG

A populációknak azt a sajátosságát, hogy a környezetihatásokat érzékelik és azokra reagálnak, tûrõképesség-nek* nevezzük.

A környezeti tényezõk populációkra gyakorolt hatá-sát grafikusan egy haranggörbével szemléltethetjük(156.1. ábra). A görbe csúcsa lekerekített, és onnan mind-két irányban a vízszintes tengelyhez közelít. A grafikonvízszintes tengelyén a vizsgált környezeti tényezõ érté-kei szerepelnek. A függõleges tengelyre az életfolyama-tok mértékét, azaz az élõlény reakcióját vesszük fel.Elõfordulásuk, egyedszámuk, szaporodási képességükmértéke stb. a függõleges tengelyen szerepelhet, haaz a populáció jellemzésére szolgál. A vizsgált környe-zeti tényezõ még éppen elviselhetõ alsó tûréshatára a mi-nimumpont*, a felsõ tûréshatára pedig a maximumpont*.A két szélsõérték közé esik az ökológiai optimum*.Itt érzi legjobban magát a populáció, számára itt a leg-kedvezõbbek a feltételek. A tûrõképességet minden kör-nyezeti tényezõre külön-külön kell vizsgálnunk. Ame-lyik tényezõ értékváltozásait tág határok között elviselika populációk, arra nézve tágtûrésûek*. Például a hõ-mérsékletre nem érzékeny a puma, hiszen Észak-Ame-rikában mérséklet éghajlati körülmények között, Brazí-liában trópusi esõerdõkben, az Andokban az állandóhóborította területeken egyaránt él. Azok a populációkellenben, amelyek egy-egy tényezõ értékváltozásait csak

szûktûrés

tágtûrés

a környezeti tényezõ mértéke

élettevékenység

157.1. Az élõlények tûrõképességénekmértéke

157.2. Sebes pisztráng (1), fehér akác (2).Miben tér el a két élõlény tûrõké-

pessége?

157.3. Az állatok hõtûrõképességének grafikus ábrázolása

�C

�C

�C

�C

�C

�C

rénszarvas

hiúz kék cápa

siketfajd

mókus

csimpánz

éle

tte

vé

ke

nysé

gé

lett

evé

ke

nysé

g

éle

tte

vé

ke

nysé

gé

lett

evé

ke

nysé

g

éle

tte

vé

ke

nysé

gé

lett

evé

ke

nysé

g


158 AZ ÉLETKÖZÖSSÉGEK ÁLTALÁNOS JELLEMZÕI

szûk határok között képesek elviselni, szûktûrésûek*.Szûktûrésûek például a trópusi esõerdõk orchideái, mertcsak az állandóan meleg éghajlatú területeken élnek.(157.1–3. ábra)

Hasonlóan szûktûrésû a vízellátottsággal szembensok páfrány is, ezért csak állandóan nedves élõhelyekenfordulnak elõ. Az ilyen fajok elõfordulásukkal jelzikaz adott környezeti tényezõ értékét, ezért indikátor-szervezetek*. Indikátorszervezet például a csalán, mertcsak nitrogénben gazdag talajon él, a nád, mert az állan-dóan magas talajvízszintet jelzi, az erdei madársóska,mert csak savanyú kémhatású talajokon tenyészik stb.

A KORLÁTOZÓ TÉNYEZÕ

A populációk tûrõképessége az evolúció során kialakultgenetikai adottság (157.3. ábra). Egy populáció fennmara-dása számára mindig azok a környezeti tényezõk jelente-nek kritikus értéket, amelyek a tûrõképesség minimum-pontjához közelítenek. Például hiába gazdag egy talajnitrogénben, ha a növény egy csepp vizet sem kap, el-pusztul. Ebben az esetben a vízhiány korlátozza a növénymegmaradását. A minimumponthoz közelítõ tényezõa korlátozó tényezõ*. Ennek alapján megfogalmazottminimumtörvény* szerint a populációk elterjedését azoka környezeti hatások szabják meg, amelyek a harang-görbe szélsõértékei felé közelítenek.

AZ ÉLÕHELY

Az élõ és élettelen környezeti tényezõk hatásainak ered-ményeképpen az élõlények közösségei egy adott föld-rajzi térben, az élõhelyeiken* élnek. Az élõhely kifejezia populációk elõfordulási körülményeit.

Tudsz róla?

A populációk és az ökológiai kör-nyezetük kapcsolatrendszereit, tör-vényszerûségeit az ökológia tudo-mánya kutatja.

A korlátozó tényezõ hatását a hor-dómodellel szemléltethetjük. Haegy hordó dongái eltérõ hosszúsá-gúak, a hordó ûrtartalmát a legrövi-debb donga fogja megszabni. Azaz,hiába közelít az ökológiai tényezõktöbbsége az optimumhoz, ha akadközöttük olyan, amelyik a mini-mumhoz van közel. Ebben az eset-ben ugyanis a populáció elõfordulá-sát, fejlõdését ez a tényezõ fogjameghatározni. Hiába biztosítjuk mû-trágyával egyes tápelemek kellõadagját, ha egy másikból hiány van.

SMn Co Ca

PFeMoN

158.2. A hordómodell. Elsõsor-ban melyik környezeti tényezõ fogjamegszabni a képen látható talajon(hordó) élõ növények elõfordulását?


1. Miben más a hétköznapi értelemben vett és az ökológiai értelemben használt környezetfogalma?

2. Rajzold le egy hidegkedvelõ, tágtûrésû faj hõmérsékleti haranggörbéjét!

3. Mit fejez ki a minimumtörvény?

4. Mondj konkrét példákat korlátozó tényezõkre!

5. Mi az élõhely?



210 ÖRÖKLÕDÉS

58. Az öröklõdés alapjai

Az élõlényeknek számtalan tulajdonságuk van. Testüket,sejtjeiket, különbözõ anyagok építik fel. Molekuláik,sejtalkotóik, sejtjeik, szöveteik és szerveik meghatározottmûködéseket végeznek. A felépítésbeli és mûködésbe-li sajátosságok kialakulása az élõlények öröklöttségének,a DNS-állomány felépítésének és mûködésének követ-kezménye.

A FENOTÍPUS ÉS A GENOTÍPUS

Az élõlények tulajdonságainak összességét fenotípus-nak* nevezzük, ami megjelenési formát jelent. A teljesöröklöttség neve genom*, ez azonos a sejtmag DNS-mo-lekuláinak összességével. A genom azonban számosolyan részt is tartalmaz, amely az egyed életében soha-sem mûködik, tehát nem vesz részt a fenotípus kialaku-lásában. A genomnak a fenotípust kialakító, mûködõrésze a genotípus*. A fenotípus és a genotípus kifejezése-ket egy-egy tulajdonságra nézve is használjuk. Ekkora fenotípus magát a tulajdonságot jelenti, a genotípuspedig az õt létrehozó örökítõanyag részletet (210.1–2. ábra).

210.1. A fenotípus a látható sajátossá-gok összessége

210.2. A borsó virágszínének öröklõdése két nemzedéken (F1, F2) keresztül; A = uralkodó allél (domináns),a = lappangó allél (recesszív)

PP

P

F1

F2

G

G

PF

PP

PF

PF PF FF

PF PF

P FP F

P PF F

fenotípus: 1 : 2 : 1

1 : 2 : 1genotípus:

FF

P

F1

F2

FENOTÍPUSOK GENOTÍPUSOK

A

A

A

A

A

A

A

A A

A

A

A

a

a a

a

a

a a a a

a

a

a

kromoszómáktesti sejtek

testi sejtek

testi sejtek

ivarsejtek

ivarsejtek

homozigóta

homo-zigóták

hetero-zigóták

homozigótaheterozigóta heterozigóta


AZ ÖRÖKLÕDÉS ALAPJAI 211

AZ ALLÉLEK ÉS KELETKEZÉSÜK

Az örökítõanyag a sejtmag kromoszómáiban található.A kromoszómák a tulajdonságokat meghatározó géneksorából és a gének mûködését szabályozó DNS-szaka-szokból állnak. A gén a kromoszóma meghatározottszakaszán helyezkedik el, ez a génhely, idegen szóvallókusz. A diploid szervezetekben a homológ kromoszó-mákon a génhely mindig ugyanazon a szakaszon van.Az itt található két homológ gén lehet teljesen azonos,de el is térhet egymástól, mert a géneknek több válto-zatuk is lehet. A génváltozatok vagy allélek* az örökí-tõanyag megváltozásával, mutációval* jöttek létre.A mutáció, hirtelen fellépõ és örökletes. Az oka leheta DNS-lánc összetételében valamilyen külsõ hatásra be-következett változás, vagy a DNS megkettõzõdésekora másolásban bekövetkezett hiba. Az eredetitõl eltérõnukleotid vagy nukleotidok beépülése már más fehérjeszintézisét, más tulajdonság megjelenését eredményez-heti. (211.1. ábra)

Vannak olyan tulajdonságok, amelyeket több gén isörökít. Ezekben az esetekben egy egyedben többfélegénváltozat is lehet.

A HOMOZIGÓTÁK ÉS A HETEROZIGÓTÁK

Ha a homológ kromoszómák homológ génhelyén azo-nos génváltozat van, az egyed erre a génre (tulajdonság-ra) nézve homozigóta*. Ha viszont a két homológ génhe-lyen más-más génváltozat található, akkor az egyed errea génre (tulajdonságra) nézve heterozigóta* (211.3. ábra).Az utóbbi esetben az egyik génváltozat mûködése során

Aa

A

A

A

A A

A

a

a

a

a a

a

AaBb

Ab aB abAB

A a

b B

A a

bB

A

a

b

B

A

a b

B

A

a

b

B

211.1. Mi a következménye az egyeskromoszómaszerkezeti mutációknaka génekre vonatkozóan?

211.3. Haploid sejtek (pl. ivarsejtek vagy spórák) kialakulása meiózissal egy gén (1) és két gén (2) példáján

eredetikromoszóma

a kromoszóma-rész kiesése

a kromoszómarészmegfordulása

a kromoszómarészáthelyezõdése

a kromoszómarészkicserélõdése

a kromoszómarészmegkettõzõdése

211.2. Mi a következménye annak, haazonosak az allélek, illetve ha különbö-zõek az átkeresztezõdõ kromoszómaré-szekben?


212 ÖRÖKLÕDÉS

teljesen vagy részlegesen elnyomhatja a másik hatását.Az ilyen génváltozatot dominánsnak* (uralkodónak),az elnyomottat pedig recesszívnek* (lappangónak)nevezzük. A domináns génváltozat akkor is kifejti a ha-tását, ha csak az egyik génhelyen van meg, a recesszívviszont csak akkor, ha mindkét génhelyen ilyen génvál-tozat található.

A GENETIKAI KERESZTEZÉSEK

A tulajdonságok öröklõdését keresztezési vizsgálatokkaltanulmányozzák. Általában ugyanarra a tulajdonságranézve, két eltérõ tulajdonságú egyedet ivarosan szapo-rítanak. Az utódokat több nemzedéken keresztül egymásközött szaporítják, és figyelik a tulajdonságok öröklõ-dését. A keresztezések leírásában a szülõi nemzedéket P-vel jelölik (a latin parentes [parentesz] = szülõk szókezdõbetûje alapján), az utódnemzedékeket pedig F be-tûvel (a latin filialis generatio [filiálisz generáció] = utód-nemzedék szó kezdõbetûje). Az egymást követõ nem-zedékeket az F betû indexe jelöli (F1, F2, F3 stb.).A keresztezés jele a leírásokban „×”. Az alléleket azonosbetûkkel jelöljük, két allél esetén például egy nagy (A)és egy kicsi (a) használatos. Nagybetûvel a domináns,kisbetûvel pedig a recesszív allélt jelöljük. Ennek meg-felelõen egy homozigóta egyed allélösszetétele egygénpár esetén AA vagy aa, a heterozigótáé pedig Aa.

A keresztezési kísérletekben a szülõk általábanhomozigóták, csak mindkettõ más-más tulajdonságvál-tozatra nézve az. A keresztezési kísérletekben tapasztal-ható eredmények mögött a meiózis folyamata áll.A létrejövõ ivarsejtekbe (utódsejtekbe) szabályos osztó-dás esetén a homológ kromoszómapároknak csakisaz egyik tagja kerülhet be, kettõ sohasem. A keresztezésikísérletekben a kétféle tulajdonságváltozatú, homozigótaszülõk utódaként az F1 nemzedékben heterozigóták,más néven hibridek jönnek létre.

A monohibrid keresztezésekben* csak egyetlen tulaj-donság változatainak öröklõdését vizsgáljuk.

Tételezzük fel, hogy a szülõk allélössztétele a vizsgálttulajdonságra nézve az egyik homozigóta domináns,a másik homozigóta recesszív. A vizsgált tulajdonságranézve a szülõk genotípusa AA, illetve aa, ivarsejteikpedig A és a.

Érettségire

A mutációkat külsõ hatás is kivált-hatja. Ezek a mutagén anyagok, illet-ve hatások. Mutációs hatása leheta röntgen- és az UV sugárzásnak,kémiai anyagoknak stb. A mutációnemcsak egyes géneket, hanemnagyobb kromoszómarészleteket,sõt kromoszómákat vagy a teljeskromoszómaszerelvényt is érint-heti. A rákos megbetegedések egyrésze mutációkkal hozható össze-függésbe.

212.1. Az anyai (piros) és apai (kék)eredetû kromoszómák véletlenszerûeloszlásának következménye. Hatá-rozd meg az utódsejt-variációk lehetsé-ges számát 2 és 4 kromoszómapár ese-tén!


P

F1

G

utódarány: mind sárga

Aa

Aa

Aa

Aa

AA aa

A A a a

AZ ÖRÖKLÕDÉS ALAPJAI 213

Mivel elméletben akármelyik hímivarsejt bármelyikpetesejtet megtermékenyítheti, az utódok allélösszetételea kombinációs tábla segítségével határozható meg.(213.2.1. ábra)

A második nemzedékben az F1 egyedeit egymás kö-zött keresztezve az tapasztalható, hogy 1db egyik gén-re homozigóta AA, 2db heterozigóta Aa és 1db a másikgénre homozigóta aa egyed keletkezhet.

A tábla az utódok kialakulásának valószínûségéread felvilágosítást. (Egyetlen utód esetén 25% az AA,50% az Aa és 25% az aa kombináció megjelenésénekvalószínûsége.) (213.2.2. ábra)


1. Határozd meg a fenotípus és a genotípus fogalmát!

2. Hasonlítsd össze egy adott tulajdonságra nézve egy homozigóta és egy heterozigótaegyed allélösszetételét!

3. Mit értünk mutáción? Milyen következményei vannak?

4. A kombinációs tábla segítségével írd fel, hogy milyen allélösszetételû utódok várhatókegy adott tulajdonságra nézve egy homozigóta recesszív és egy heterozigóta egyedkeresztezése esetén!

F2

ivarsejtek A a

A AA Aa

a Aa aa

F1

ivarsejtek A A

a Aa Aa

a Aa Aa

F2

F1

G

utódarány: 3 : 1

AA

Aa

Aa

aa

Aa Aa

A Aa a

213.2. Monohibrid keresztezés. Egy homozigóta domináns és egy homozigóta recesszív egyed keresztezé-sének vizsgálata két utódnemzedéken keresztül.

KOMBINÁCIÓS TÁBLA KOMBINÁCIÓS TÁBLA

213.1. A borsó hüvelytermése

1 2


214 ÖRÖKLÕDÉS

Gregor Mendel a genetikatudományának megteremtõje(Olvasmány)

A mai értelemben vett tudományos genetika megalapí-tója Johann Gregor Mendel [jóhán grégor mendel](1822–1884), brünni, Ágoston-rendi szerzetes és amatõrbotanikus volt. Tanárkodása mellett minden idejéta növényi jellegek öröklõdésének vizsgálatára fordította.

Mendel szigorúan szabályozta kísérletei körülmé-nyeit, az eredményeket pedig statisztikai módszerekkeldolgozta fel, ezért juthatott el az öröklõdés alaptörvé-nyeinek felfedezéséig.

Mendel a borsó öröklõdési törvényszerûségét 1857-ben kezdte el vizsgálni. 70 növényen 287 keresztezõmegporzást végzett el úgy, hogy a növényeket magaporozta be. Nyolc éven át folytatott vizsgálataiból vontale a késõbb róla elnevezett Mendel-szabályokat, ame-lyekben az öröklõdés alaptörvényei fejezõdnek ki.

Eredményeirõl elõször a brünni TermészetvizsgálókEgyesületében számolt be 1865. február 7-én, majd1866-ban adta ki 44 oldalas monográfiáját Kísérleteknövényhibridekkel címmel. Elõadása és könyve aligkeltett visszhangot. Zavaró volt, hogy vizsgálatai a fajokállandóságának alapjait tárták fel olyan idõben, amikorDarwin [dávin] éppen a fajok változékonyságát bizo-nyította be, óriási tudományos szenzációt keltve. Mendelrendkívül csalódottá vált. Még egy kísérletet téve leveletírt eredményeirõl Karl Wilhelm von Nägelinek [kárlvilelm fon negeli] (1817–1891), aki a kor híres svájci bo-tanikusa volt. Mellékelte monográfiáját is. Nägeli azon-ban lekezelõ módon nyilatkozott munkájáról. Ez elbi-zonytalanította Mendelt, annak ellenére, hogy számosmás növényen (kukorica, csodatölcsér) a borsóhoz ha-sonló eredményeket kapott.

Mendelt 1868-ban apáttá választották, de kísérleteitfolytatta, az apátság lassan genetikai kutatóintézetté vált.Az apátság vezetése azonban egyre több idejét vetteigénybe, és a tudományos elismerés hiánya is elõ-segítette, hogy egyre inkább visszavonult a tudományosélettõl, mígnem 1884-ben hosszú betegség után elhunyt.

214.1. Gregor Mendel és a Kísérleteknövényhibridekkel címû könyvének egyoldala (l866-ból)

214.2. A borsó szaporítása mesterségesbeporzással


Documents

TERMÉSZETISMERET · BIOLÓGIA · FIZIKA · KÉMIA ...SEJTBIOLÓGIA VII. fejezet ÖRÖKLÕDÉS VIII. fejezet AZ ÉLÕVILÁG FEJLÕDÉSE II. fejezet A NÖVÉNYEK ÉS A GOMBÁK VILÁGA