Biolgiai alapismeretek gyakorlat Biolgia az lettel foglalkoz termszettudomny

Biológiai alapismeretek gyakorlat

Biológia -az élettel foglalkozó természettudomány - bios+ logos - az élőlények eredetének, leszármazási kapcsolatainak, testfelépítésének, működésének, és a környezettel való kapcsolatának megismerésével foglalkozik.

Evolúció - szilárd kéreg, víz, légkör fejlődése, alakulása (kémiai evolúció) - az élet megjelenése Föld gazdag élővilága - 10 -30 millió élőlény is akár

A Földön előforduló fajok száma Vírusok 200 Baktériumok 2. 000 Algák (+ kékalgák) 50. 000 Gombák 100. 000 Zuzmók 18. 000 Mohák 23. 000 Harasztok 12. 000 Nyitvatermők 640 Zárvatermők 284. 000

Rendszertan • az élőlények csoportosításával, leírásával, elnevezésével foglalkozó tudományág. • A növényrendszertan kialakulása • a. Az ókori botanika Hippokrates Aristoteles Theophrastos Dioskorides Plinius

A főbb rendszerek 1. mesterséges rendszerek a. elméleti rendszerek (pl. Linné (1737): Genera Plantarum) b. gyakorlati rendszerek (pl. termesztés, felhasználás szerint) c. alfabetikus rendszerek (pl. Krüssmann dendrológiái) 2. természetes rendszerek (morfológiai rendszerek) • alaktani bélyegek hasonlósága alapján • külső és (később) belső bélyegek 3. fejlődéstörténeti (filogenetikai) rendszerek

b. A füveskönyvek korszaka (XV-XVII. sz. ) Brunfels Bock (Tragus) Matthiolus Lobelius Lonicerus Tabernaemontanus Clusius Melius (Juhász) Péter (1578) Bauhinus c. Linné és követői Az élőlényeket a Linné-féle rendszertan két nagy világra osztja: Növényvilág a botanika tudományának tárgya Állatvilág a zoológia tudományának tárgya Gombák, baktériumok? ?

• Karl Linné – Carolus Linnaeus svéd tudós (1707 -1778) rendszere: hetvenezer ismert faj. A fajt tekintette rendszere alapjának, megalkotta a legtöbb ma használatos rendszertani kategóriát és kettős nevezéktant – binomiális nomenklatúra • Hibája, hogy a fajok állandóságát hirdette. • 1735: Systema Naturae • 1753: Species Plantarum A binominális nomenklatúra (kettős nevezéktan): A rendszer alapegysége a faj, melynek neve mindig két névből áll: nemzetség- és fajnévből.

Kettős nevezéktan farkas • Genus-nemzetség • Species-faj • CANIS • LUPUS • Kutyafélék nemzetsége • Farkasok faja

A rendszerezés segédtudományai 1. Ősnövénytan (paleobotanika = fitopaleontológia) 2. Virágporszemtan (palinológia) 3. Szervezettan v. alaktan (morfológia) 4. Sejttan (citológia) 5. Örökléstan (genetika) 6. Élettan (fiziológia) 7. Rendellenességtan (teratológia) 8. Növényföldrajz (fitogeográfia) 9. Numerikus taxonómia 10. Kemotaxonómia 11. Molekuláris genetika

Rendszerezés alapegysége Faj: lényeges tulajdonságaikban megegyező, egymással szaporodni és termékeny utódot létrehozni képes egyedek összessége Alfaj, változat, alak/forma Fajta

Rendszerezés alapjai • sokáig domináló ún. „öt ország” (angolul: five kingdoms) elmélet: • 1. ország: Sejtmag nélküli (prokarióta) egysejtűek – Valódi baktériumok (ide tartoznak a kékmoszatok is) – Archeák • • 2. ország: Sejtmagvas (eukarióta) egysejtűek 3. ország: Gombák 4. ország: Növények 5. ország: Állatok

Rendszerezés alapjai • Az öt ország elméletének egyeduralmát az elmúlt években a legújabb genetikai eredmények alapján, az ún. „három domén” (three domains) elmélet váltotta fel: • 1. domén: Prokarióták – Archeák • 2. domén: Prokarióták – Baktériumok • 3. domén: Eukarióták – Növények országa (Plantae) – Állatok országa (Animalia) – Gombák országa (Fungi)

Faj feletti rangfokozatok (taxonok) species (sp. , spp. ) faj (-ok) subgenus alnemzetség genus nemzetség tribus Nemzetségcsoport - ea familia család subordo alrend ordo rend superordo felrend subclassis alosztály classis osztály subdivisio altagozat (altörzs) phylum (törzs) Subregnum alvilág regnum világ

A növényvilág evolúciója

A növényi legók • Sejttársulás • Minden sejt megőrzi önállóságát= • Nincs munkamegosztás • Pl. zöldmoszatok

Egyszerűbb szerveződési szintek • Sejtfonal • A legegyszerűbb többsejtes szerveződés • Rögzítősejt-vezérsejt • Feladatmegosztás Pl. zöldmoszatok

Egyszerűbb szerveződési szintek • Telepesek • A sejtek a tér minden kiterjedése irányában osztódnak • Pl. barna-vörösmoszatok, mohák

Vörösmoszatok: Egysejtű, fonalas, telepes szerveződés Édes/sós vízben előfordul Spórával szaporodik Pl. ír moszat Barnamoszat: Fonalas, telepes szerveződés Sós vízi életmód Spórák Pl. hólyagmoszat Zöldmoszat: Egysejtű, fonalas, telepes szerveződés Sós/édesvízi életmód Spórákkal szaporodik Pl. tengeri saláta Szárazföldi növények őse Moszatok

Növények országa Vörösmoszatok törzse Rendszertan Barnamoszatok törzse Zöldmoszatok törzse Mohák törzse Nyitvatermők törzse Harasztok törzse Zárvatermők törzse

Mohák törzse - Evolúciós zsákutca - már a karbonban 360290 millió éve is éltek. - Telepes szerveződésűek - Valódi szöveteik nincsenek ( száracska, levélke) - Spórákkal szaporodnak - Nemzedékváltakozás jellemző

Hajtásos növények Valódi szövetekkel rendelkeznek; Osztódó és állandósult szövetekkel szervekkel

Harasztok törzse Első valódi hajtásos növények ( szövettel, szervekkel)

Osztályok Korpafüvek Zsurlók Páfrányok

Páfrányok osztálya tagolt, nagy felületű levél spóratartó tokok levélfonákon, csoportban föld alatti szár [gyöktörzs]

Nyitvatermők törzse • A devon végén (375 -360 millió éve) megjelent új növény törzs, a nyitvatermők • egy újabb, érdekes szervvel, a virággal rendelkeznek. • Nevüket onnan kapták, hogy az ide tartozó növények virágaiban a termőlevél nem zárul magházzá, a magkezdemények szabadon ülnek a termőleveleken. • A nyitvatermők fás szárúak, többnyire örökzöld fák vagy cserjék. • A legtöbb faj tűlevelű, melyeket vastag viaszos réteg borít. • Ennek köszönhető, hogy keveset párologtatnak, így kiváló hő, szárazság- és fagytűrőek.

Zárvatermők törzse • A zárvatermők a növényvilág legfejlettebb törzse, napjainkban közel 240 ezer fajuk ismert. • A harasztokból fejlődött ki ez a törzs is. • Nevüket a magkezdemény zárt magházban történő fejlődéséről kapták. • A megtermékenyített virág terméssé fejlődik, ez tekinthető az ötödik szervüknek. • két osztályra a virág, a szár, a levél és a gyökér szerkezetében megfigyelhető jellegzetes különbségek alapján • egyszikűekre és a kétszikűekre oszthatók.

Növényi szövetek

Szövet definíciója: Hasonló alakú, azonos működésű sejtek csoportja Növényi szövetek: - harasztok törzse - nyitvatermők törzse - zárvatermők törzse szövetes növények szervekkel rendelkeznek (gyökér, szár, levél) leveles szár = hajtásos növények

Növényi szövetek csoportosítása I. Osztódószövetek II. Állandósult szövetek - az osztódószövetekből differenciálódnak 1. bőrszövet 2. szállítószövet-rendszer 3. alapszövetek

I. Osztódószövetek = merisztémák - a növény egész életében megőrzik osztódóképességüket - Jellemző: - vékony sejtfal, plazmában dúsak, nagy sejtmag Funkció: 1. hosszirányú növekedés a) csúcsi: hajtás- és gyökércsúcsban (← csúcsmerisztéma) b) köztes: lágyszárak szárcsomóiban, levél, virág, termés 2. vastagodás (← oldalmerisztéma = kambium) 3. belőle differenciálódnak az állandósult szövetek Elhelyezkedés: - hajtáscsúcs (megnyúlás) - gyökércsúcs (megnyúlás) - pázsitfűfélék: szártagok alapi részén (a csomók fölött) (köztes növekedés)

II. Bőrszövet Jellemző: -általában 1 sejtrétegű - a növény azévi szerveit borítja - sejtek szorosan illeszkednek - nem tartalmaznak zöld színtesteket (átlátszóak) - külső felszínükön: kutikula, viasz Funkció: védelem - UV sugárzás ellen - mechanikai hatások ellen - hideg ellen - párologtatás ellen - kártevők, fertőzések ellen stb.

A bőrszövet képződményei a) gázcserenyílások (sztómák) - akár 1000 db/mm 2 kétszikűek: levéfonákon, egyszikűek: levél mindkét oldalán vízfelszínen úszó növények: levél színén gyökéren soha nincs! részei: 2 db babszem alakú zárósejt + légrés

A bőrszövet képződményei b) növényi szőrök - egy vagy többsejtűek típusaik: - fedőszőr (pl. hideg ellen, párologtatás ellen) - mirigyszőr (váladéktermelés) - repítőszőr (magok, termések terjesztése) - csalánszőr (védekezés) - gyökérszőr (víz + ionok felszívásához a felszívó felület növelése)

A bőrszövet képződményei c) tüskék - olyan felületi képződmények, melyek felépítésében a bőrszövet alatti rétegek is részt vesznek - funkció: védekezés

A bőrszövet képződményei d) másodlagos bőrszövet - a növényi szervek növekedését a bőrszövet nem követi, elszakadozik, helyette a többéves szerveket másodlagos bőrszövet borítja = héjkéreg (→ fák, cserjék kérge) - gazdaságilag jelentős anyagokat is (pl. cserzőanyagok, kristályok, gyanta, alkaloidok) tartalmazhat - fahéjfa → élelmiszeripar - kininfa → gyógyszergyártás - paratölgy (6 -8 cm vastag periderma) → parafadugók, mentőövek stb. - a héjkérgen helyenként kialakuló nyílások a paraszemölcsök: sejtközötti járataik révén biztosítják az anyagforgalmat a belső szövetek és a külső környezet között

III. Alapszövetek - minden olyan állandósult szövet, ami nem bőrszövet vagy szállítószövet - típusai funkció szerint: - táplálékkészítő (= fotoszintetizáló = asszimiláló) - raktározó - víztartó - átszellőztető - szilárdító - kiválasztó

IV. Szállítószövet-rendszer szállított anyagok szerint a szállítószövet-rendszer két részre különül víz + ásványi anyagok gyökerek → levél (felfelé) kész szerves anyagok levél → minden szerv (lefelé) FARÉSZ HÁNCSRÉSZ elemei: - faparenchima - vízszállító sejtek - vízszállító csövek elemei: - háncsparenchima - rostasejtek - rostacsövek a sejtek a szállítás irányában megnyúltak

A FARÉSZ ELEMEI FAPARENCHIMA - élő sejtek - egymással érintkező harántfalaik ferdék (nagyobb felület) - harasztok, nyitvatermők, zárvatermők VÍZSZÁLLÍTÓ SEJTEK - elhalt sejtek - egymással érintkező harántfalaik lyukacsosak - harasztok, nyitvatermők, zárvatermők VÍZSZÁLLÍTÓ CSÖVEK - elhalt sejtek - egymással érintkező harántfalaik felszívódtak → csövek (cm → m!) - változatos sejtfalvastagodások - zárvatermők kialakulás az evolúció során kialakulás a növény egyedfejlődése során egyre nagyobb átmérő, hossz egyre vastagabb sejtfal

A HÁNCSRÉSZ ELEMEI HÁNCSPARENCHIMA - élő sejtek - egymással érintkező harántfalaik ferdék (nagyobb felület) - harasztok, nyitvatermők, zárvatermők ROSTASEJTEK - élő sejtek - egymással érintkező harántfalaik lyukacsosak, a lyukakon keresztül plazmahidak (gyorsabb szállítás + nagyobb anyagok) - harasztok, nyitvatermők, zárvatermők ROSTACSÖVEK - élő sejtek - egymással érintkező harántfalaik felszívódtak → csövek - zárvatermők kialakulás az evolúció során kialakulás a növény egyedfejlődése során egyre nagyobb átmérő, hossz egyre vastagabb sejtfal

egyrétegű henger-, köb-, laphám 1. Hámszövetek elszarusodó többrétegű henger-, laphám el nem szarusodó 2. Kötőszövetek lazarostos, tömöttrostos, rácsrostos; zsírszövet; vér; nyirok 3. Támasztószövetek porc-, csontszövet 4. Izomszövetek sima-, harántcsíkolt izomszövet, szívizom 5. Idegszövet

A HÁMSZÖVETEK (TELA EPITHALIS) MŰKÖDÉS ÉS SZERKEZET SZERINTI FELOSZTÁSA 1. FEDŐHÁM Elsődleges a védelem (főként mechanikai), környezettől történő elhatárolás, valamint az anyagforgalomban is részt vesz. Típusai: Egyrétegű hámok • egyrétegű laphám pl. : szemlencse felszínén (endothelium erek falán; mesothelium savóshártyák felületén)

• egyrétegű köbhám pl. : mirigykivezető csövek, vesecsatornák • egyrétegű hengerhám pl. : bélcső, gyomor felszínén (kutikulás bélcső; csillós petevezető, méh; többmagsoros csillós hengerhám légutak)

Többrétegű hámok • többrétegű el nem szarusodó laphám ( 3 rétegből áll) nyelőcső, szájüreg; nedves mechanikai hatásoknak kitett testfelszíneken • többrétegű elszarusodó laphám ( 5 réteg alkotja) külső testfelszíneken, pl. : talpbőr, tenyér

2. MIRIGYHÁM Váladéktermelés szekréció. Sok váladéktermelő sejt mirigyeket alkot. EXOKRIN (külső elválasztású, pl. : faggyú) A mirigyek lehetnek ENDOKRIN (belső elválasztású, pl. : hormonok) A mirigyek szerkezeti és működési egysége a végkamra 3 típusa: - csöves - bogyós - csöves-bogyós A mirigyek típusai: - egyszerű - elágazó - összetett

3. ÉRZÉKHÁM Érzékszervekben lévő, ingereket felfogni képes hámsejtek érzéksejt. Típusai: • primer érzékhám (pl. : szem retinája, orr hámja) a felvett ingerület másik idegsejtbe kerül át • szekunder érzékhám (pl. : fül, egyensúlyozási szerv) az ingerület az érzéksejtet körülfonó idegvégződésekre tevődik át

4. PIGMENTHÁM A sejtekben színanyagok találhatók pl. : szem, bőr színe 5. FELSZÍVÓHÁM A bélbolyhok felszínén nagy számban, főként hengerhámsejtek alkotják. HEFOP 3. 3. 1.

A KÖTŐSZÖVETEK (TELA CONJUNCTIVA) Sejtek, sejtközötti állomány, rostok alkotják. Sokféle funkció: hézagkitöltés, szövetpótlás, tápanyagszállítás, tápanyagraktározás, immunvédelem Fontosabb sejttípusok: mesenchymasejtek, retikulumsejtek, fibrocyták, histiocyták, hízósejtek, pigmentsejtek, zsírsejtek Rostípusok: kollagén (enyvadó) csontenyv, zselatin, „kocsonya” elasztikus (rugalmas) elasztin fehérje jól nyújtható retikuláris (rácsrost) szövedékszerű vékony rostok főként a nyirokrendszerben

A VÉR (SANGUIS) VÉRPLAZMA (55%) vérszérum ALAKOS ELEMEK (45%) fibrin vörösvérsejt fehérvérsejt vérlemezke ---------------------VÉRLEPÉNY vérszérum: víz (90%), ionok, cukrok, hormonok, vitaminok, anyagcsere bomlástermékek, aminosavak fibrin: rácsos szerkezetű fehérje véralvadás

VÉR – a folyékony kötőszövet • Fő testnedvünk, 5 liter • Feladata: O 2, CO 2, H 2 O, tápanyagszállítás • Immunreakciók • Hormonszállítás

A VÉR (ember) ALAKOS (sejtes) ELEMEI JELLEMZŐK vörös vértest fehérvérsejt vérlemezke száma (1 mm 3) 4, 5 -5, 5 millió 8 -10 ezer 200 -400 ezer nagysága 7 -8 m 5 -20 m 2 -5 m élettartama 120 nap 9 -14 nap vörös csontvelő, nyirokrendszer vörös csontvelő légzési gázok szállítása immunvédelem véralvadás keletkezés helye feladat

A CSONTOSODÁS TÍPUSAI elsődleges (primer) másodlagos (szekunder) • mesenchymából • kötőszövetből desmalis (pl. : koponyavarratok, csontvégek) (pl. : bőrcsontok – hüllők) • porcszövetből chondrogen perichondralis enchondralis a csöves csontok a belső csontszerkezet felszínén kialakítása metaplasztikus csontosodás: ín, porc elmeszedése (pl. : madarak lábizmainak inszövetében)

IZOMSZÖVETEK (tela muscularis) 1. SIMAIZOM – megnyúlt, orsó alakú sejtek. Alacsonyabbrendű állatok (pl. : puhatestűek) izomzata. Gerincesekben a zsigeri izomzatot alkotja. 2. HARÁNTCSÍKOLT IZOM – hosszú, megnyúlt rostok, harántcsíkolat, perifériális helyzetű sejtmagok. Előfordulása: ízeltlábúak izomzata, gerincesek vázizomzata 3. SZÍVIZOM – rövid, elágazó rostok, Eberth-féle vonalak

Az idegszövet (tela nervosa) • Az idegszövet ektodermális eredetű. • Sejtek, nyúlványok, végfácska, alapállomány • Az idegi kötőszövet a neuroglia (velőshüvely képzés, sejtek táplálása, védelme, beágyazása) • Központi – környéki idegrendszer Az idegszövet alapegysége a neuron (sejttest, denrit, axon, végfácska)

Többsejtű eukarióta állatok rendszere

Állatok országa

Szivacsok törzse (tavi szivacs) Csalánozók törzse (közönséges hidra, zöld hidra) polip és medúza forma Laposférgek törzse Osztályok – Örvényférgek (tejfehér örvényféreg) – Szívóférgek (májmétely) – Galandférgek (horgasfejű és simafejű galandféreg)

Gyűrűsférgek törzse • Kevéssértéjűek osztálya (földigiliszta) • Nadályok osztálya (orvosi pióca)

Puhatestűek törzse Csigák osztálya (éti csiga) Kagylók osztálya (közönséges festőkagyló) Fejlábúak osztálya (tintahalak, közönséges polip)

Ízeltlábúak törzse Osztályai: Rákok (alsóbb és felsőbbrendű rákok) Rovarok Pókszabásúak

Tüskésbőrűek törzse • • • Tengeri sünök Tengeri csillagok Tengeri kígyókarú csillagok Tengeri liliomok Tengeri uborkák

Gerincesek törzse Osztályok – Halak – Kétéltűek – Hüllők – Madarak – Emlősök