Egzamin 2017, biologiczne podstawy
1. Obserwacje a doświadczenie
Obserwacja polega na systematycznym, planowym kierowaniu badaniami, poprzez systematyczny ogląd przedmiotów i zjawisk, opisywanie zaobserwowanych stanów i zmian.Celem obserwacji jest zebranie materiału (danych) do dalszych badań naukowych za pomocą metod analitycznych i uogólniających - syntetyzujących. Obserwacja może być wykonywana bezpośrednio lub za pomocą odpowiednich przyrządów.Eksperyment – w naukach przyrodniczych i społecznych zbiór działań wzbudzających w obiektach materialnych określone reakcje i zjawiska w warunkach pozwalających kontrolować wszelkie istotne czynniki, które poddaje się dokładnej obserwacji.
2. Aspekty życia
Życie w biologii ma dwie, związane ze sobą definicje:
zespół procesów życiowych – swoistych, wysoko zorganizowanych funkcjonalnie (w cykle i sieci), przemian fizycznych i reakcji chemicznych, zachodzących w otwartych termodynamicznie, wyodrębnionych z otoczenia układach fizycznych (zawierających zawsze kwasy nukleinowe i białka, według stanu współczesnej wiedzy), zbudowanych morfologicznie (o hierarchicznej strukturze), składających się z jednej lub wielu komórek (organizmach, osobnikach) oraz swoistych zjawisk biologicznych, zachodzących z udziałem tych organizmów – istniejący na Ziemi, a być może też na innych planetach.
właściwość pewnych układów fizycznych (→ organizmów), w których zachodzą procesy życiowe.
W ciągu całej historii powstało wiele teorii odwołujących się do życia, m.in. materializm, hilemorfizm i witalizm. Mimo to, zdefiniowanie życia również współcześnie jest problemem dla naukowców i filozofów.
Najmniejszą jednostką życia jest organizm. Organizmy mogą składać się z jednej lub więcej komórek, przechodzą metabolizm, utrzymują homeostazę, mogą rosnąć, reagują na bodźce, rozmnażają się (płciowo lub bezpłciowo), oraz, drogą ewolucji, dopasowują się do otaczającego ich środowiska w ciągu kolejnych pokoleń. W biosferze Ziemi można znaleźć wiele różnorodnych organizmów, których życie opiera się na węglu oraz wodzie. Organizmy dzielą się m.in. na rośliny, zwierzęta, grzyby, protisty, archeony i bakterie. Kryteria życia w niektórych przypadkach bywają niejednoznaczne, w związku z czym, w zależności od źródła, stworzenia takie jak wirusy, wiroidy czy sztuczne życie są niezaliczane do organizmów żywych.
3. Atrybuty życia
– specyficzna organizacja, której podstawę stanowi budowa komórkowa,– własny metabolizm,– wewnętrzna stabilność dzięki utrzymywaniu homeostazy,– zdolność do przechowywania i przetwarzania informacji,w tym informacji genetycznej,– dziedziczenie cech podczas samopowielania i reprodukcji,– zmienność zachodząca w replikacji (odtwarzaniu materiału genetycznego) – warunkuje ewolucję organizmów,– możliwość oddziaływań między organizmami,– śmiertelność organizmów.
Funkcje życiowe organizmów:– odżywianie się,– oddychanie,– wydalanie,– rozmnażanie się i dziedziczenie cech,– wzrost i rozwój,– pobudliwość,– ruch,– przystosowanie się do zmian środowiska (adaptacja).
4. Cechy biologiczne człowieka
wyprostowaną postawę – cecha anatomiczna, która pozwala lepiej ogarnąć otoczenie, uwalnia przednie kończyny i pozwala wykorzystywać je do pracy;-chwytliwe ręce z ruchomymi palcami i przeciwstawnym kciukiem – pozwalają na wykonywanie skomplikowanych i delikatnych czynności;-wzrok skierowany na przód – widzenie trój-wymiarowe leprze organizowanie przestrzeni;-wielki mózg i złożony system nerwowy – umożliwiają wysoki rozwój życia psychicznego, rozwój intelektu.-złożony mechanizm głosowy – pozwala na rozwój mowy.-długa zależność dzieci od rodziców.
5. Komórki pobudliwe
Pobudliwość – zdolność komórek do reakcji na bodźce.
Komórki pobudliwe czyli wyróżniające się wyjątkową pobudliwością to miocyty i neurony. Komórki mogą reagować na bodźce zmianą struktury lub fizjologii (rozpoczęciem, osłabieniem albo nasileniem czynności).
Warunkiem pobudliwości neuronu jest istnienie potencjału spoczynkowego jego błony komórkowej. W potencjale spoczynkowym podczas odbierania, integrowania i przekazywania informacji następują zmiany w postaci potencjałów stopniowanych (pod wpływem bodźców podprogowych) i czynnościowych (pod wpływem bodźców co najmniej progowych).
6. Budowa komórki nerwowej
Neuron, komórka nerwowa – rodzaj elektrycznie pobudliwej komórki zdolnej do przetwarzania i przewodzenia informacji w postaci sygnału elektrycznego. Neurony są podstawowym elementem układu nerwowego zwierząt. Najwięcej neuronów znajduje się w ośrodkowym układzie nerwowym w skład którego wchodzi mózgowie oraz rdzeń kręgowy.
7. Przewodzenie ciągłe i skokowe impulsów w nerwie
Komórki nerwowe to budują układ nerwowy i to one odpowiedzialne są za przewodzenie impulsów. Przewodzenie impulsów jest przesuwanie się impulsu( potencjału czynnościowego) wzdłuż aksonu. Kierunek przesuwania impulsu jest określony od ciała komórki nerwowej do aksonu.
We włóknach bezmielinowych (bez komórek Schwanna) przewodzenie impulsu odbywa się w sposób ciągły. Tuż za falą depolaryzacyjną przesuwa się fala repolaryzacyjna. U człowieka szybkość przewodzenia w komórkach bezmielinowych jest wolna: 0,5- 2 m/s
We włóknach pokrytych osłonka mielinową impulsy przewodzone są bardzo szybko do 120 m/s. Zachodzi w nich przewodzenie skokowe.
Akson zakończony jest prosto lub jest rozgałęziony. Większość aksonów na zakończeniach posiada zgrubienia, czyli synapsy. Zakończenia te przekazują impuls na kolejną komórkę nerwowa. Po dotarciu impulsu do synapsy. Depolaryzacji ulega błona presynaptyczna synapsy. W wyniku depolaryzacji błony presynaptycznej do szczeliny synaptycznej wydzielane są transmitery. Każdy transmiter łączy się z właściwym receptorem na błonie postsynaptycznej. W ten sposób wywołana zostaje zmiana w polaryzacji w kolejnej komórce nerwowej. Jeżeli impuls przekroczy próg pobudliwości to potencjał czynnościowy jaki powstanie, wywoła falę depolaryzacyjna, która będzie biegła do zakończeń aksonalnych kolejnej komórki nerwowej. zostaje fala depolaryzacyjna na kolejnej komórce nerwowej.
Synapsy dzieli się na pobudzające i hamujące.
Synapsy pobudzające- błona postsynaptyczna ulega depolaryzacji, dzięki czemu impuls noże przebiegać w kolejnej komórce.
Synapsa hamująca- do szczeliny synaptycznej wydzielany jest mediator, który wywołuje hiperpolaryzacje. Aby doszło do depolaryzacji i pobudzenia komórki do przewodzenia bodźca, w tym przypadku musi dojść do wywołania silniejszego bodźca, który przekroczyłby próg pobudliwości.
Dzięki synapsom hamującym, bodźce o nieistotnym znaczeniu biologicznym są "wygaszane".
Transmitery pobudzające to: noradrenalina, adrenalina, serotonina, Ach(acetylocholina), dopamina, histamina.
Transmitery hamujące to: GABA i glicyna.
8. Komórka glejowa
Komórki glejowe lub glej stanowią obok komórek nerwowych drugi składnik tkanki nerwowej. Czasami wszystkie rodzaje komórek glejowych określane są wspólnie jako neuroglej.
Funkcja
Komórki glejowe ukazane przy pomocy Metody Golgiego.
Podobnie do wielkiej różnorodności komórek nerwowych, istnieje duże zróżnicowanie komórek glejowych. Jednak o ile wszystkie neurony pełnią właściwie tę samą funkcję, komórki glejowe mogą pełnić bardzo różne funkcje fizjologiczne. Komórki glejowe współtworzą barierę krew-mózg, pełnią istotną rolę w odżywianiu komórek nerwowych składnikami odżywczymi transportowanymi układem krążenia, syntetyzują wiele istotnych enzymów używanych m.in. do wytwarzania neuroprzekaźników, tworzą osłonki mielinowe aksonów, a nawet pełnią funkcje ochronne.
Współczesne badania pokazują też i takie funkcje, jakich dotychczas nikt się po komórkach glejowych nie spodziewał. W dorosłym mózgu ssaków, w tym ludzi, istnieje pewna mała liczba komórek prekursorowych oligodendrocytów, których znaczenie i funkcje pozostają nieznane, aczkolwiek zaobserwowano, że przy działaniu czynników uszkadzających istniejące dotychczas oligodendrocyty, komórki prekursorowe "aktywują się" i rozwijają się z nich nowe oligodendrocyty, chociaż w przypadku poważnych uszkodzeń taki mechanizm nie jest efektywny w "naprawianiu" oligodendrocytów. W 2008 roku odkryto w mózgu szczura, że niektóre z tych komórek prekursorowych zawierają w swojej błonie komórkowej napięciowo zależne kanały sodowe i potasowe, zaś ich błona komórkowa jest wrażliwa na depolaryzację i otrzymuje synapsy pobudzające i hamujące z aksonów komórek nerwowych. Ta grupa komórek jest w stanie generować potencjał czynnościowy podobnie, jak to czynią komórki nerwowe, podczas gdy komórki glejowe nie posiadają takich zdolności. Wykazano również, że glejowe komórki węchowe mogą stymulować regenerację uszkodzonych aksonów w rdzeniu kręgowym.
Podział komórek gleju
Mikroglej Makroglej Ośrodkowy układ nerwowy Astrocyty Oligodendrocyty Komórki ependymalne Glej radialny Polidendrocyty Obwodowy układ nerwowy
Komórki Schwanna (lemocyty) Mielinujące Niemielinujące Końcowe Komórki satelitarne
9. Rodzaj neuronów
Ze względu na liczbę wypustek (aksonów i dendrytów), neurony dzieli się na:
- jednobiegunowe (np. w podwzgórzu),
- rzekomojednobiegunowe (zwoje czuciowe nerwów czaszkowych i rdzeniowych),
- dwubiegunowe (np. w siatkówce oka),
- wielobiegunowe:
Z długim aksonem (np. neurony ruchome rdzenia kręgowego),
Z krótkim aksonem (np. neurony kojarzeniowe w istocie szarej mózgu i rdzenia kręgowego).
Pod względem kierunku przekazywania sygnałów neurony dzielimy na:
- Czuciowe (dośrodkowe), biegnące od receptora,
- ruchowe (odśrodkowe), biegnące od egektora,
- kojarzeniowe (pośredniczące), występujące między innymi , pomiędzy neuronami czuciowymi i ruchowymi.
Neurony dzieli się również według głównego wydzielanego neuroprzekaźnika , według tego kryterium wyróżnia się między innymi neuronu:
- cholinergiczne – głównym neuroprzekaźnikiem jest acetylocholina,
- dopaminergiczne – dopamina,
- GABA-ergiczne – kwas gamina-aminomasłowy (GABA)
- noradrenergiczne – noradrenalina itd.
10. Łuk odruchowy
Łuk odruchowy – droga, jaką przebywa impuls nerwowy od receptora bodźca poprzez neuron czuciowy, kojarzeniowy oraz ruchowy do efektora.
Łuk odruchowy składa się z:
1. receptora,
2. dośrodkowej drogi doprowadzającej (aferentnej) – nerw czuciowy,
3. ośrodka nerwowego,
4. ...
qbgirl