Biologi – Hjernen og nervesystemet

Posted i kategorien Biologi | Biologi 2 on the 11.04.2012
Download PDF

Nevroner

Tre typer

–          Sensorisk nervecelle: transporterer meldinger fra sanseorganer til ryggmarg og hjerne

–          Motorisk nervecelle: transporterer meldinger fra hjerne og ryggmarg til muskler og kjertler

–          Internevron: forbindelser i nervesystemet mellom andre nerveceller

–          Overfører signaler ved hjelp av elektriske impulser og kjemiske stoffer

–          Finnes i hjernen, ryggmargen og det perifere nervesystemet

–          Danner grunnlag for tanker og psykologiske funksjoner

–          Består av : dendritter – cellekropp – akson med myelinlag og ranviersk innsnevring – aksonende

–          Nervecellen er dekket av en beskyttende membran, men har ionekanaler (natriumkanaler og kaliumkanaler)

  • Innsiden er ladet med anioner og K+ ioner
  • Utsiden er ladet med Na+ og Cl
  • = innsiden er negativt ladet pga Clà spenningsforskjell på -70mV = hvilepotensialet

–          Aksjonspotensiale = nerveimpuls avføres etter simulering fra andre nerveceller

  • Ved hvilepotensialet er ionekanalene stengt, men 10 ganger mer Na ute enn inne
  • Nevronet stimuleres så Na-kanalene åpner seg, Na går inn = depolarisering – innsiden blir positiv
  • For å gå tilbake til hvilepotensialet åpnes kaliumkanaler og natriumkanaler stenges à kalium går ut
  • Vekselsvis åpnes disse kanalene og sender nervesignalet gjennom cellen
    • Absolutt refraktær periode: tidsintervall etter aksjonspotensiale da nevronet ikke kan stimuleres på nytt
    • Alle-eller-ingen-lov: styrke på stimuli ubetydelig, nervecellen fyrer med maks styrke eller ingenting
    • Trinndelt potensiale: endring i et nevrons elektriske potensiale proposjonalt med stimuli, ikke nok til aksjonspotensiale

–          Myelinlag (fettlag av gliaceller) rundt aksonet gjør at ionene ikke kan slippe gjennom, men dette kan de i de ranvierske innsnevringene (uten/tynt myelinlag) à depolarisering i en innsnevring aktiverer depolarisering i den neste (nervesignalet hopper mellom)

–          Signaloverføring mellom nevroner er en kjemisk overføring

–          Synaptisk kløft i enden av aksonet sender ut nevrotransmittere fra synaptiske hulrom som vandrer over kløften og fester seg i mottakermolekyler/reseptor

–          Kan føre til videre depolarisering eller stoppe nervesignalet à aksjonspotensiale eller trinndelt poteniale

–          Fjerner nevrotransmittere ved å ta de tilbake til aksonenden eller deaktiveres av nye nevrotransmittere

–          Acetylkolin: nevrotransmitter som er involvert i hukommelsen i noen nevrale nettverk og som opptrer i synapser ved muskler

–          Nervecellemodulator: nevrotransmitter som forsterker eller modifiserer aktiviteten til nerveceller

–          Psykoaktive medikamenter: påvirker hjerneaktivitet

Agonist: medikament som forsterker eller imiterer nevrotransmitters effekt

Antagonist: medikament som hemmer nevrotransmitters effekt

Nervesystemet

Deles inn i to:

–          Sentralnervesystemet: hjernen, den forlengede marg og ryggraden

–          Det perifere nervesystemet: alle nerveceller som forbinder sentralnervesystemet med muskler, kjertler og sanseorganer

–          Det perifere nervesystemet deles inn i

Det somatiske nervesystemet: sansing og motorikk, viljestyrt

Det autonome nervesystemet: aktiverer ufrivillige muskler, indre organer, ikke viljestyrt

–          Det autonome nervesystemet deles igjen inn i

Det parasympatiske nervesystemet: ”avslappende” effekt, virker inn ved normale situasjoner

Det sympatiske nervesystemet: aktiverende effekt, virker inn ved for eksempel stress

  • Homeostase: vedlikehold av biologisk likevekt

Studier av hjernen

–          Nevropsykologiske tester: oppgaver og spørsmål som måler non-verbal og verbal atferd, tester etter hjerneskader

–          Produsere hjerneskade ved elektriske impulser, medisinske inngrep eller innsprøyting av kjemikalier

–          Elektroencefalogram (EEG): apparat som registrerer nervecelleaktivitet ved hjelp av elektroder festet til hodebunnen

–          Hjerneavbildning

  • CT/CAT-skanning: hjernestruktur fra alle vinkler, røntgenstråler
  • MRI: detaljert bilde med farger av levende vev, magnetfelt

? STRUKTUR

–          PET: visuell avbildning av hvordan radioaktivt stoff absorberes av hjerneceller, indikerer hvor aktiv en celle er når spesifikke oppgaver gjøres

–          fMRI: visuelt bilde som viser blodstrømningene i hjernen tatt med mindre enn ett sekunds mellomrom

? FUNKSJON

Hjernens struktur og funksjon

Hjernen deles ofte i tre:

(1) Bakre del av hjernen: ligger rett over ryggmargen, inneholder lillehjernen og hjernestammen

–          Mest primitive del av hjernen

–          Inneholder hjernestammen

  • Margen: hjernestammestruktur som styrer livsviktige funksjoner, for eksempel hjerteslag og åndedrett
  • Hjernebroen: hjernestammestruktur med sensoriske og motoriske områder involvert i søvn og drøm

–          Og lillehjernen

  • Koordinasjon av bevegelse
  • Noen sider ved læring og hukommelse

(2) Mellomhjernen:

–          Inneholder klynger av sensoriske og motoriske nerveceller

–          Impulser til og fra øynene ligger her

–          Nettformet formasjon

  • Fingerformet struktur fra bakhjernen og forhjernen

Viktig for bevissthet, søvn og oppmerksomhet

  • Sender impulser til og aktiverer høyere hjernesentre (oppstigende del) og blokkerer selektivt noen former for input (nedstigende del)

(3)Forhjernen:

–          Mest avanserte del fra evolusjonistisk standpunkt

–          Storehjernen deles i venstre og høyre hjernehalvdel

–          Thalamus

  • Plassert over midthjernen
  • Hjernens sensoriske sentralbord, formidler hjerneimpulser videre

–          Hypotalamus

  • Ligger mellom thalamus og hypofysen
  • Kontrollerer autonome og hormonelle prosesser
  • Viktig  for emosjon og motivasjon

–          Det limbiske system

  • Hippocampus

Dannelse og lagring av minner

  • Amygdala

Organisere følelsesmessige og motivasjonelle responsmønstre, spesielt i sammenheng med frykt og aggresjon

–          Cerebral cortex/ hjernebark

  • Det grå, sammenfoldede ytre dekke av hjernen
  • Viktig for høyere ordens sansing, bevegelse, persepsjon, mentale prosesser
  • Inndeles i: Frontallappen, parientallappen, occipitallappen, temporallappen

–          Motor cortex, den motoriske hjernebarken

  • Bakre del  av frontallappen som kontrollerer viljestyrte bevegelser i motsatt  side av kroppen (kontrollerer over 600 muskler!)

–          Somatisk sensorisk cortex

  • Barkaktige remser i den fremste del av forntallappen som mottar sanseinntrykk fra motsatt side av kroppen

–          Wernickes område

  • Venstre hjernehalvdel, temporallappen
  • Talegjenkjennelse, språkforståelse

–          Brocas område

  • Venstre hjernehalvdel, frontallappen
  • Språkproduksjon

–          Assosiasjonshjernebarken

  • Områdene i den cerebrale hjernebarken som ikke har noen sensorisk- eller bevegelsesfunksjon, men involvert i persepsjon, språk og andre psykologiske funksjoner

? Frontallappen skiller mennesker fra dyr. Kattens frontallapp utgjør va 3,5% av hjernen, 29% hos mennesket

–          Prefrontal hjernebark

  • Område av frontallappen rett bak øynene
  • Planlegging, selvbevissthet og ansvar

–          Corpus callosum

  • Bredt bånd av hvite, myeliniserte fibre som sørger for kontakt og kommunikasjon mellom de to hjernehalvdelene
  • Lateralisering: graden av lokalisering av en funksjon i høyre/venstre hjernehalvdel
  • Studier av hjerneskader indikerte tidlig at
  • Venstre hjernehalvdel: språk, matematikk og logikk. POSITIVE FØLELSER
  • Høyre hjernehalvdel: musikalse, artistiske evner, forståelse av bilder og sammenhenger. NEGATIVE FØLELSER

–          Hjerneplastisitet: Hjernecellers evne til å forandre struktur og funksjon som følge av erfaring, aktivitet eller skade

Helbredelse av nervesystemet

–          Nervecelleproduksjon

–          Hjernestammceller: Umodne celler som kan spesialisere seg til alle typer celler hjernen trenger

Nervesystemets kontakt med det endokrine systemet

–          Begge er transportsystem for informasjon – endokrine systemet bruker sirkulasjonssystemet for frakting av hormoner, nervesystemet går raskere

–          Begge har reseptorer som kjemiske stoffer passer i som nøkkel i lås

–          Nerver aktiverer hjernen, hjernen aktiverer hormoner

–          Hormoner påvirker kroppen, følelser, tanker, lyster osv.

Nervesystemets kontakt med immunsystemet

–          Begge har evnen til å tolke, huske og respondere til stumuli

–          Fagocytter og lymfocytter har reseptorer for nevrotransmittere, kan altså påvirkes av kjemiske stoffer fra hjernen

–          Immunforsvarceller kan også produsere hormoner og nevrotransmittere

–          Stress, depresjon og pessimistisk tenkning svekker immunsystemet, mens optimistisk tankegang, humor og sosial kontakt opprettholder immunsystemets funksjon

Biologi 2 – Genetikk

Posted i kategorien Biologi 2 on the 07.02.2012
Download PDF

Gen er et avgrenset område av et kromsom som inneholder oppskriften på et funksjonelt produkt, ofte protein men også mRNA, tRNA.  Genet har et bestemt plass på kromosomet som kalles genets lokus. Hos to homologe kromosomer (kromosomer fra hver av foreldre som inneholder de samme genparene) har ett genpar ( genvarianter, allel, fra hvert sitt homologe kromosom) samme lokus.

Områdets bæreevne bestemmer individtetthten over tid (tenk graf)

Antall individer varierer over tid: immigrasjon, emigrasjon, dødelighet, reproduksjon, ressursgrunnlag, predasjon, parasitter, sykdommer og konkurranse (inter/intra).

Samvirkende gener: To forskjellige genpar på to forskjellige kromosomer påvirker en og samme egenskap. I et kromosompar finner vi gener som koder for eksempel pelsfarge. Men et annet gen som ligger på et annet kromosom påvirker om det i det hele tatt blir en fargeproduksjon. Ikke et bestemt fenotype forhold.

Ensvirkende gener: To genpar på to forskjellige kromosomer påvirker en og samme egenskap med samme virking. Hvis det er gitt fullstendig dominans, vil kun ett dominant gen bestemme at det lages genprodukt.

Letale og pleitrope gener

Noen genkombinasjoner er letale og indivdet med en slik genkombinasjon vil aborteres før fødselen. Denne genkombinasjonen påvirker både en egenskap, men også levedyktigheten til individet, og består derfor av pleitrope gener.

Kvantitative egenskaper

Flere (over tre) gener påvirker samme egenskap. For eksempel hudfarge. Antall dominante gener bestemmer fenotypen, fargestyrken til individet.  I tillegg spiller miljøet inn, mer soleksponering fører til en mørkere farge.

Imprinting

Koblede gener er gener som sitter på samme kromosom. Disse genene arves sammen gitt at det ikke skjer en overkrysning.

Overkrysning: Under profase I i meiosen ligger homologe kromosomer (for eksempel XX) tett inntil hverandre. Her kan kromosombiter mellom homologe kromosomer utveksles, ofte er det mellom gener som sitter langt fra hverandre på kromosomet. Ved hjelp av en rekke enzymer kan kromatidene kuttes tilfeldig, men identisk fra hver av de homologe kromosomene. Deretter kobles kromatidbitene sammen igjen på kryss og tvers.  Kromosomparet XY vil ikke kunne krysses fordi de ikke er homologe.

Overkrysning kan føre til en rekombinasjon av arveanlegget hvis det homologe kromosomparet har heterozygot genpar. Dvs at begge kromosomene som danner par inneholder ulik genvariant. Vanligvis vil meisosen føre til at det dannes fire haploide celler hvor to og to er identiske. Men etter overkrysning (hvor det er koblete gener og begge genvariantene er heterozygote) vil ingen være identiske. To av de haploide cellene vil være sammensatt av deler fra begge foreldre, og disse kalles rekombinanter. Hvert kromosom i rekombinantens kjønnscelle vil være en blanding av de to opprinnelige kromosomene i opphavscellen.

Eksempel på endring:

(to kromosomer, to ”stang”)

K         k

V         v

DNA-replikasjon (to kromsomer, fire kromatider)

K K     kk

V V      vv

Meiose, profase I

KK      kk

Vv       Vv

Mitose, fire haploide celler, derav to rekombinanter

k          K         k          K

V         v          v          V

 

Uten overkryssning:

  KV kv
kv    
kv    

 

Med overkryssning:

  kV Kv kv KV
kv        
kv        
kv        
kv        

 

Nye fenotyper. Dersom gene sitter langt fra hverandre på kromosomet, vil vi få relativt mange av de nye fenotypene. Hvis genene sitter nær hverandre, vil det være få av disse fenotypene.

 

Kromosomavvik

Imprinting

Genotype: sier noe om hvilke disposisjoner vi har for å utvikle en fenotype.

Fenotype: blir avgjort av miljøet.

For flere gener på autosomene er fenotypet avhengig om genet ble arvet fra mor eller far.

Det skjer en DNA-metylering under dannelsen av sæd- eller eggceller slik at gener som ikke passer seg for det kjønnet blir inaktivt. Imprintingen skjer ulik hos menn og kvinner slik at begge genvariantene ikke blir inaktive.

Koblete gener og overkrysning

Under profase 1 i meiosen kan det skje en overkrysning slik at genevariantene kan bytte plass.

Avl og stamtavler

Testkryssning. Hvis målet er å avle fram en dominant gen gjelder det å velge ut homozygote dominant genpar. Da kan man testkrysse med en recessiv fenotype. Hvis fenotypen i den nye generasjonen er 2:2, er det en heterozygot dominant genpar, men hvis fenotypen er kun 1, er det en homozygot dominant genpar.

Stamtavler: Antar monohybrid dominant.

31. a

Det er naturlig at det oftere skjer overkrysning (homologe kromosomer bytter sine søsterkromatider på kryss) mellom koblede gener (gener som sitter på samme kromosom, de arves sammen) som ligger langt fra hverandre på kromosomet, enn mellom gener som ligger svært nær hverandre. Dette er fordi i overkrysningen en

Under overkrysningen er det en rekke enzymer som kutter de homologe kromosomene akkurat samme DNA-sekvens. Disse bytter plass. Hvis de koblede genene ligger langt fra hverandre i kromosomet, vil de havne på hver sin kromosom i kromosomparret. Men hvis de koblede genene ligger nær hverandre, er det større sjanse for at begge er en del sv DNA-sekvensen som blir kuttet, og når DNA-sekvensene bytter plass, vil de fortsatt være en del av samme kromosom.

b. I oppgaven i boken er det antatt at det ikke har skjedd en overkrysning. Ved å se på der det skjer en overkrysning kan vi finne ut hvilke gener som ligger nærmes hverandre. Hvis det skjer en overkrysning er genene langt fra hverandre, men det motsatte hvis det ikke skjer en overkrysning.

Rekombinante gener er resultatet av overkrysning mellom to homologe kromosomer.

32.

Genotype: F, f

Fenotype: fri øreflipp, fast øreflipp

Er arveformen monohybrid dominant (én egenskap bestemt av ett genpar) ? – ta utgangspunkt i de individene som viser fenotypen til homozygot recessiv genotype (eks. ff)

Autosomer – 22 homologe kromosom par (lik størrelse på hvert par, på samme lokus i begge kromosomene er det ett allel i hver kromosom som koder for samme egenskap), 44 kromosomer

Kjønnskromosomer – 1 par (XX/XY), 2 kromosomer

To alleler danner et genotype. Hvis et allel finnes på begge kromosomene i kromosomparet, er det er homozygot individ (RR/rr)

Hvis det er to forskjellige alleler i det homologe kromosomparet, er individet heterozygot (Rr)

Krysningsskjema

Det homologe kromosomparet skiller lag i meiosen.

Dominant og recessivt arv

Monohybridarv: Arv med kun et genpar i homologe kromosompar.

Man kan avgjøre utfra avkommet om et allel er dominant eller recessiv. Forholdet mellom fenotypene kalles utspaltningforholdet.

F1-generasjonen: utspaltningsforhold på 3:1 er typisk for heterozygote individer og 1:1 for homozygote.

Testkrysning: For å finne genotype til dominant fenotype (Ff/FF?), må man krysse dette individet med homozygot recessiv individ. Utspaltningsforholdet vil avsløre genotypen. Lik fenotype på avkom avslører genotypen FF, mens ulike fenotyper = genotype Ff.

For mennesker, stamtavler.

Dihybridarv: Arv av to genpar (fire gener til sammen), hvor hvert par er plassert på hvert sitt homologe kromosompar. Et genpar er i et homolog kromosompar, og det andre genparet er i det andre homologe kromosomparet. Disse to genparene arves uavhengig av hverandre, dvs. de ikke er koplet.

P-generasjon: homozygote individer

FFSS x ffss

F1-generasjon: heterozygote individer (FfSs)

FfSs x FfSs

F2-generasjon: utspaltningforhold på 9 : 3 : 3 :1 er typisk for heterozygote individer når to genpar arves uavhengige. Et annet utspaltningsforhold kan tyde på letale gener hvor en genotype gir ikke levedyktige avkom.

 

Arv av to genpar (fire gener til sammen), hvor begge genpar er plassert på ett homologt kromosompar. Disse to genparene arves avhengige av hverandre, koplete gener. Arves som i monohybrid arv.

P-generasjon: homozygote individer

FFSS x ffss

F1-generasjon: heterozygote individer (FfSs)

FfSs x FfSs

F2-generasjonen: utspaltningsforhold på 3:1 er typisk for heterozygote invidivider (F1-generasjonen) når to genpar arves avhengig. Samme som i monohybridarv.

 

F1

Ufullstendig dominans, intermediær arv. Avkommets fenotype er en blanding av foreldrenes genotype, rosa av hvit og rødt. (FF, RR, FR)

Kodominans, begge egenskapene kommer til uttrykk, både store og små prikker.

Kjønnsbundet arv er nedarving av gener som sitter på X-kromosomet. Kjønnskromosomene kalles X og Y. Disse kromosomene bestemmer ikke kun kjønnet ved befruktning, men inneholder også gener som bestemmer andre egenskaper. Menn har heterozygot kromosomparet XY (ikke mulig med overkryssning), mens kvinner har homolog kromosompar XX (mulighet for overkryssning). X-kromosomet inneholder mange ulike gener, mens Y-kromosomet er lite og inneholder svært få gener. Genene som ligger på X-kromosomet hos mannen vil gi utslag hos mannen, uavhengig av dominans. Hos kvinner vil det skje en rasjonalisering (inakrivering ved DNA-metylering) av genene på X-kromosomene.

Egenskapene vil lettere komme til syne hos menn fordi de bare har ett X-kromosom. Recessive egenskaper vil komme til syne i fenotypen hos menn selv om personene bare har ett eksemplar av det genet. Det vil være flere menn med den egenskapen en kvinner.

 

Biologi 2 – Fotosyntesen

Posted i kategorien Biologi 2 on the 07.02.2012
Download PDF

Foregår i kloroplasten hos plantene.

Plantene omdanner lysenergi til kjemisk energi.

            I lysreaksjonen blir lysenergien bundet som kjemiskenergi i form av NADPH og ATP.

            I mørkereaksjonen blir CO2 fiksert til glukose ved hjelp av NADPH og ATP.

Reaksjonsligning: 6CO2 + 12 H2O – C6H12O6 + 6H2= + 6CO2

Lyset består av fotoner. Blått lys har fotoner med mer energi enn fotonene til rødt lys.

Når fotoner treffer et molekyl:

  1. fotonet blir reflektert, grønt lys
  2. fotonet går tvers gjennom, transmittert
  3. fotonet blir absorbert, (rødoransj og blålilla) i kloroplasten eller andre pigmenter
    1. energien i fotonet blir overført til molekylet,

i.     molekylet blir eksitert

  1. molekylet får eksitasjonsenergi

Eksitasjonsenergien gjør at molekylet vibrerer og sender videre energien til et annet molekyl.

Kloroplasten finnes i plantecellen. Den omformer lysenergi til kjemisk energi ved bruk av lys, CO2 og vann. Kloroplasten har egen DNA, plastom. Plastom koder for flere av proteinene som brukes under fotosyntesen. Kloroplasten ser slik ut:

Reaksjonene i fotosyntesen

  1. Fotodelen (lysreaksjonen) skjer i tylakloidmembranen.
    1. FS 2:

i.     Fotoner fra det kortbølgete lyset blir absorbert av pigmentene og overført til kjernen av reaksjonssenteret, som er et klorofyll a-pigment. Klorofyllet (pigmenter i kloroplasten som absorberer fotoner) får eksitasjonsenergi og vibrerer og sender videre det eksiterte elektronet i elektronkjeden (til et protein, cytokrom). Klorofyllet oksideres.

ii.     Noe av eksitasjonsenergien blir brukt til å spalte H2O i lumen slik at det blir dannet oksygen og frigjort elektroner. H2O – 2H+ + 1/2O2 + 2e-

iii.     En av de frigjorte elektronene erstatter det eksiterte elektronet i klorofyllet. Klorofyll blir redusert. Det skjer en redoks reaksjon.

iv.     Elektronene overføres til nye proteiner ved redoksreaksjoner.

v.     Siden elektronene reagerer med klorofyllet vil H+ fra vannspaltingen gjøre lumen positiv.

  1. FS 1:

i.     Fotoner fra langbølgetlys blir absorbert av pigmenter i et klorfyllmolekyl og overført til kjernen av reaksjonssentret (et klofyll a-pigment).

ii.     Den tilførte energien eksiterer elektronet fra klorofyllet og sender det videre til en ny elektrontransportkjede.

iii.     Energi fra to eksiterte elektroner blir brukt til å redusere NADP+ til NADPH + H+

iv.     Fordi elektronene til den spaltede vannmolekylet er sendt videre til elektrontransportkjeden, gjør H+-atomene lumen positiv ladet. H+-atomene går da ut gjennom ATPase i tyklaoidmembranen og ut i stroma. Ved hjelp av flere H+ omdanner ATPase ADP til ATP ved å hente fosfat grupper.

v.     Klorofyllelektronene eksiteres, klorofyllet tar bare opp det langbølgete lyset.

vi.     Redoks til proteiner

vii.     Enzymet ATPase vil få ADP til å ta opp og binde enda en fosfat slik at det blir omdannet til ATP. H+ i lumen vil også strømme inn til stroma gjennom ATPase og bindes til NADP der slik at det blir NADPH. NADP+ + H+ + 2e- -> NADPH

  1. Syntesedelen (mørkereaksjonen) skjer i stroma. CO2 og et hydrokarbon blir satt sammen (skjer seks ganger) til glukose ved hjelp av ATP og NADPH
    1. Karbonfiksering

i.     Enzymet rubisco (verdens vanligste/viktigste protein) setter sammen CO2 og et 5-karbon molekyl ved hjelp av H2O. Det blir dannet to 3-karbon molekyler.

  1. Reduksjon og dannelse av sukker

i.     De to 3-karbon molekylene blir redusert ved hjelp av ATP og NADPH. Det blir dannet to 3-karbon molekyler og et glukosemolekyl. ATP blir til ADP og NADPH blir il NADP.

  1. Regenering

Andre former for fotosyntese

Bruker ikke H2O som elektrondonor, men H2S, H2, NH3 og andre. Det vil si avfallsstoffene fra anaerob celleånding.

Har andre fotosyntesepigmenter enn klorofyll a og b. De er tilpasset andre lysforhold. Disse finnes kun hos laverestående planter og fotosynteserende bakterier.

Biologi 2 – Cellens livssyklus og proteiner

Posted i kategorien Biologi 2 on the 07.02.2012
Download PDF

 

Oppbygning av DNA-molekylet

Et nukleotid består av deoksyribose, et fosfation og en nitrogenbase (enten adenin, tymin, cytosin eller guanin). Disse nukleotidene er bundet til hverandre med kovalente bindinger (mellom deoksyribosene) og danner DNA-tråd. To DNA-tråder går sammen og danner en dobbelspiral kalt dobbelheliks (DNA-molekylet). Nitrogenbasene i begge trådene peker inn mot sentrum av molekylet. Hvert base er hydrogenbundet til en annen base på den andre DNA-tråden.  Adenin og Tymin er komlementære baser, og pares alltid sammen, mens Cytosin og Guanin er komplementære baser.

 

Beskrivelse og sammenheng mellom

Eukaryote celler Prokaryote celler
DNA inne i kjernen Har ikke cellekjerne, DNA ligger samlet i et bestemt område i cytosol
Mitokondrier og kloroplaster har eget DNA
DNA organiseres lineært, inneholder mange gener DNA er organisert i en ring, cellens eneste kromosom
Planter og dyr Bakterier, plasmider

 

Et gen koder for et produkt som har en funksjon i organismen. Et gen koder for et genprodukt og ikke en egenskap. Gen er et bestemt avsnitt av DNA-molekylet som koder for et protein og andre molekyler (for eksempel rRNA og tRNA). Koden ligger i DNA-sekvenser som kalles ekstoner. Bestemte gener har bestemte lokus på kromosomet. Baserekkefølgen i eksonen bestemmer koden. DNA-sekvensene i genet som ikke koder for et protein kalles introner.

DNA som ligger mellom genene er viktig i regulering av hvilke gener som skal være aktive. DNA-metylering er en prosess som regulerer genaktiviteten. Prosessen forekommer hos de fleste planter og dyr (eukaryote celler). Det blir festet en metylgruppe (-CH3) til flere cytosin-nitrogenbaser i genet. Gen med mange metylgrupper er ofte inaktive og blir ikke uttrykt som proteiner. Se øverst side 107.

Diploide organismer er de fleste dyr og planter og de inneholder diploide kroppsceller. Diploide celler inneholder dobbelt sett av homologe kromosomer som utgjør kromosompar. Et av parrene kommer fra mor og et fra far, som inneholder samme gener (nesten identisk baserekkefølge).

Kromosomene består av autosomer og kjønnskromosomer. Mennesket har 44 autosomer og to kjønnskromosomer. Halvparten fra mor, resten fra far.

 

Cellens livssyklus

Cellens livssyklus deles inn i en interfase og en delingsfase. Under interfasen vokser cellen og kopierer seg og DNA kveiles. Under delingsfasen deler cellen seg enten ved mitose eller meiose. Cellens livssyklus kontrolleres av cellens eget kontrollsystem.

Under interfasen kveiles ett DNA-molekyl rundt et proteinskjelett av histoner (åtte små proteiner) og danner ett kromosom som er tynn og lang.

I det siste nivået (det finnes fire) av kveilingen av DNA, før cellene skal dele seg, blir DNA-molekylet tykk og kort og finnes i to kopier, kalt søsterkromatider. Søsterkromatidene henger sammen i et bestemt område kalt sentromér, da ligner kromosomet på et kryss, hvor høyre ben og arm er en søsterkromatid, og venstre ben og arm er den andre.

DNA-replikasjon i eukaryote celler (interfase).

Kopiering av DNA – semikonservativ replikasjon

  1. Proteinskjelletet (histoner) som DNA-molekylet er kveilet rundt fjernes. Da pakkes DNA opp slik at det ikke lenger er i kromosomform. Enzymet helikase bryter hydrogenbindingene mellom basene slik at vi får to DNA-enkelttråder. Dette skjer på ulike steder i molekylet.
  2. Enzymet DNA-polymerase hydrogenbinder løse nukleotider (fra andre ødelagte celler, maten og det som var der fra før) til komplementære baser på hver av DNA-trådene.

Enzymet ligase danner fosfodiester-binding mellom fosfat og OH-gruppen på sukkret i et nukleotid, og binder de to DNA-frafmentene til hverandre.

De to nye dobbelheliksene bindes til histoner og kveiles opp på hvert sitt proteinskjelett.

  1. Resultat: to like DNA-molekyler, dobbelthelikser som er bundet til hverandre i sentroméren.

 

  1. Det kan settes inn gal base slik at baserekkefølgen blir annerledes, og det blir mutasjon. DNA-polymerase vil rette på feilen umiddelbart, men en rekke DNA-reparasjonsenzymer vil også komme etter og korrekturlese det nylagde DNAet.

Delingsfase – Mitose

En vanlig celledeling. Kromosomtallet og gen i de to dattercellene er identisk med morcellen.

Tar for meg et DNA-molekyl. Det har skjedd en vellykket DNA-replikasjon og de to DNA-molekylene har kveilet seg rundt et proteinskjelett av histoner og er i kromosomform med søsterkromatidene bundet sammen.

  1. Søsterkromatidene kveiles ytterligere opp og henger sammen i sentromér. I cellekjernen dannes det spindeltråder.
  2. Cellekjernemembranen oppløses. Spindeltråd fester seg til sentroméren i kromosomen. Kromosomen plasserer seg enkeltvis i midten av cellen.
  3. Spindeltrådene forkortes og trekker de to søsterkromatidene til hver sin ende.
  4. Spindeltrådene forsvinner og det dannes to nye cellekjernemembraner på hver sin ende. De to søsterkromatidene er i hver sin cellekjerne. Noe av kveilingen løses opp.

Etter mitose kommer cytokinese. Cellene separeres fysisk. Dannes to nye diploide celler (kromosomer i par, en fra mor, en fra far) med identisk DNA som opphavscellen. Disse nye cellene går inn i DNA-replikasjon, og forsetter syklusen.

I diploide celler finnes det dobbelt sett av kromosomer som inneholder gener som koder for samme protein. Et sett er homolog og utgjør et kromosompar. Mennesker har diploide kroppsceller som inneholder 46 kromsomer.

I haploide celler finnes det bare en utgave av et kromosomer. Kjønnsceller er haploide og inneholder 23 kromosomer.

Meiose – reduksjonsdeling, Diploide celler i spesialiserte organer deler seg til haploide celler (kromosomene er ikke i par, ikke homologe) for å kunne danne kjønnsceller.

Alle celler i kroppen inneholder alle 46 kromosomene. I spesialiserte diploidceller foregår meiosen. Her halverer cellen kromosomtallet og danner haploide kjønnsceller. En celle blir til fire kjønnsceller med forskjellige genkombinasjoner.

Kjønnsceller har bare ett enkelt sett med kromosomer, de er haploide. Dvs. En sædcelle og en eggcelle er haploide. Men disse går sammen og lager en zygote som er diploid (to haploide celler går sammen og danner et homologt kromosompar).

Først skjer det er en DNA-replikasjon (se ovenfor). Hvert kromosom blir delt i to identiske kromatider som henger sammen av sentroméren.

  1. I det siste nivået (det finnes fire) av kveilingen av DNA, blir DNA-molekylet tykk og kort og synlig i mikroskopet.
  2. Søsterkromatider til far og søsterkromatidene til mor danner sammen et homolog kromosompar. Kromosomparet legger seg inntil hverandre (her er det mulighet for overkrysning). I cellekjernen dannes det spindeltråder. (profase I)
  3. Cellekjernemembranen oppløses. Spindeltråd fester seg til sentroméren i kromosomene. De homologe kromosomene beveger seg parvis mot midten av cellen, og  ligger rett overfor hverandre.
  4. Spindeltrådene forkortes og trekker de to homologe kromosomene til hver sin ende.
  5. Spindeltrådene forsvinner og det dannes to nye cellekjernemembraner på hver sin ende. De to homologe kromosomene er i hver sin cellekjerne.
  6. Cellene separeres fysisk, og blir til to haploide celler. Disse går begge i gang med mitose. Videre tar jeg for meg kun den ene cellen, men samme prosess skjer i begge cellene.
  7. I cellekjernen dannes det spindeltråder.
  8. Cellekjernemembranen oppløses. Spindeltråd fester seg til sentroméren i kromosomen. Kromosomen plasserer seg i midten av cellen.
  9. Spindeltrådene forkortes og trekker de to søsterkromatidene til hver sin ende.
  10. Spindeltrådene forsvinner og det dannes to nye cellekjernemembraner på hver sin ende. De to søsterkromatidene er i hver sin cellekjerne. Noe av kveilingen løses opp.

Cytokinese: Cellen deler seg fysisk i to, det samme skjer med den andre haploide cellen, og vi får fire haploide kjønnsceller, der to og to er idebtisk like. Disse er kjønnsceller og har halvparten av kromosomene til den celle det ble startet med.

 

Sammenligning mellom meiose og mitose

  1. I mitose er det kun én deling, mens i meiose er det to delinger.
  2. I meiose er det en mulighet for overkrysning, mens det ikke er det i mitose.
  3. I mitose er resultatet to diploide celler, mens det i meiose er fire haploide celler. Resultatcellene i mitosen er genetisk like opphavscellen, mens i meiosen er de genetisk forkjellige fra opphavscellen og fra hverandre.

 

Forklare hvordan genetisk variasjon oppstår

  1. Tilfeldig fordeling av kromosomene: Ved befrukting blandes gener fra to ulike celler. Nye kombinasjoner av gener oppstår, og den nye generasjonen blir genetisk ulik opphavet.

Under meiose hos et menneske. Et kjønnscelle har 22 autosomer og ett kjønnskromosom (X eller Y). To kromosomer fra et kromosompar fordeles uavhengig av hverandre. Da finnes det 223 ulike kombinasjonsmuligheter av kromosomene i et kjønnscelle. Ved befrukting møter én sædcelle én eggecelle. Dette gir 223 x 223 = 246 mulige kombinasjoner av kromosomene når et menneskebarn blir til.

  1. Overkrysning: Under profase I i meiosen ligger homologe kromosomer (for eksempel XX) tett inntil hverandre. Her kan kromosombiter mellom homologe kromosomer utveksles, ofte er det mellom gener som sitter langt fra hverandre på kromosomet. Ved hjelp av en rekke enzymer kan kromatidene kuttes tilfeldig, men identisk fra hver av de homologe kromosomene. Deretter kobles kromatidbitene sammen igjen på kryss og tvers.  Kromosomparet XY vil ikke kunne krysses fordi de ikke er homologe.

Overkrysning kan føre til en rekombinasjon av arveanlegget hvis det homologe kromosomparet har heterozygot genpar. Dvs at begge kromosomene som danner par inneholder ulik genvariant Avkommet får kromosomer som er sammensatt av deler fra begge foreldre, og avkommet kalles en rekombinant. Hvert kromosom i rekombinantens kjønnscelle vil være en blanding av de to opprinnelige kromosomene i opphavscellen.

  1. Under DNA-replikasjon kan det oppstå mutasjoner slik at det gir en liten genetisk variasjon. Mutasjon oppstår ved at det settes inn feil base i den nye tråden. Det lages da en DNA med en annen baserekkefølge enn den opprinnelige. Informasjonen i genet vil da forandres.

Også i kjønnet formering vil mutasjoner under dannelsen av kjønnsceller kunne gi genetisk variasjon.

 

Proteiner

Oppbygning av RNA-polymerase

RNA-polymerase (IKKE DNA-polymerase) er et enzym som består av flere enheter med hver sin oppgave. Én del binder seg til genet som skal kopieres, en annen del bryter hydrogenbindingene i DNA-molekylet og en tredje del lager en RNA-tråd

RNA-tråd

RNA er bygd opp av nukleotider kovalentbundet til hverandre. Men nukleotidene består av ribose (et annet sukkermolekyl enn DNA-nukleotid, ikke deoksyribose), et fosfation og en nitrogenbase hvor basen tymin er byttet ut med uracil.

Proteinsyntese – dannelse av et protein

Tar for meg eukaryote celle.

  1. Transkripsjon:dannes en kopi av genet
    1. Enzymet RNA-polymerase fester seg til et bestemt DNA-sekvens, gen og bryter hydrogenbindingene der.
    2. RNA-polymerase tar for seg for eksempel venstre DNA-tråd. Enzymet lager en RNA-tråd (mRNA) ved å hente frie RNA-nukleotider fra cellekjernen og kovaletbinde de sammen slik at de er komplementære til DNA-tråden. Men hvis DNA-tråden har basen adenin, vil RNA-polymerase hente RNA-nukleotidet med basen uracil. mRNA vil være lik den høyre DNA-tråden bortsett fra at basen T i DNA-tråden er U i mRNA.
    3. På slutten av DNA-sekvensen er det et signal som forteller RNA-polymerase at transkripsjonen skal avsluttes. Enzymet løsner da den voksende mRNA fra DNA-tråden. Og DNA-molekylet lukker seg igjen.
    4. Enzymet spleisom kutter på begge sider av intronene i mRNA og spleiser eksonene (de med kode) sammen igjen.
    5. De riktig spleisede mRNA slipper ut av cellekjernemembranen til cytosol.
    6. Translasjon:produksjon av proteiner på ribosomene
      1. Enzymet tRNA-syntetase i cytosol gjenkjenner antikodonet til tRNA og binder det sammen med korrekt aminosyre (fra nedbrutte proteiner i cellen).
      2. Samtidig beveger et ribosom seg langs mRNA til det treffer et kodon (tre baser, base-triplett som koder for et aminosyre) som inneholder et startsignal, startkodon.
      3. Ribosomet gjenkjenner startkodonet på mRNA og henter en tRNA med komplementære antikodon.
      4. Kodonet på mRNA gjenkjennes av antikodonet på tRNA, og de baseparer ved at de komplementære basene bindes sammen i hydrogenbinding.
      5. Det er plass til to og to kodoner av mRNA i et robosom.
      6. rRNA i ribosomet gjør at aminosyrene på de to tRNA-ene (som er hydrogenbundet til mRNA kodonene i ribosomet) bringes så tett sammen at det dannes peptidbinding mellom aminosyrene.
      7. Den første tRNA går tilbake ut til cytosol, og mRNA beveger seg videre bortover. Da er det plass til en kodon til.
      8. tRNA med komplementær antikodon til den nye mRNA kodonen hentes. Aminosyren som er festet til de to tRNA-ene (som er i robosomet) danner en binding, slik at det nå er tre aminosyrer som er bundet til hverandre.
      9. Det dannes kjeder av aminosyrer som kalles polypeptidkjeder.
      10. Og slik fortsetter det til ribosomet registrerer en stoppsignal. Stoppkodonet fester en stoppfaktor til seg og løsner alle komponentene fra hverandre.

 

Regulerung av proteindannelsen

1. Regulering av transkripsjonen

Generelle transkripsjonsfaktorer i cellekjernen binder seg til en promotor. En promotor er en sekvens foran alle gener som forteller at her skal transkripsjonen starte. Deretter fester RNA-polymerase promotoren. RNA-polymerase starter transkripsjonen av genet.

Spesifikke transkripsjonsfaktorer fester seg til andre DNA-områder (enten enhancere eller silencere) som virker sammen med promotoren. En enhancer/silencer ligger på et DNA-sekvens foran genet. En spesifikk transkripsjonsfaktor binder seg til de. Hvis den S.transkripsjonsfaktoren binder seg til en enhancer, hjelper den generelle transkripsjonsfaktoren til å feste seg til promotoren. Den g.transkripsjonsfaktoren binder seg nå lettere igjen til RNA-polymerase og transkripsjonen er forsterket og kan starte. Hvis den s. Transkripsjonsfaktoren derimot er binder seg til silencer, vil den forhindre at transkripsjonen starter.

Hvis cellen vil at det skal dannes nye celler binder veksthormoner seg til reseptorer i cellemembraner. Det skjer flere reaksjoner i cellen som ender opp med å aktivere transkripsjonsfaktoren. Prosessen ender opp med at proteinet som dannes får cellen til å dele seg.

2. Nedbrytning av m-RNA

Enzymet RNA-ase i cytosol bryter ned m-RNA. Jo lenger et mRNA er i cytosol, jo flere polypetider vil bli translert i ribosomer.

3. Regulering av translasjonen

Translasjonsfaktorer er en del av ribosomet. De sørger for at translasjonen starter ved at mRNA fester seg riktig på ribosomet, ved å bringe riktig tRNA til mRNA og ved å bringe stoppfaktoren til mRNA når det er tid for det.

4. Metylering

DNA-metylering er en prosess som regulerer genaktiviteten. Prosessen forekommer hos de fleste planter og dyr (eukaryote celler). Det blir festet en metylgruppe (-CH3) til flere cytosin-nitrogenbaser i genet. Gen med mange metylgrupper er ofte inaktive og blir ikke uttrykt som proteiner. Se øverst side 107.

5. Mellomrommet mellom genene i DNA-molekylet…

…regulerer genaktiviteten.

Aminosyrer

Menneskecellen kan lage 11 forskjellige aminosyrer, 9 (essensielle aminosyrer) må vi få gjennom mat. Gir proteinet en spesiell egenskap og en spesifikk struktur. a-aminosyre har en aminogruppe (NH3) knyttet på den venstre siden av et sentralt C-atom og karboksylgruppe (COOH) knyttet på den høyresiden. På grunn av syren (COOH) og basen (NH3) opptrer aminosyrer som amfotære stoffer. Det er også knyttet et H-atom over C-atomet, mens det er knyttet en sidegruppe (R) under. Det er sidegruppen som gjør aminosyrer forskjellige.

R-gruppene har ulike polaritet, og det er dette som styrer foldingen av aminosyren. Det finnes ikke-polare R-grupper, uladete polare R-grupper og polare R-grupper.

Proteinenes strukturnivå

Aminosyrer binder seg sammen og danner peptidbindinger. Et proteiner kan være bygd opp av en polypeptidkjede eller flere (typisk med 100 til 600 aminosyrer). Proteiners struktur finnes i fire forskjellige nivåer og er avhengig av aminosyresammensetningen og R-gruppene i aminosyrene. R-gruppene i en aminosyre danner en binding med en annen R-gruppe i en annen aminosyre.

Primærstrukturen: Den rekkefølgen aminosyerene kommer etter hverandre på. Det blir bestemt av den gitte baserekkefølgen i mRNA. Primærstrukturen er grunnleggende for de andre strukturene.

Sekundærstrukturen: eks. Har en a-heliks (spiral, keratin) eller b-konformasjon (sikksakk, silke) struktur på grunn av  hydrogenbindinger (med O-atomet i COOH og H-atomet i NH3) mellom ulike aminosyrer i polypetidet.

 

Tertiær: består av flere sekundærstrukturer som kjemisk bundet (kuleformet, enzymer).

Kvartiærstruktur: organisasjonen av ulike polypeptider i et molekyl i forhold til hverandre. Hemoglobin består av fire polypetidkjeder.


Modifisering (sluttdannelsen) og transport av proteiner i cellen

Sortering av proteiner: Nylagde proteiner blir transportert av vesikler fra ER til golgioaparatet. Her blir proteinene samlet i gruppe med like destinasjoner. Hver gruppe blir samlet i en vesikkel, og transportert videre dit de skal.

Modifisering av proteiner: Spesifikke enzymer 1 sørger for typiske og viktige bindinger (som for eksempel disulfid-bindinger) mellom aminosyrer i et protein. Spesifikke enzymer 2 sørger for at de aller fleste aminosyrene enten er på en cis-form eller en trans-form. Hovedgruppe av enzymer 3 veileder for rettmessig folding av de forskjellige polypeptidkjedene i et protein.

 Enzymer – regulering – virkemåte

Enzymer (biologiske katalysatorer) er en gruppe proteiner med tertiærstruktur. Enzymer har som oppgave å sørge for at kjemisk reaksjoner skjer kontrollert og slik at det skjer raskere enn ellers.

Når man tilsetter et enzym i en reaksjon øker reaksjonshastigheten ved at aktiveringsenergien for reaksjonen senkes (det skal mindre energi til for at reaksjonen skal skje). Dette skjer fordi enzymer er spesifikke for noen få spesielle stoffer, de har ett eller flere aktive seter, fordi subtratene er løst festet til det aktive setet og fordi ferdige produktet frigjøres.

Enzymet selv blir ikke forandret eller ”brukt opp”.

Enzymer + Subtrater -> ES kompleks = Enzym + Produkter

Regulering av enzymaktiviteten

En konkurrerende hemmer sitter på det aktive setet i stedet for et subtrat slik at ingenting skjer.

Ikke-konkurrerende hemmer fester seg til et annet sted i enzymet og endrer på strukturen til det aktive setet slik at subtratet ikke vil passe like bra.

Nervegasser – hemmer enzymer irreversibelt.

Allosteriske enzymer – de forandrer seg selv slik at de er i aktiv form når det er behov for de, og i inaktiv form når det ikke er behov for de. Cellen gjør noen enzymer inaktive når det ikke er behov for dem ved å forandre formen ved hemming eller aktivering.

pH, temperatur og mengde subtrat og enzym påvirker alle enzymer. Når det er overskudd av enten syre eller base kan syre- eller basekomponenten reagere med deler av enzymet og forandre på ladningen til enzymet, og enzymets evne til å tiltrekke seg subtrater ødelegges. Hvis pH-en avviker stort fra pH-optimum, vil enzymet denaturer, den tertiæresturkturen blir ødelagt. Enzymet vil også denaturer hvis temperaturoptimum avviker stort fra temperaturen, men reaksjoner går raskere ved høyere temperaturer. En denaturereing er irreversibel.

Ved å øke konsentrasjonen eller temperaturen kan man også påvirke reaksjonshastigheten.

Biologi 2 – Kretsløpet til karbon og nitrogen

Posted i kategorien Biologi 2 on the 07.02.2012
Download PDF

Karbonets kretsløp

Karbonsyklusen er endeløs krets hvor fotosyntesen omgjør uorganisk karbon til organisk, og celleånding omgjør organisk karbon til uorganisk, osv.

Uorganisk karbon (for det meste CO2) er energifattig og stabilt i miljøet, mens organisk karbon (alle levende organismer og fossilt brensel) er energirikt og ustabilt. Man tilfører energi til uorganisk karbon for å lage organisk karbon, deretter kan organisk karbon omdannes til uorganisk og frigi energi.

  1. Planter på bakken og havet bruker solenergi til å gjøre om CO2 fra luften til C i form av druesukker (fotosyntese). Uorganisk karbon omdannes til organisk karbon.
  2. Det organiske karbonet som planetene produserer blir overført til alle andre organismer ved hjelp av nærigskjeder (dyr spiser planeter, dyr spiser dyr). Alle organismer får del i det organiske karbonet som planetene har produsert.
  3. I celleåndinghos dyr og nedbrytere, blir det organiske karbonet omdannet til uorganisk karbon og energi. Organismene bruker energien til alle formål i cellene.
    1. Det uorganiske karbonet blir frigitt tilbake til luften.
    2. På steder der det ikke er oksygen blir det organiske karbonet gjemt under bakken og fossilisert som torv, kull og olje.

                                               i.     Etter mange millioner år vil det organiske karbonet komme tilbake ved blant annet vulkanisme og kontinentaldrift.

                                              ii.     Men mennesker bruker dette fossile brenselet som råstoff og forbrenner det.

 

Nitrogenets kretsløp

Om lag 80% av atmosfæren er nitrogen. Både planter og dyr trenger nitrogen for å bygge opp aminosyrer, som igjen er byggesteiner for proteiner. Men de kan ikke ta opp nitrogen direkte. Frittlevende bakterier i jorda, eller knollbakterier som lever i symbiose med planter i erteblomstfamilien kan binde nitrogen fra luft.

Bakteriene oksiderer fritt nitrogen (N2) til nitrat (NO3) som plantene kan ta opp. Dyr må få alle nitrogenforbindelser fra plantene, direkte eller indirekte.

 

  1. Nitrogenfikserende bakterier som lever i symbiose med røttene til noen planter omdanner nitrogen fra luften om til ammoniakk. Ammoniakk reagerer med vann og danner ammoniumioner (NH4+). Ionene kan bli tatt opp av planter.
  2. Disse plantene blir spist opp av dyr, og disse dyrene får i seg nitrogenet fra plantene.
  3. Dyreavføring og døde rester etter dyr og planter blir nedbrutt av bakterier og sopp, som returnerer det organiske nitrogenet (aminosyrer) tilbake til ammoniumion.
  4. Ammoniumion blir omdannet til nitritt (NO2) som igjen blir omdannet til nitrat (NO3) av bakterier.
  5. Noe av nitratet er omdannet tilbake til nitrogengass ved hjelp av bakterier. Resten kan bli tatt opp av andre organismer som planter sammen med vann.
  6. Ved lynutladning blir nitrogen omdannet til nitrogenoksid som er vannløselig. Det kommer derfor ned til bakken med regnvannet og tilføres i jorda.

Bruk av enorme kunstgjødsel har ødelagt nitrogenkretsløpet. Nitrogenet som er i luften blir omdannet til noe vannløselig.

Biologi – Vekst og utvikling hos planter

Posted i kategorien Biologi | Biologi 2 on the 04.02.2012
Download PDF

Vekst:

–         Skyldes nedbryting av oppslagsnæring som ligger rundt embryoet i frøet

–         Kan også skyldes økning i tørrstoff(den mengden plantestoff som er igjen når planten har tørket ut)

–         En ytre påvirkning vil føre til en respons(reaksjon på cellenivå) i planten

Frøspiring:

–         Frøet er en egen formeringsenhet som består av et frøskall, et embryo og oppslagsnæring

–         Oppslagsnæringen består av forskjellige næringsstoffer

–         Frøet i tørr tilstand er som regel i en hvilefase og i denne hvilefasen kan den tåle svært ugunstige vilkår, f. Eks frost og tørke

à På den måten overvintrer mange arter som ikke tåler kulde eller tørke

–         Noen arter krever en viss mengde lys, mens andre må ha en viss kuldeperiode for å spire.

–         I frøskallet hos en del arter ligger det også hemmende stoffer, i all hovedsak hormoner, som må brytes ned før planteembryoet kan spire

à Viktig fordi embryoet ellers kunne startet en spiringsprosess om vinteren under en kort varmeperiode, noe som kunne føre til at den frosset i hjel når det ble kaldt igjen.

 

Plantehormoner:

–         Signalstoff som blir produsert et sted i en organisme og transportert til et annet sted hvor den påvirker noe. F. Eks dannelsen av proteiner

–         Produsert i vev hos planter, mens i kjertler hos dyr

–         Plante hormonene blir produsert direkte i det vevet hvor det skal virke, mens i dyr kan det fraktes til der hvor det skal brukes

à Årsak til planten kan være at de ikke har så velutviklete transportsystem for frakt av hormoner

 

Ulike plantehormoner:

–         Responstid er den tiden det tar før en stimulus har blitt møtt med en motreaksjon i planten

–         Auxiner: Stimulerer stengel- og rotvekst, fremmer celledifferensiering, fremmer vekst rettet mot lyset(fototropisme) og vekst påvirket av tyngdekrefter(geotropisme)

–         Etylen(gass): Fremmer modning av frukt og felling av blader og frukt. ”Aldringshormon”

–         Gibberelliner: Fremmer lengdevekst av stengel og bladvekst, kan bryte frøhvile og stimulere til blomstring og fruktutvikling

 

Praktisk bruk av plantehormoner:

–         Mange av hormonene er kartlagt og kan lages syntetisk

–         F. Eks etylen som er et modningshormon. Kan høste umodent frukt, frakte den og så modne den med etylen til det landet den skal til

–         Syntetiske auxiner brukes en del som sprøytemiddel i jordbruket og brukes mot ugras.

–         Syntetiske auxiner kan også brukes til å hindre spiring hos poteter under lagring

Bevegelser hos planter

–         Vekstbevegelser hos planter deles i to grupper; tropismer og nastier

–         En tropisme er en vekstreaksjon der det er et bestemt forhold mellom responsen og kilden som påvirker. Bevegelsen går i en retning

–         Nastier er vekstbevegelser der det ikke er noe bestemt forhold mellom responsen hos planten og kilden som påvirker planten. Bevegelsen er reversibel

Tropismer:

–         Fototropisme: Bevegelse mot lyset pga bladet danner mer auxin på skyggesiden, slik at planten bøyer seg på denne siden og bøyer seg mot lyskilden.

–         Geotropisme: Vekst som er styrt av tyngdekraften. Skyldes bevegelsen av stivelseholdige korn, amyloplaster.

–         Thigmotropisme: Enkelte planter klatrer opp langs en husvegg eller slynger seg om en stolpe. Skyldes at berøring er en kilde til påvirkning. Berøringen vil føre til    redusert lengdevekst i forhold til yttersiden av bladet eller planten, og planten kveiler seg derfor rundt gjenstanden. Kveiler seg rundt små spesialiserte blader som kalles slyngtråder.

–         Fotonasti: Planter som har blomster som åpner seg tidlig om morgen. Noen har også blader som endrer posisjon

–         Thigmonasti: Er som thimotropisme, noe som er utløst av en berøring. Planter bruker dette til å fange insekter. Eks: venusfellen.

 

Ytre påvirking av vekst og utvikling hos planter

Lys:

–         Forutsetning for en del av fotosyntesen.

–         Helt avgjørende for spiring, normal utvikling, vekst, blomstring, vinterhvile og knoppskyting

–         Fotoperiodisitet: En normal dag med regelmessig veksling mellom lys og mørke

–         Plantene har et eget system(fytokromsystemet) som fanger opp og registrerer lysmengden og dermed daglengden. En viss daglengde er f. Eks nødvendig for at en plante skal blomstre, mens en annen og kortere daglengde kan være med på å starte bladfelling.

–         Enkelte planter har spesialisert seg på å være lys- eller skyggeplanter.

–         Typiske skyggeplanter finer mann i bunnvegetasjonen i f. Eks en skog. De har mange kloroplaster for å fange opp lyset og utnytte det maksimalt.

–         Alger har ulike lysfangende pigmenter som i hovedsak fanger opp bølgelengder i ulike deler av lysspektret. Dette gjør at alger kan leve i ulike soner i havet eller vannet.

Karbondioksid:

–         Plantene er helt avhengige av dem

–         Pga. CO2 brukes som karbonkilde under fotosyntesen til å danne energirike forbindelse til glukose som senere omdannes til stivelse(plantenes oppslagsnæring)

–         Plantene har ingen transportsystem for CO2

–         CO2 diffunderer inn i bladene via spalteåpningene.

–         Spalteåpningene åpnes ved hjelp av lukkecellene dersom det er mye vann og lys for da er det gode forhold for fotosyntese, og planten trenger CO2.

–         Det finnes tre typer fotosyntese:

Ordinær fotosyntese(C3-planter):

–         De fleste planteartene som er tilpasset leveforholdene her i landet, er C3-planter.

–         Vanligste formen for fotosyntese

–         Effektiv, men kan danne mye O2 som fører til mindre effektiv fotosyntese.

Effektiv fotosyntese(C4-planter):

–         Planter som har tilpasset å leve i områder med mye lys og høye temperaturer

–         Disse plantene kan ta opp og lagre et overskudd av CO2 når forholdene er egnet til det.

–         Eks på slike plantearter er mais og sukkerrør

Vannsparende fotosyntese(CAM – planter):

–         Tilpasset å tåle perioder med ekstrem tørke.

–         Spalteåpningene er åpne om natta og lukket om dagen som betyr at de må lagre CO2 om natta for bruk om dagen.

–         Lagringen skjer i vakuolen og spalteåpningene kan være helt lukket om dagen, noe som fører til at vanntapet blir svært lavt

–         Men prosessen gjør fotosyntesen mindre effektiv

 

Vann:

–         Mengden vann begrenser helt klart en plantes vekst og utvikling

–         Noen plantearter prioriterer rotveksten og får dermed en rot som vil gå så dypt at tilgangen på vann blir mer konstant.

–         Blir røttene stående i vann, kan det hindre å få O2 og planten kan dø.

 

Predatorer og fiender:

–         Frøet er særlig utsatt fordi her finnes oppslagsnæringen

–         Enkelte planter bruker frøspisere til å spre frøene sine

–         Noen planter produserer giftige eller bitre bær og andre type frukter.

–         Finnskjegg som er en gras art inneholder mye kiselsyre, noe som lager mageproblemer hos beiteren

–         Viltvoksende tobakk beskytter seg fra larver ved å produsere mer nikotin i bladet. Dette tåler ikke larven og bytter plante

Hvis ikke det hjelper med nikotin, bruker den luktstoffer, altså bytter strategi

–         Mekanisk beskytter larvene seg ved å danne torner, nåler pigger eller brodder

–         Brennesle lager en kjemisk gift som stikkes inn i deg ved berøring

 

 

Biologi – Transportsystemer i planter og dyr

Posted i kategorien Biologi | Biologi 2 on the 04.02.2012
Download PDF

Transport:

Vann:

–         Består av ett oksygenatom og to hydrogenatomer

–         Oksygen er et elektronegativt atom, det vil si at det trekker mer på elektronene enn mange andre atomer

–         Har det vi kaller en polar kovalent binding; dvs. En svak positiv ladning rundt hydrogenatomene og en svak negativ ladning rundt oksygenatomet

 

Transportsystemer i planter:

–         Alger og moser har ikke noe spesialisert system for å transportere vann, mineraler, hormoner eller fotosynteseprodukter i planten, men baserer seg på diffusjon av stoffer

Korttransport:

–         Transport til naboceller eller korte avstander

–         Her benytter plantecellene seg av aktiv transport og diffusjon.

–         Transporten kan skje gjennom plasmodesmata(åpninger mellom celleveggene hos naboceller)

–         Bevegelse av stoffer gjennom plasmodesmata er i hovedsak passiv transport av stoffer mellom naboceller

Langtransport:

–         Et tre kan deles inn i tre deler: rotnettet, stammen og greinene med blader

–         Fotosyntesen foregår bare i de grønne delene

–         Kun rota som er i kontakt med vann og mineraler

–         Vann, mineraler, hormoner og fotosynteseprodukter blir fraktet i stengelen eller stammen.

–         De nakenfrøete har i sine transportsystemer trakeider som utvikler seg videre hos de dekkfrøete og blir vedrør.

Ledningsstrenger:

–         Langtransporten skjer i ledningsstrenger som er spesialiserte rørsystemer.

–         Enten går stoffet fra rota à bladet, eller fra produksjonsstedet à lagring/bruk.

–         Lagring er som regel i rota, mens bruken er i alle ikke-grønne deler av planten.

–         Vann og oppløste mineraler fraktes fra rot til blad i vedvevet.

–         Fotosynteseprodukter og noen andre stoffer blir fraktet i silvevet.

–         Ledningsstrenger består altså av vedvev og silvev
à Vedvev: – Består av sammenhengende vedrørceller slik som et rør.

– Satt sammen av døde celler.

à Silvev: – Består av silrørceller og følgeceller.

– Silrørcellene er levende celler

Rota:

–         Kan ikke utføre fotosyntese

–         Oppgaver: feste planten, skaffe vann og mineraler og lagring av næringsstoffer.

–         Vann kan bevege seg inn i rota ved å gå gjennom cellene eller mellom dem.

–         Mineralene fraktes i hovedsak gjennom cellene

–         De vanligste mineralene som tas opp på ioneform er:

Natriumioner, kaliumioner, magnesiumioner, klorid, fosfat, sulfat, nitrat/ammonium.

–         Konsentrasjonen av ionene er mye høyere inne i cellene enn utenfor i jordvannet. Ionene blir transportert aktivt inn i andre celler, og vann vil følge med passivt og gå dit hvor vannkonsentrasjonen er lavest.

–         Rota kan samarbeide med sopp og bakterier, ved symbiose. Planten gir næring, mens sopp og bakterier bidrar med beskyttelse og mineraler.

 

Stengel/stamme:

–         Må ikke være helt stiv, kan brekke. Må kunne bevege seg noe

–         De kreftene som trekker vannet opp i stengelen være større enn gravitasjonskraften.

–         Vannet fraktes opp takket være vannets kjemiske og fysiske strukturer.

–         Mesteparten av det vannet som blir absorbert av rota, blir transpirert av bladet. At det blir transpirert er en viktig trekkraft på vannsøylen i vedvevet.

Kohesjonskrefter:

–         Krefter som virker mellom vannmolekylene.

–         Pga det dannes hydrogenbindinger mellom vannmolekylene

Adhesjonskrefter:

–         Krefter som virker mellom vannmolekylene og cellulosemolekylene i celleveggen hos vedrørcellen.

Bladet:

–         I bladet foregår blant annet fotosyntesen(sollys til kjemisk energi)

–         I bladet foregår gassutvekslingen

–         Stor overflate, mer lys treffer bladet.

–         Stor overflate gir også et stort vanntap noe som er viktig for trekkraften

–         Stort vanntap kan føre til vannstress som danner et hormon som legger voks og cutin på oversiden av bladet som blir kalt kutikula.

–         Kutikula laget hindrer også sopp, bakterie og insekts – angrep

–         Sukkulenter er blader som har en særlig god tilpasning til varmt og tørt klima, eks kaktuspigger.

–         På undersiden av blader er det spalteåpninger omringet av to lukkeceller. Det er disse cellene som sammen kontrollerer strømmen av vann, CO2 og O2 inn og ut av planten.

–         Når lukkecellene tar opp vann, vil de svelle og bøye seg og det motsatte skjer når det er lite vann

–         En høy konsentrasjon av CO2 i bladet sørge for at åpningene lukkes

Transport i silvevet:

–         Kan transporteres både oppover og nedover i planten

–         Silvevsvæsken inneholder mye næring

–         Væsken blir fraktet fra grønt til ikke-grønt i planten

–         Følgecellen er avgjørende når væske skal inn og ut av silvevet

–         Bevegelsene i silvevet er drevet av diffusjon(krever semipermeabel membran)

–         Cytoplasmatiske strømninger er bevegelse ved bruk av ATP

Bevegelse av stoffer i silvevet:

–         Transporten av molekyler skjer ved at glukosemolekyler omdannes til sukrose og transporteres aktivt inn i følgecellen. Høy konsentrasjon av følgecellen av sukrose. Diffusjon til silrørscellen via plasmodesmata. Vann fra vedvevet beveger seg over ved diffusjon til silrørscellen(pga mye mindre vann i silrørscellen). Dette øker presset i silrørscellen og væsken beveger seg nedover. Sukrose blir transportert aktivt inn i følgecellen og vannet følger med ved diffusjon. Stoffene vil så i hovedsak diffundere inn til målcellen.

 

Transport hos dyr:

Regulering:

–         Transportorganene deles inn i:

* Sirkulasjon: Strøm av væsker, f. Eks blod

* Respirasjon: Opptak og utskilling av gasser

* Ekskresjon: Utskilling av CO2, vann med oppløste uorganiske salter, stoffer som er sure eller basiske, men ikke avfallsstoffer som inneholder nitrogen.

 

Kroppshule:

På et tidlig stadium er zygoten en kule som kalles blastula. Fra blastula skjer det en innvoksning som gir en krukkeform, gastrula. Innvokste delen kalles urtarm og  åpningen urmunn. Mellom overflaten og urtarmen har man et væskefylt rom som kalles kroppshule, og den har stor betydning for sirkulasjon, respirasjon og ekskresjon.

 

Sirkulasjon:

–         Blodåresystemet sørger for at ulike forbindelser blir fraktet omkring i kroppen.

–         Vi har åpent sirkulasjonssystem og lukket sirkulasjonssystem

Åpent sirkulasjonssystem:

–         Blodet blir pumpet gjennom arterier til ulike kroppsområder

–         Det finnes egne blodårer for retur av oksygenfattig blod, og de kalles vener.

Lukket sirkulasjonssystem:

–         Blodet kommer ikke i direkte kontakt med vevet, men går gjennom arterier og små blodårer, kapillærer, før det returnerer til hjertet via venene.

–         Det er fordel med lukket system, fordi blodet beveger seg raskere når trykket øker, og at blodet kan ledes direkte til de delene av kroppen som trenger det.

Enkelt blodsystem:

–         Blodet passerer gjennom hjertet en gang per omløp

Dobbelt blodsystem:

–         Blodet går to ganger gjennom hjertet per omløp

–         Lungekretsløp: fraktes blod gjennom organer for gassutveksling

–         Kroppskretsløp: Forsyner resten av kroppsvevet og organer med gasser og næringsstoffer

Hos flatormer:

–         Mangler eget sirkulasjonssystem

 

Hos leddormer:

–         Velutviklet sirkulasjonssystem som er lukket

–         Ekte kroppshule

–         Blodåresystemet går gjennom hele kroppen

–         Ryggåren kan fungere som et hjerte

–         Blodet er fargeløst væske

 

Hos insekter:

–         Åpent blodåresystem med en ryggåre og et hjerte plassert i bakkroppen

–         Væskestrømmen går fra bakdelen til fordelen i dyret

–         Fargeløst eller grønnfarget blod

–         Blodet hos insekter har ingen oppgaver knyttet til gassutveksling

 

Hos Virveldyr:

–         Arteriene får tykkere vegger som tåler høyere trykk

–         Venene som sender blodet tilbake til hjertet, er utstyrt med klaffer(hindrer at blodstrømmen går i feil retning)

–         Dobbelt sirkulasjonssystem

 

Hos beinfisk:

–         Lukket blodsystem

–         Hjerte med to kammer

–         Hjertet har klaffer

–         Har motstrømsprinsipp

–         Motstrømsprinsippet: Det kalde, oksygenfattige blodet fra halen blir varmet opp av varmt, oksygenrikt blod som skal ut i halen. Det varme blodet vil overføre sin varmeenergi til det kalde blodet, og halen vil da alltid være kald.

 

Hos amfibier:

–         Hjertet delt i to forkammer og ett hjertekammer

–         Dobbel sirkulasjon

–         Dobbel sirkulasjon fører til større trykk og er mer effektivt

 

Hos krypdyr:

–         Dobbelt blodåresystem

–         Hjertekammeret delt i nesten to atskilte rom

 

Hos fugler og pattedyr:

–         Lukket sirkulasjonssystem

–         Fire atskilte kammer fører til høyt drivende trykk

–         Noen har motstrømsprinsipp

 

Respirasjon:

–         Pustesystemet

 

Vannliv kontra landliv:

–         Dyr i vann har mindre tilgang på oksygen

–         Diffusjonen av gasser er langsommere i vann enn luft

–         På land er oksygenet god, men ved lav luftfuktighet risikerer man at åndingsorganene tørker ut og slutter å fungere.

 

Hos flatormer og leddormer:

–         All gassutveksling skjer direkte gjennom kroppsoverflaten hos flatormer

–         Gassutvekslingen hos leddormer skjer gjennom huden

 

Hos insekter:

–         Åpent blodåresystem

–         For å skaffe gass til celleånding er det hos insekter utviklet et system av fine rør, trakeer, som via en åpning, spirakel, forsyner alle cellene i kroppen med oksygen

–         Bevegelser i kroppen til insektet som fører til gassbevegelser i dette systemet

–         Hos vannlevende insekter er det såkalte trakegjeller. Her skjer gassutvekslingen som diffusjon fra vann til luft i trakeen

 

Hos fisk og amfibier:

–         Hos fisk er gjellene beskyttet av gjellelokk, mens amfibier har ubeskyttede gjeller på larvestadiet

–         Gjellene har tynne blodårer, kapillærer, hvor blodstrømmen går motsatt vei av vannet som strømmer over gjellene. Dette er motstrømsprinsippet.

–         Amfibier har en kombinasjon av respirasjon med gjeller, lunge og huden.

 

Hos krypdyr:

–         Velutviklende lunger fordi de ikke kan puste gjennom huden som er dekket av skjell.

–         Lungen kan strekke seg fra svelg til anus hos noen slanger

 

Hos fugler:

–         Et system med luftsekker som sørger for en kontinuerlig strøm av oksygenmettet luft gjennom lungen.

 

 

Hos pattedyr

– En nøye kontroll av blodstrømmen til hjernen og et lager av oksygen i muskulaturen gjør lange svømmeturer mulige, f. Eks for en hval.

 

 

Ekskresjon:

 

Hos flatormer, leddormer og insekter:

–         Skiller ut nitrogenavfallet gjennom egne, forgreinete kanaler, såkalte nefridier hos flatormer og leddormer.

–         Vi sier at celler som inneholder samme mengde oppløste salter eller andre osmotisk aktive partikler som omgivelsene, er isoosmotiske med miljøet. Har cellene større konsentrasjon, er de hyperosmotiske. Har de lavere konsentrasjon, sier vi hypoosmotiske.

–         Meitemarken har kanaler i hvert kroppsledd som skiller ut avfall direkte til overflaten.

–         Hos insekter samles avfallstoffene opp i rør i kroppshulerommet og tømmes ut i tarmen.

 

Hos fisk og amfibier:

–         En viktig del av væske og stofftransporten hos fisk er knyttet til regulering av vann og saltbalansen i kroppscellene. Dette kalles osmoseregulering.

–         Fisk i saltvann tar opp overskudd av salter fra maten og fra vann som passerer over gjellene.

–         Ferskvannsfisken taper hele tiden salter til miljøet og bruker energi på aktivt opptak av salter fra vannet. Overskuddet av vann skilles ut som tynn urin fra nyrene.

–         Amfibier har nyrer og urinblære. Larver skiller ut ammoniakk, mens hos voksne amfibier blir det skilt ur urea.

 

Hos krypdyr, insekter og fugler:

–         Ekskresjonsproduktet til krypdyr og fugler er urinsyre, som er uløselig i vann

 

Hos pattedyr:

–         Vann utgjør omtrent 70% av kroppsvekten

–         Pattedyr skiller ut urea som nitrogenholdig avfall som er vannløselig og lite giftig

 

Biologi 2 – Stoffkretsløp og energistrøm

Posted i kategorien Biologi 2 on the 04.02.2012
Download PDF
  • Nitrifisering: Noen aerobe bakterier omdanner NH4+ til nitrittioner, NO2-, mens andre aerobe bakterier omdanner NO2- videre til nitrationer, N03-.
  • Denitrifisering: Under anaerobe forhold skaffer noen bakterier seg oksygen til sin celleånding ved å spalte nitrationer til oksygengass,O2, og nitrogengass, N2.
  • Det organiske materialet som produsentene lager per år ved fotosyntese, kalles for primærproduksjonen.
  • Den totale vekten av alle organismene i et økosystem kalles biomassen.
  • Kjemoautotrofe organismer: Organismer som bruker annet enn CO2 og solenergi til å produsere organisk materialet.
  • Netto primærproduksjon er det som er tilgjengelig for konsumenter og nedbrytere i økosystemet.
  • Trofisk effektivitet: Den andelen av energien som blir igjen til egen vekst(eller reproduksjon). Normalt bare 10-20% av det som ble spist eller produsert.
  • En økning i konsentrasjonen av miljøgifter oppover i næringskjeden kalles biomagnifisering.
  • PCB(miljøgift): Forstyrrer hormonproduksjonen, svekker immunsystemet, skader nervesystemet og forplantningsevnen hos pattedyr. Dårligere hukommelse og læreevne hos barn.
  • DDT(miljøgift): Dreper lett insekter, men ikke mennesker. Påvirker nerve og hormonsystemet hos pattedyr. Gir skader på kjønnsutvikling og kjønnsceller.

Biologi 2 – Vårt sårbare naturmiljø

Posted i kategorien Biologi 2 on the 04.02.2012
Download PDF
  • De alvorligste menneskeskapte miljøfaktorene er:

    * Globale endringer

    * Forurensning og miljøgifter

    * Overbeskatning av arter

    * Arealforbruk gjennom oppsplitting og ødeleggelse av leveområder

    * Innføring av fremmende arter

  • Tiltak som kan redusere utslippene av klimagasser:

    * Elektrifisere olje- og gassplattformene

    * Utvikle ny teknologi

    * Utvikle og etablere CO2 – frie gasskraftverk

    * Energisparende tiltak i bygninger. Legge om og senke strømforbruk og energibehov

    * Redusere bruken av fossile brensler i transport

    * Legge til rette for økt bruk av elbiler og hydrogen- og biobrenselmotorer

    * Benytte biobrensel til fyring istedenfor fossilt brennstoff

    * Bruke metan som brensel

Biologi – Kommunikasjonssystemer i mennesket

Posted i kategorien Biologi | Biologi 2 on the 04.02.2012
Download PDF

Nervesystemet:

–          Består av to hoveddeler: Sentralnervesystemet og det perifere nervesystemet

–          Sentralnervesystemet: Hjernen og ryggmargen

–          Det perifere nervesystemet: Alle nervene utenfor sentralnervesystemet

–          Gliaceller:

* Celler som nervesystemet har.

* Inneholder myelin

* Støtter og beskytter nervecellene og sørger for at nervecellene får rikelig med næringsstoffer.

* Virker elektrisk isolerende slik at Na+ bare kan strømme inn hvor aksonet ikke er dekket med myelin.

–          I nervesystemet blir det sendt raske, elektriske signaler som skyldes bevegelse av ioner

 

Nerveceller:

–          Signalene i nervesystemet blir sendt i den enkelte nervecelle.

–          Består av en cellekropp som inneholder cellekjerne, dendritter og akson med aksonende(r)

–          Aksonendene kan være i kontakt med andre nerveceller, muskelceller eller kjertelceller.

–          En nerve består av mange aksoner som ligger tett sammen i bunter.

 

Membranpotensial:

–          Membranpotensialet er en elektrisk spenningsforskjell mellom cytosol og væsken utenfor cellen pga. transporten av ioner gjennom åpne ionekanaler hos cellemembranen til cellen.

–          Alle cellene i kroppen har et membranpotensial

 

Hvilepotensialet:

–          Når en nervecelle ikke sender signaler sier vi den er i hvile.

–          Når en nerveceller er i hvile, har den flere åpne ionekanaler for kalsium enn for noe andre. Derfor vil det gå ut kalsium og gi et overskudd av det ute. Da blir innsiden negativ ladet i forhold til utsiden, og de negative partiklene vil tiltrekke de positive partiklene utenfor og sitter klistret til cellemembranen. Dette er hvilepotensialet, og det er målt til -70mV.

–          Selve væsken innenfor cellen er elektrisk nøytral, det vil si at den har like mange negative som positive ladninger.

 

Nerveimpuls – en rask forandring i membranpotensialet:

–          De elektriske signalene som blir sendt i nervesystemet, kaller vi nerveimpulser.

–          Kanaler som ved hvilepotensialet er lukket, og åpnes når membranpotensialet endrer seg, kalles spenningsregulerte ionekanaler.

–          Finnes spenningsregulerte natriumkanaler, kaliumkanaler og kalsiumkanaler.

–          En nerveimpuls starter ved at spenningsregulerte natriumkanaler blir åpnet og mange Na+ diffunderer inn i cellen slik at membranpotensialet blir positivt.

–          Nerveimpulsen avsluttes når natriumkanalene lukker seg. Spenningsregulerte kaliumkanaler åpner seg, og K+ diffunderer ut av cellen og membranpotensialet går tilbake til hvilepotensialet.

Nerveledning – spredning av nerveimpulser langs aksonet

–          Prosessen for hvordan nerveimpulser sprer seg langs aksonet

–          Nerveimpulsene sendes fra cellekroppen og ut langs aksonet

–          En nerveimpuls i et område på aksonet starter med at Na+ strømmer inn og gjør membranpotensialet positivt. Dette påvirker de spenningsregulerte ionekanalene i naboområdet slik at Na+ begynner å strømme inn her også, og en nye nerveimpuls dannes i området. Dette påvirker deretter nye områder, og slik fortsetter det. Nerveimpulsen stopper når K+ diffunderer ut gjennom de spenningsregulerte kaliumkanalene og bringer membranpotensialet tilbake til  hvilepotensialet.

–          Noen aksoner er omgitt av en spesiell type Gliaceller, myelin

–          Myelinet virker elektrisk isolerende, pga Natrium bare kan komme inn der hvor aksonet er nakent(et lite området mellom hvert myelin lag).

–          Myelinet fører til at ledningshastigheten øker

–          Frekvensen av nerveimpulsene forteller om påvirkningen er sterk(slag) eller svak(lett berøring).

 

Signaloverføring mellom nerveceller:

–          Området der overføringen av signalene skjer, kaller vi en synapse.

–          En synapse består av aksonenden, en mottakercelle og spalten mellom aksonenden og mottakercellen.

–          Synapsespalten er fylt med væske.

–          Skjer ved at:

  1. Nerveimpulsen kommer til aksonenden
  2. Spenningsregulerte kalsium kanaler åpnes, og Ca2+ diffunderer inn
  3. Økt konsentrasjon av Ca2+ inne i aksonenden fører til eksocytose av vesikler med transmittere(kjemiske signalstoffer)
  4.  Transmittere diffunderer over synapsespalten til mottakerspalten hvor den binder seg til reseptorregulerte ionekanalene(reseptorer som påvirkes av transmittere) i mottakercellen, og kanalene åpner seg.
  5. Ioner diffunderer gjennom ionekanalen, og membranpotensialet i mottakercellen endrer seg.

–          Finnes mange forskjellige transmittere, som alle påvirker ulike ionekanaler

–          Stimulerende(+) synapser: Synapser som har transmittere som bringer membranpotensialet på mottakercellen nærmere terskelverdien for en nerveimpuls. Fører til at membranpotensialet blir mindre negativt.

–          Eks på stimulerende synapser: acetylkolin og glutamat.

–          Hemmende(-) synapser: Synapser med transmittere som bringer membranpotensialet lenger vekk fra terskelverdien for en nerveimpuls. Fører til at membranpotensialet blir mer negativt.

 

Sentralnervesystemet:

–          Består av hjernen og ryggmargen

–          Hjernen er omgitt av væske og flere hinner. Hovedsak av hvit og grå substans

–          Hjernen er delt inn i storhjernen, mellomhjernen, lillehjernen og hjernestammen.

 

Storhjernen:

–          Styrer det meste, synssentret, hørselen, alle sanser og muskelbevegelser.

–          Består av to halvdeler som er bundet sammen gjennom hjernebjelken.

–          Det ytterste laget heter storhjernebarken og består hovedsakelig av grå substans.

–          I storhjernebarken ligger det sensoriske senteret som mottar og bearbeider nerveimpulser fra de ulike sansene.

–          Det motoriske senteret: blir sendt ut nerveimpulser som styrer musklene i kroppen.

–          Storhjernebarken er setet for blant annet bevissthet, intelligens og hukommelse.

Mellomhjernen:

–          Ligger midt i hjernen og består av talamus, hypotalamus og hypofysen.

–          En stor del av nerveimpulsene som kommer fra sanseorganene, passerer talamus på vei til storhjernen, som begrenser strømmen av nerveimpulser til storhjernebarken pga det ikke skal bli kaos.

–          Hypotalamus er det som får en del av hormonsystemet og det perifere nervesystemet til å fungere.

–          Hypotalamus regulerer blant annet kroppstemperatur, tørste, appetitt, seksualatferd, aggresjon og søvn.

–          Hypofysen er et viktig koblingssenter mellom nervesystemet og hormonsystemet og er en hormonproduserende kjertel.

Lillehjernen:

–          Koordinerer bevegelsene våre og sørger for at små og store muskler samarbeider slik at vi klarer å f. Eks sette oss ned på riktig sted.

Hjernestammen:

–          Bindeleddet mellom ryggmargen og resten av hjernen

–          Styrer mange livsviktige kroppsfunksjoner som pusting, hjerteaktivitet, blodtrykk og mange fordøyelsesfunksjoner.

–          Ansvarlig for kontroll av øyebevegelser og kroppsstillinger.

Ryggmargen:

–          Bindeledd mellom hjernen og det perifere nervesystemet.

–          Viktig koblingsstasjon for mange reflekser

 

Det perifere nervesystemet:

–          Utoverveldende nervesystemet: de nervene som leder ut av ryggmargen

–          Innoverveldende nervesystemet: de nervene som leder inn i ryggmargen

 

Det utoverledende nervesystemet:

–          Det viljestyrte: Går nerver ut fra ryggmargen til skjelettmusklene. Nervene kalles motoriske nerver, og de styrer bevegelsen av skjelettmusklene våre. Vi kan bestemme når nerveimpulsene skal sendes, bestemmelsen tas i storhjernen.

–          Det ikke-viljestyrte: Går nerver ut fra ryggmargen enten til ulike kjertler i kroppen, til hjertet eller til muskulaturen i blodårene.

–          To typer nerver:

  • Sympatiske: disse nervene aktiveres i stressende situasjoner, kroppen settes i beredskap og øker blodstrømmen til store muskelgrupper.
  • Parasympatiske: Blir aktivert under hvile

Det innoverledende nervesystemet:

–          Grunnlaget for hvordan vi tolker og oppfatter omgivelsene på

–          Nervene som formidler sanseinntrykk, kalles sensoriske nerver. Informasjon om lys, lyd og temperatur blir sendt i de sensoriske nervene.

Reflekser:

–          En ufrivillig reaksjon som formidles gjennom sensoriske og motoriske nerver.

–          En refleksbue beskriver de ulike komponentene som er involvert i reflekshandlingen.

–          Skjer ved:

1)Nerveimpulser blir sendt i sensorisk nervecelle til ryggmargen

2)Nerveimpulsene blir overført i synapsen mellom sensorisk og motorisk nervecelle

3)Nerveimpulser blir sendt i motoriske nervecelle til muskelen som blir påvirket

4)Muskelen trekker seg sammen og kommer vekk fra f. Eks en flamme eller en nål.

 

Rusmidler og medikamenter påvirker nervesystemet:

–          Rusmidler og medikamenter påvirker signalveier som vi bruker til for eksempel å takle smerte, oppleve glede eller sove.

–          Påvirkningen av alkohol: Enkelte reseptorer blir stimulert, enkelte hemmet. Resultatet er redusert konsentrasjonsevne, hemming av korttidshukommelsen og nedsatt evne til å lære, aggressivitet osv.

–          Endorfiner(naturlig transmitter): Hemmer nerveimpulser i nerveceller som går til smertesenteret. Virkninger: Demper smerte, gir sterk generell følelse av velvære

–          De narkotiske stoffene opium, morfin og heroin binder seg til den samme reseptoren som endorfiner og har derfor den samme virkningen. Hjernen svarer på gjentatte doser av disse med å redusere sin egen produksjon av endorfiner og endorfinreseptorer, slik at misbrukeren føler smerte og ubehag når virkningen av det narkotiske stoffet opphører. Derfor blir mange avhengige av det.

–          Serotonin og noradrenalin er transmittere som spiller en viktig rolle i reguleringen av humør, appetitt, seksualatferd og søvn

–          Ecstasy virker som et rusmiddel ved at det øker frigjøringen av serotonin. Ecstasy ødelegger nerveceller som frigjør serotonin, som fører til varige personlighetsproblemer.

–          Dopamin(transmitter): viktig for belønnings- og motivasjonssystemet i hjernen. Kokain hindrer at dopamin blir tilbaketransportert til aksonenden etter at det har gått en nerveimpuls. Kokain inntak fører til at den fysiologiske virkningen av dopamin blir forlenget.

–          GABA(transmitter): Membranpotensialet når GABA binder seg til en nervecelle blir mer negativt, som gjør det vanskeligere å sende nerveimpulser videre.

–          Virker beroligende

Sansene våre:

–          Sansene våre gir informasjon om omgivelsene og situasjonen i kroppen til sentralnervesystemet

–          Sanser: syn, hørsel, smak, lukt, berøring, temperatur, likevekt og smerte

–          De ulike sansecellene reagerer på forskjellige typer påvirkning

–          Eks. reagerer sansecellene i øyet på lys, mens sansecellene på tungen på kjemiske stoffer.

–          Stimulus: Påvirkning av en sansecelle

 

Sanseceller:

–          En sansecelle starter å virker når en stimulus påvirker en reseptor i cellemembranen til sansecellen.

–          Det som kjennetegner en sansecelle er hvilken type reseptor den har

–          Reseptorene i sansecellene er knyttet til bestemte ionekanaler i cellemembranen til sansecellen. Når reseptorene i sansecellene blir stimulert, åpner eller lukker ionekanalene seg, og det blir en forandring av ionestrømmen gjennom cellemembranen. Dette fører til at membranpotensialet til sansecellen endrer seg. Dette kalles et reseptorpotensial. Styrken på en stimulus avgjør størrelsen på reseptorpotensialet.

 

Adaptasjon:

–          Frekvensen av nerveimpulser i de sensoriske nervecellene reduseres dersom en stimulus varer lenge ved konstant styrke. Dette kalles adaptasjon.

–          Viktig for at individer skal reagere på raske forandringer, eks ved fare.

 

Hørselssansen:

–          Alle ting som vibrerer i et elastisk medium, for eksempel i luft eller i vann, er lydkilder

–          Lydvolumet er bestemt av hvor tett molekylene er presset sammen ved hver fortetning

 

Ørets oppbygning:

–          Øremusling: Samler lyd til en viss grad

–          Øregang: Lyden fortsetter inn her

–          Trommehinnen: En tynn membran som blir satt i vibrasjoner av lydbølger.

–          Hammeren/Ambolten/stigbøylen: vibrasjonene overføres til det indre øret ved hjelp av disse tre små øreknoklene.

–          Ovale vinduet/Runde vinduet: Membraner som dekker det væskefylte indre øret. Stigbøylen er forankret til membranen i det ovale vinduet

–          Sneglehuset: Væskefylt, inneholder lydfølsomme sanseceller. Består av tre kanaler

  • Basilarmembranen: Her sitter de lydfølsomme sansecellene. Sansecellene har et bunt med tynne og stive sansehår som er utbuktninger av cellemembranen. Sansecellene i øret blir kalt hårceller

–          Øretrompeten: Kanal som går fra mellomøret og munner ut i svelget

 

Lydstimulering:

–          For å kunne overføre lyd fra luft til væske skjer dette:

1)Trommehinnen settes i vibrasjoner

2)Hammeren settes i bevegelse

3)Stigbøylen virker som et stempel og skyver på væsken i det indre øret.

 

Skader i hørselssansen:

–          Kan skyldes at hårcellene i det indre øret svikter pga f. Eks høyt lyd

–          Tinnitus: Kan oppstå når sanseceller i det indre øret blir skadet eller forstyrret og dermed sender informasjon til hjernen uten at det er noe lyd.

 

Kommunikasjon med hormoner:

–          Vannløselige: Adrenalin, ADH og insulin.

–          Fettløselige: Østrogen, testosteron og tyroksinhormoner.

 

Produksjon, lagring og utskillelse:

–          De fettløselige og de vannløselige virker forskjellig

Vannløselige:

–          Produseres kontinuerlig i kjertlene og lagres i små vesikler. Utskillelsen av hormonene skjer ved eksocytose, og hormonene blir transportert fritt i blodbanen. Binder seg til reseptorer i målcellens cellemembran. Dette aktiverer et signalsystem inne i cellen med sekundære signalstoff som utløser den biologiske responsen.

–          Vannløselige hormoner skilles bare ut etter behov.

Fettløselige:

–          De fettløselige hormonene kan passere cellemembranen fritt.

–          Bindes til transportproteiner når de fraktes i blodbanen. De diffunderer inn i målcellen og binder seg til reseptorer inne i cellen. Hormon/reseptor komplekset påvirker hvilke proteiner som skal produseres. Forandringen av proteinsammensetningen er den biologiske responsen i målcellen.

–          Det er få muligheter til å lagre disse hormonene, så de produseres etter behov.

 

Tilbakekobling:

– Tilbakemeldningene fra hormonet heter tilbakekobling

–          Negativ tilbakekobling: Stopp produksjonen av hormonet. Eks tyroksin som blir regulert av tilbakekobling.

–          Positiv tilbakekobling: Fortsett produksjonen. Eks hormonreguleringen under menstruasjonssyklusen.

 

Ytre påvirkninger av hormonsystemet:

–          Stoffer som påvirker hormonsystemet: Dioksiner, PCB, DDT, insektmidler og soppmidler, anabole steroider, p-piller

–          Anabole steroider: syntetiske hormoner som er utviklet fra testosteron. Binder seg til testosteron reseptoren. Fører til sterilitet og mindre testikler hos menn. Damer kan få redusert bryster, mørk stemme og økt hårvekst. Hjerteproblemer og ødelagt lever er langtidsbivirkninger.

 

Hormonelle sykdommer:

–          Årsaken til diabetes er ubalanse i nivået av hormonet insulin. Type

–          1 er en arvelig sykdom som skyldes redusert produksjon av insulin

–          Type 2 er en konsekvens av blant annet kosthold og lite mosjon. Årsak er at insulin ikke lenger binder seg like godt til insulinreseptorene i målcellene. Insulin er viktig for målcellene skal transportere glukose inn i cellene og lagre glykogen.

 

Hormonsystemet og nervesystemet samarbeider:

–          Samarbeider om mange aktiviteter

–          Samarbeidet starter i hypotalamus

–          Nervesystemet sender informasjon om forandringer i kroppens indre miljø og omgivelsene utenfor kroppen. Ut fra den informasjonen styrer hypotalamus hormonutskillelsen fra hypofysen, som er en hormonproduserende kjertel.

–          Hvordan hormonet oksytosin virker:

1)      Sanseceller i brystvorten til en ammende kvinne stimuleres

2)      Nerveimpulser sendes til hypotalamus

3)      Fra hypotalamus sendes nerveimpulser til hypofysens baklapp

4)      Oksytosin skilles ut fra nervecellene og ut i blodbanen

5)      Oksytosin påvirker målcellene i brystene til å skille ut melk