Bioloogia gümnaasiumile II - Inimese elundkonnad, kloonimine, kunstlik viljastamine, biotehnoloogia (1)

1. Rakendusbioloogia ajalugu, olulisemad sündmused (valik õpikust lk 18) – tuleb teada sündmuste järgnevust, mitte aastaarve.
1) Käärimise mikrobioloogilise olemuse kirjeldamine.
2) Geenide pärandumise seaduspärasuste kirjeldamine.
3) Antibiootikumi - penitsiliini - masstootmine ja rakendamine bakteriaalsete haiguste raviks.
4) James Watson ja Francis Crick avastavad DNA geneetilise struktuuri seaduspärasused.
5) Esimene keharakkude ( somaatilised rakud ) liitmisel saadud hübridoom.
6) Esimese transgeense imetaja - hiire , loomine.
7) Turule lubatakse esimene GMO organism.
8) Sünnib esimene tuumkloonimise teel saadud imetaja.
2. Mida mõistetakse rakendusbioloogia all ja mida biotehnoloogia all?

• Rakendusbioloogia - bioloogia avastuste rakendamine praktikas
  
• Biotehnoloogia - rakendusbioloogia valdkond, meetodite kogum, mille abil kasutatakse organismidele omaseid protsesse inimese huvides
  

3. Too neli näidet koos selgitustega, kus inimene kasutab biotehnoloogilisi rakendusi.

• ravimitööstus - antibiootikumid
  
• põllumajandus - silo , väetised, biotõrje, GMO organismid
  
• jäätmemajandus - biogaas, biopuhastid, biomuda, biolagunevad materjalid
  
• tööstus - maagipuhastus, biopesuvahendid
  
• piimatooted , alkoholitööstus, pagaritööstus, hapendamisprotsessid, toidulisandid , funktsionaalne toit
  

4. Kuidas uued meetodid biotehnoloogias võimaldavad mõningaid haigusi diagnoosida?
Keharakkude liitmine võimaldab eritüübiliste rakkude ühendamist. Saab ühendada kahe erineva rakutüübi OMADUSI (nt. piiramatu paljunemine ja antikehade tootmine).
Liidetud rakkude abil saame toota antikehasid, mis tunnevad ära kindla aine või haigusetekitaja meie kehas. (nt. rasedustestid)
Toodetud antikehi kasutatakse:
- diagnostikaks (viiruste ja bakterite tuvastamine)
- ravimite hukga mõõtmiseks proovides
- vererühmade määramiseks
- vähkkasvajate ennetamiseks!!!
5. Miks on inimesel vaja teostada kunstliku viljastamist, embrüosiirdamist.
Kunstlik viljastamine on vajalik, kui mees/naine on viljatu ; mehe sperma on ebakvaliteetne; naine soovib last, kuid pole meest; soovitakse kaksikuid (TN on suurem).
6. Millised kahjud võivad kaasneda abordiga?
- Psüühiline trauma naisele enda lapse kaotuse tõttu (süü, kurbus , ängistus, häbi, unehäired, söömishäired, mõtlemishäired, tuimus )
- Võivad kaasneda tüsistused
- Suurendab emakavähi, rinnavähi, munasarja, maksavähi tekke tõenäosust
- Hilisema raseduse korral platsenta väärareng
- Hilisem emakaväline rasedus
7. Too välja poolt ja vastuargumendid järgmiste teemade juures: kunstlik viljastamine, asendusemadus, abort , inimese terapeutiline kloonimine ja inimese reproduktiivne kloonimine.
Kunstlik viljastamine:
+ Võimalus saada lapsi viljatutel paaridel
+ Naine, kellel pole meest, kuid soovib last saada
+ Kaksikute saamise TN on suurem
- Embrüo ei pruugi areneda
- Võivad sündida mitmikud
Asendusemadus:
+ Rasedust välistavate haiguste või terviserikete korral on võimalik siiski oma sugurakkudega last saada
+ Kui naine ei taha oma figuuri muuta, kuid soovib siiski last
+ Naised, kellel ei ole aega olla rase
- Eestis on asendusema kasutamine ebaseaduslik
- Asendusemadus on väga kallis
Abort:
+ Kliiniline abort on kiirem kui tablettidega
+ Kui soovimatu rasedus (nt.vägistamine) on arenenud liiga kaugele tablettidega katkestamiseks
- Kliiniline abort on valus
- Psüühiline trauma naisele enda lapse kaotuse tõttu
- Tervisele kahjulik, sest see on organismile ebaloomulik
- Pärast ei pruugi lapsi saada
Inimese terapeutiline kloonimine:
+ On lubatud Suurbritannias ja Hollandis
- Laialdane eetiline vastuolu, sest embrüosid tekitatakse, et neid hävitada
Inimese reproduktiivne kloonimine:
- Suurem osa kloonindiviide hukkub
- Eluiga lühike
- Enneaegne vananemine
- Pole eetiline
8. Mida tähendab mõiste kloon , too kaks näidet (üks taimedest teine loomadest), kus looduses esineb klooni tekkimine.
Kloon on vegetatiivsel paljunemisel või paljundamisel tekkinud ühe vanema järglaskond, mille isendid
on geneetiliselt identsed nii omavahel kui ka vanematega.
Taimedes: taimede vegetatiivne paljunemine - sibulad, mugulad , risoom
Looduses: ühemunakaksikud
9. Milles seisneb tuumkloonimine ?
Tuumkloonimine - diferentseerunud raku tuuma siirdamine munarakku, millest on tuum eemaldatud .
10. Too näiteid kuidas rakuteraapia on meditsiinis kasutusel.
- Närvirakkude asendamine seljaaju kahjustuse korral
- Luuüdi siirdamine kasvaja korral
- Põletuse tagajärjel kahjustunud naharakkude asendamine
- Infarkti järel kahjustunud südamerakkude asendamine
11. Kes on GMO-d ja miks neid luuakse ?
GMO-d on geneetiliselt muundatud organismid, kelle DNAd on kunstlikult muudetud. GMOsid luuakse põllumajanduses näiteks sellepärast, et saaks kergema vaevaga rohkem saaki, mis omakorda aitaks leevendada näljahäda vaestes riikides ja vitamiinipuudust.
12. Milles seisneb geneetilise sõrmejälje idee. Kuidas see metoodika töötab?
See seisneb avastatud nähtuses, et iga inimese sõrmejäljed on kordumatud (nahakurdude muster sõrmeotstes). Inimeste DNA järjestuste uurimisel selgus, et genoomis on rohkesti muutlikke piirkondi, mida saab eristada fragmentide pikkuse järgi. Genoomi töödeldes saadakse eri pikkusega DNA- fragmendid , mis on erinevatel inimestel erinevad. Tulemuseks saadakse pilt, mis sarnaneb ribakoordiga ja aitab indiviide eristada.
13. Millised on need anatoomilised (füsioloogilised) eripärad, mis eristavad inimest teistest loomadest (võrdlus teiste primaatidega)?
- Püstine liikumisviis (kahel jalal)
- Muutused selgroo ehituses
- Suur aju, hästi arenenud ajukoor
- Osavad käed
- Artikuleeritud kõne
- Aastaegadest sõltumatu sigimine
- Pikk raseduse kestvus
- Aeglane individuaalne areng
- Pikk eluiga
14. Millised eripärad peale anatoomiliste erinevuste eristavad inimest teistest loomadest (loetlege neli erinevust)?
- Teadvuslik ajutalitlus
- Sotsiaalne mälu
- Tehnoloogiline ja vaimne kultuur
- Mõisteline infovahetus
15. Kuidas paigutub inimene eluslooduse süstemaatikasse (milliste loomadega on koos või süstemaatilised üksused koos nimetustega)?
Riik: loomariik
Hõimkond: keelikloomad
Klass: imetajad
Selts: primaadid
Sugukond : inimlased
Perekond: inimene
Liik: Homo sapiens sapiens
16. Milliseid ülesanded täidavad inimese organismis erinevad elundkonnad , millised on nende elundkondade peamised osad ( organid )
Elundkond
Elundid
Ülesanded
1. hingamiselundkond
kopsud, bronhid , hingetoru, kõri, neel , nina- ja suuõõs
gaasivahetus (02 sisse, CO2 välja)
2. seedeelundkond
suuõõs, neel, söögitoru, magu , seedenäärmed, peensool, jämesool
organismi varustamine toitainetega , seedimine
3. närvisüsteem (NS)
peaaju , retseptorid , seljaaju, närvid
infovahetus (töötleb, salvestab, väljastab)
4. liikumis- ja tugielundkond
skelett, lihased, liigesed
toestus , liikumine, kehakuju , kaitse
5. katteelundkond
nahk, limaskestad
kaitsefunktsioon
6. erituselundkond
neerud, kusepõis
jääkainete väljaviimine
7. vereringeelundkond
süda, veresooned , veri
ainete transport, kaitse, tempereatuuri regulatsioon
8. sisenõrespsteem
neerupealsed, kõhunääre, kilpnääre
toodavad hormoone
9. sugu/ sigimiselundkond
munasarjad, munajuhad , emakas
paljunemine, hormonaalne tasakaal
17. Selgita mõistet homöostaas inimese näitel.
Homoöostaas on organismi võime tagada sisekeskkonna stabiilsus sõltumata väliskeskkonnas toimuvatest muutustest. ( energiabilanss , hingamine , vereringe , eritamine , termoregulatsioon )
Organism püüab säilitada temperatuuri, gaaside hulk, pH, veresuhkurt, jääkainete taset, vee hulka.
18. Millised on inimese energiabilansi komponendid? Millest sõltub inimese päevane energiavajadus ?
Energiabilanss sisaldab kõiki energialiike, mida organism saab või kaotab.
Energiabilansi valem:
E = A+K+M+V+U+T
E - toidu ja joogiga saadav energia
A - ainevahetus
K - kasv
M - soojuskiirgusena eralduv energia
V - väljaheide
U - uriin
T - töö, mida tehakse
Inimese päevane energiavajadus sõltub:
- vanusest
- aktiivsusest
- kehamassist
- geenidest
- soost
- ümbritsevast keskkonnast
19. Millised on igapäevase toitumise rusikareeglid?
- Kui me sööme liiga palju siis liigsed toitained säilitatakse tavaliselt rasvana.
- Kui me sööme liiga vähe, siis lagundatakse keha varuaineid või isegi valke.
- Toitu tervislikult, tasakaalustatult, mitmekesiselt, tarbi vedelikku.
20. Millist ülesannet täidab glükoos inimese organismis.
Glükoos on esmane energiaallikas (kulutatakse esimesena).
21. Millised on veres oleva glükoosi allikad inimese organismis.
Süsivesikud, glükogeeni lagundamine, glükoosi sünteesimine.
22. Millised organid ja millised hormoonid ning mil viisil reguleerivad inimese veresuhkru sisaldust.
Kõhunääre ehk pankreas eritab insuliini, mis annab maksale korralduse eraldada verest suhkur, glükagooni, mis aktiviseerib hormoonid, mis hakkavad glükogeeni lagundama. Koos reguleerivad vere glükoosi sisaldust.
23. Maksa ülesanded organismis (õp lk. 79).
- vere glükoosisisalduse regulatsioon
- aminohapete sisalduse regulatsioon
- plasmavalkude süntees
- punaste vereliblede süntees lootel
- vere punaliblede lagundamine
- kahjulike ainete lagundamine
- sapi tootmine
- rasvade sisalduse regulatsioon
- vitamiinide varu säilitamine
- kolesterooli süntees
24. Milliste tegurite mõjul muutub inimese hingamissagedus – selgitage protsessi (mille alusel hingamissagedust muudetakse ja mis reguleerib seda)?
Hingamine toimub tänu negatiivse rõhu tekkimisele rindkeres .
Hingamissagedust reguleerib piklikaju hingamiskeskus .
Hingamissageduse regulatsioon toimub vere pH muutuse järgi süsihappegaasi ja piimhappe hulga järgi. Süsihappegaas ja piimhape alandavad vere pH taset.
25. Millised tegurid mõjutavad inimese pulsisagedust (selle tõus ja langus)
Tõus: treening (pikaaajalise treeningu korral baasrütm aeglustub), pingutus ,
Langus: magamine
26. Kuidas inimese hingamisrütm muudab hingamisgaaside omastamist?
Inimese organism on väga vähe tundlik vähenenud hapnikusisaldusele keskkonnas. Põhiline hingamise rgulatsioon toimub vere süsihappegaasisisalduse alusel. Süsihappegaasisisaldus veres sõltub otseselt kehalisest aktiivsusest. Hingamiskeskuses asuvad retseptorid on väga tundlikud vere süsihappegaasisisdalduse suurenemise ja pH taseme alanemise suhtes. Nad saadavad signaalid hingamiskeskusesse, mis omakorda intensiivistab kopsude ventilatsiooni. Nende muutuste tulemusena hingame kiiremini ja sügavamalt. Hingamiskeskusest lähevad signaalid ka südame tööd kontrollivasse närvikeskusesse. Suureneb südame löögisagedus ja vereringe kannab rohkem hapnikku organismi laiali, süsihappegaasi organismist välja.
27. Milline on seos väsimuse ja hingamisrütmi vahel treeningul?
Treeningu käigus väsitatakse end ja pingutuse käigus suureneb piimhappe hulk veres. See alandab vere pH taset. Retseptorid saavad signaalid hingamiskeskusesse, mis samamoodi intensiiivistab ventilatsiooni (hingeldamine).
28. Millised on neerude peamised ülesanded organismides.
- jääkainete kogumine ja eritamine
- vee ja soolade tasakaal
- vajalike ainete taasringlusesse saatmine
29. Mil viisil toimub neerudes vee ja teiste veres olevate sisaldiste kontroll (antidiureetiline hormoon – selle toime)?
Antidiureetilise hormooni kontsentratsioon mõjutab vee tagasiimendumist neerudest. Mida enam on vastavat hormooni, seda enam vett imetakse tagasi. Alkoholi mõju - imendumine .
30. Inimese veebilanss – selle tulu ja kulupool – peamised veeallikad ja kuidas inimene vett kaotab.
T + J = Uriin + Higi + Hing + Väljaheide
Peamised veeallikad: joogid, toit, ainevahetus
Vee kaotus: uriin, higi, hingeõhk, väljaheide
31. Milline on inimese soojusbilanss – kuidas me saame ja kaotame soojusenergiat.
Soojusbilanss = soojusjuhtivus, konvektsioon , aurustumine , soojuskiirgus .
Soojusjuhtivus - soojuse ülekanne kõrgema temperatuuriga kehalt madalama temperatuuriga kehale
Konvektsioon - soojuse juhtimine õhu- või veevooludega
Aurustumine - aine muutumine vedelast olekust gaasiliseks, vee aurustumisel neeldub soojus
Soojuskiirgus - soojakadu infrapuna kiirguse näol
32. Kuidas toimub inimese termoregulatsioon erinevatel välistemperatuuridel.
Soojematel temperatuuridel toimub higistamine , mille käigus inimene aurustumise läbi püüab säilitada oma keha temperatuuri.
33. Mida tähendab termoneutraalne tsoon, mille poolest see erineb vee ja õhu keskkonnas ning miks on selline erinevus.
Termoneutraalseks tsooniks nimetatakse selliseid keskkonna tingimusi, kus organism ei pea püsiva temperatuuri hoidmiseks kulutama energiat. (25-30 kraadi)
Vees on inimese termoneutraalne tsoon 35-36 kraadi. See on nii sellepärast, et vesi juhib soojust palju paremini kui õhk. Keha kaotab vees rohkem soojust kui sama temperatuuriga õhus.
34. Millised on inimese kriitilised kehatemperatuurinäitajad ja miks sellised temperatuurinäitajad kehale kahjulikud on.
Alumine kriitiline piir on alla 35 kraadi. Surm saabub kui temperatuur on 24 kraadi.
Ülemine kriitiline piir on 42-44 kraadi. Kahjulik on sellepärast, et organism peab kehatemperatuuri hoidmiseks kulutama lisaenergiat. Ülemise kriitlise piiri juures ei suuda vereringe ja higistamine enam normaalset temperatuuri tagada. Alumise kriitilise piiri juures ei suuda organism enam piisavalt soojust toota. Ainevahetus peatub ja inimene sureb.
35. Millised on peamised haiguste põhjused?
- pärilikud haigused
- päriliku eelsoodumusega haigused
- mittepärilikud haigused
- füüsikalised
- keemilised
- biloogilised
36. Mil viisil organism kaitseb ennast haiguste eest?
antikehad - valgud , mis pärsivad haigusetekitajate tegevust
immuunsus - organismi võime seista vastu haigustele antikehade abil
kaasasündinud immuunsus - vanemalt järglasele päranduv võime seista vastu haigustekitajatele
omandatud immuunsus - kujuneb elu jooksul
- loode saab antikehi ema verest
- haiguse läbipõdemisel kujuneb immuunsus
- rinnalaps saabantikehi emalt rinnapiimaga
- vaktsineerimisel saadud immuunsus
37. Mida tähendab treenigu juures ületaastumine ja kuidas see on seotud inimese sportlike võimetega (saavutustega). Mida tähendab ületreening ja kuidas see kujuneb?
Ületaastumine ehk superkompensatsioon on treenituse tekkimise aluseks. See toimib juhul kui treening on piisava koormusega ja taastumiseks jääb küllaldaselt aega. Uus treening on efektiivne siis, kui järgnev koormus toimub superkompensatsiooni faasis.
Ületreening on saavutusvõime langus, mis kujuneb ületreenimise tagajärjel, kui pingutuse lõppedes ei lasta organismil normaalselt taastuda .
38. Millised muutused toimuvad inimese kehas lühiajalise treeningu (90 minutit kestev jooks, rattasõit vms) kestel. Milline on organismi vastus neile muutustele.
Hapniku hulk väheneb, süsihappegaasi ja piimhappe hulk suureneb, kehatemperatuur tõuseb, veresuhkru ja glükogeeni hulk väheneb, vesi ja soolad kaovad higistamise tagajärjel.
Selliste muudatuste tulemusena intensiivistub gaasivahetus, kudedesse viiakse rohkem hapnikku ja eemaldatakse süsihappegaasi. Vereringe nahas intensiivistub. Suureneb higistamine (vee ja soolade kaotus). Suureneb glükogeeni lagundamine.
39. Millised on inimese organismis toimuvad pikaajalisemad muutused treeningu käigus?
Pikaajalise treeningu käigus organism kohaneb aktiivsusega. Toimuvad muutused südames, kopsudes ja lihastes. Südamelihas suureneb, st. et suureneb ka vere hulk, mis üks südamelöök edasi pumpab. Treenimine tugevdab veresooni, hingamislihaseid (rohkem õhku tõmmata kopsudesse). Kopsumaht ja ventilatsioon suureneb, paraneb gaasivahetus. Muutused aitavad omastada rohkem hapnikku.
Lihaste toonus ja vastupidavus paraneb. Paraneb gaasivahetus töötavate lihaste ja vere vahel.
40. Millist rolli täidavad pea- ja seljaaju ning mis ülesanne on piirdenärvisüsteemil?
Närvisüsteem jaguneb kesknärvisüsteemiks ja piirdenärvisüsteemiks. Kesknärvisüsteemi moodustavad peaaju ja seljaaju, piirdenärvisüsteem koosneb mööda keha paiknevatest närvirakkudest.
Peaaju ja seljaaju ülesanneteks on juhtida organismi tegevust, aidata kehal kohandeda muutuvate keskkonnatingimustega ja võtta vastu meeleelunditelt saabunud infot, analüüsida seda ja saata käsklus edasi vastavatele kehaosadele.
Peaaju juhib ja kontrollib organismi talitust .
Seljaaju ülesandeks on vahendada informatsiooni peaaju ja ülejäänud keha vahel ja juhtida tingimatuid refklekse.
Piirdenärvisüsteem juhib tahtele alluvaod tegevusi ( skeletilihased ) ja tahtele allumatuid tegevusi (siseelundkonna näärmed).
41. Kuidas liigub info närviraku sees ja rakkude vahel?
Rakkude vahel liigub info tänu SÜNAPSILE (ühenduslüli rakkude vahel), mille kaudu impulsse ühelt rakult teisele edastatakse.
42. Kuidas kujunevad refleksid? Milleks need vajalikud on?
Mõned refleksid on kaasasündinud ehk tingimatud (nt. imemis- ja neelamisrefleks ), teised refleksid on tingitud ehk need omandatakse elu jooksul.
43. Mille poolest erinevad mälu erinevad tasandid?
1. Lühiajaline mälu:
1.1 sensoorne mälu - väga lühiajaline, kodeeritakse sõnalisteks tähendusteks, väga kiire unustamine
1.2 lühiajaline ehk primaarne mälu - kestvus 15-20 sekundit, unustamine kiire, seotud uue info
lisandumisega
2. Pikaajaline mälu: info liikumine pikaajalisse mällu toimub kordamise teel, kättesaadavus on aeglane, vaja pikalt mõelda, unustamine ulatuslik, maht suur
3. Püsimälu: pidevalt korratav info, unustamist ei toimu, kiire kättsaadavus, suhteliselt suur maht