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9.1: Einführung - Biologie

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Schreiben der Vererbungsregeln:

Mitte des 19. Jahrhunderts formalisierte ein Augustinermönch namens Gregor Mendel quantitative Beobachtungen zur Vererbung der Erbsenpflanze. Er führte Hybridisierungsexperimente durch, bei denen reinrassige oder echte Zucht Pflanzen mit spezifischen Eigenschaften über viele Generationen hinweg, um den Übergang dieser Merkmale zu beobachten. Einige dieser körperlichen Merkmale waren: Samenform, Blütenfarbe, Pflanzenhöhe und Schotenform.

Die Erbsenpflanze (Pisum sativum) bot den großen Vorteil, den Befruchtungsprozess kontrollieren zu können und in kurzer Zeit große Mengen Nachkommen zu haben. In einem einfachen Experiment zum Verfolgen des Durchgangs eines einzelnen Merkmals (Monohybridkreuz) wie Blütenfarbe über mehrere Generationen hinweg, konnte er Vererbungsregeln formulieren. In diesem Fall produzierten Erbsenpflanzen über viele Generationen entweder weiße Blüten oder violette Blüten (echte violette Blüte oder echte weiße Zucht). Diese reinrassigen Pflanzen werden als die Elterngeneration (P). Durch das Entfernen der männlichen Teile der Erbsenblüte (Pollen enthaltende Staubbeutel) konnte Mendel die Selbstbestäubung kontrollieren. Die Hybridisierung erfolgte durch das Aufbringen des Pollens einer sortenreinen Pflanze auf den weiblichen Teil (den Stempel) der gegenüberliegenden sortenreinen Pflanze. Die nachfolgenden Nachkommen werden als Erste Filial-Generation (F1). In der ersten Generation sind alle Blüten lila. Das Zulassen der Selbstbestäubung erzeugt a Zweite Filialgeneration (F2). Diese Generation sieht das Wiederauftauchen der weißblütigen Pflanzen in einem ungefähren Verhältnis von 3 lila blühenden zu 1 weiß blühenden Pflanzen.

Erbsenblüten

Männliche und weibliche Blütenteile. Mendel entfernte die pollenhaltigen Staubbeutel, um die Selbstbestäubung zu verhindern, und applizierte den Pollen selektiv auf Narben, um die „Hybridisierung“ zu kontrollieren.

Der Verlust einer Variante des Merkmals im F1 Pflanzen mit dem Wiederauftauchen in der F2veranlasste Mendel, vorzuschlagen, dass jedes Individuum 2 erbliche Partikel enthielt, wobei jedes Nachkommen 1 dieser Partikel von jedem Elternteil erben würde. Außerdem ist der Verlust einer der Varianten im F1 wurde dadurch erklärt, dass eine Variante die andere maskiert, wie er erklärte, dass es ist Dominant. Das Wiederauftauchen der maskierten Variation, oder rezessiv Merkmal in der nächsten Generation war darauf zurückzuführen, dass beide Partikel von der maskierten Sorte waren. Wir bezeichnen diese Erbteilchen nun als Gene und die Varianten der Merkmale als Allele.

Mendels Regeln der Segregation und Dominanz:

Die Beobachtungen und Schlussfolgerungen, die Mendel aus der Monohybridkreuzung machte, zeigten, dass die Vererbung eines einzelnen Merkmals als Übergang von Genen (Partikeln) von den Eltern an die Nachkommen beschrieben werden könnte. Jedes Individuum enthielt normalerweise zwei Partikel und diese Partikel würden sich während der Produktion von Gameten trennen. Während der sexuellen Fortpflanzung würde jeder Elternteil eines dieser Partikel beisteuern, um die Nachkommen mit 2 Partikeln zu rekonstituieren. In der modernen Sprache bezeichnen wir die genetische Ausstattung der beiden „Teilchen“ (in diesem Fall Allele) als Genotyp und die physische Manifestation der Eigenschaften als die Phänotyp. Daher lautet Mendels erste Erbschaftsordnung wie folgt:

  1. Gesetz der Rassentrennung
    • Während der Gametenbildung trennen sich die Allele für jedes Gen voneinander, sodass jeder Gamet nur ein Allel für jedes Gen trägt
  2. Gesetz der Dominanz
    • Ein Organismus mit mindestens einem dominanten Allel hat den Phänotyp des dominanten Allels.
    • Der rezessive Phänotyp tritt nur auf, wenn der Genotyp 2 rezessive Allele enthält. Dies wird als bezeichnet homozygot rezessiv
    • Der dominante Phänotyp tritt auf, wenn der Genotyp entweder 2 dominante Allele (homozygot dominant) oder eine dominante und eine rezessive (heterozygot)

Die F1 Kreuz (Punnett-Quadrat) zur Veranschaulichung der Vererbung der Blütenfarbe im F2

Punnett Square ist ein Werkzeug, das entwickelt wurde, um Vorhersagen über die Wahrscheinlichkeit von Merkmalen zu treffen, die bei den Nachkommen in der F . beobachtet werden2 Generation und veranschaulichen die Segregation während der Gametenbildung.

Das Single Trait Cross (Monohybrid Cross):

Monohybridkreuz (ein Merkmalskreuz), das die Schotenform von Erbsen beobachtet.

Monohybrid-Kreuzung (auf Merkmalskreuzung), die die Schotenfarbe von Erbsen beobachtet.

Maisfärbung in einem F2 Bevölkerung (Aktivität):

Ein Maiskolben enthält Hunderte von Körnern. Jeder Kern ist ein Samenkorn, das einen individuellen Organismus repräsentiert. Beim Kolben können wir die Kernfarbe leicht als Phänotyp erkennen.

  1. Abrufen eines F2 Maiskolben
  2. Zähle insgesamt 100 Kerne
    1. Zählen Sie die Anzahl der gelben Kerne innerhalb dieser 100 (im getrockneten Zustand zählt alles Gelbe oder Honigfarbene als Gelb)
    2. Zählen Sie die Anzahl der Purpurkerne innerhalb dieser 100 (im getrockneten Zustand können violette Körner braun erscheinen)
    3. Ignoriere alle gesprenkelten Kerne, die gelb und lila enthalten sein können
  3. Vergleiche Zahlen mit der Klasse als Ganzes
  4. Aus den Zahlen:
    1. Gibt es eine dominante Farbe?____________________________________________________________________________________________________________________
    2. Welche ist dominant, wenn ja?_________________________________________________________________________________________________________________
    3. Erstellen Sie ein Punnett-Quadrat, um die erwartete Anzahl jeder Farbe in einem einfachen dominant:rezessiven Paradigma darzustellen.

Das Zwei-Merkmals-Kreuz (Dihybrid-Kreuz):

Mendel setzte seine Experimente fort, wobei er sich zwei Merkmale ansah. Diese beiden Merkmalskreuze heißen Dihybridkreuze. Während die Monohybrid-Kreuzung ein Verhältnis von 3:1 der Phänotypen ergeben würde, würden die Dihybrid-Kreuzungen ein 9:3:3:1-Verhältnis aller Kombinationen jedes Phänotyps ergeben.

Mendels Regel des unabhängigen Sortiments:

Das Dihybridkreuz offenbarte Mendel ein weiteres Erbgesetz. Durch die Beobachtung des 9:3:3:1-Verhältnisses kam Mendel zu dem Schluss, dass Merkmale nicht miteinander verbunden sind. Das heißt, wenn eine Erbsenschote gelb war, könnte sie immer noch entweder glatt oder faltig in der Textur sein. Dieser Mangel an Verknüpfungen zwischen Genen, die zu unterschiedlichen Eigenschaften führen, wurde als Gesetz des unabhängigen Sortiments. Gene für verschiedene Merkmale können sich während der Bildung von Gameten unabhängig voneinander segregieren.

Kernelfärbung und Textur in einem F2 Bevölkerung (Aktivität):

  1. Abrufen eines Dihybrid-F2 Maiskolben
  2. Zähle insgesamt 200 Kerne
    1. Zählen Sie die Anzahl der gelben Kerne, die eine abgerundete und glatte Textur haben
    2. Zählen Sie die Anzahl der gelben Kerne, die geschrumpft und faltig in der Textur sind (honigfarben)
    3. Zählen Sie die Anzahl der violetten Kerne innerhalb dieser abgerundeten und glatten Textur
    4. Zählen Sie die Anzahl der Purpurkerne, die geschrumpft und faltig in der Textur sind
    5. Ignoriere alle gesprenkelten Kerne, die gelb und lila enthalten sein können
  3. Vergleiche Zahlen mit der Klasse als Ganzes
  4. Jeder Kern bildet einen individuellen Organismus (ein Samenkorn, aus dem eine ganz neue Pflanze entstehen kann). Aus den Zahlen:
    1. Gibt es eine dominante Textur (glatt oder verschrumpelt)?________________________________________________________________________________________________
    2. Welche ist dominant, wenn ja?_________________________________________________________________________________________________________________
    3. Gibt es eine Farbe, die immer zu einer Textur passt oder diese Eigenschaften hat? selbstständig sortieren?___________________________________________________________
    4. Erstellen Sie ein Punnett-Quadrat, um die erwartete Anzahl jeder Farb-/Texturkombination in einem einfachen dominant:rezessiven Paradigma zu veranschaulichen.

Modernes Studium der Genetik:

Menschliche Variation und Vielfalt: SNPs

Epigenetik: Jenseits der DNA

Epigenetik: umgebungsgestaltender Ausdruck


Einführung

Stellen Sie sich vor, wie das Leben aussehen würde, wenn Sie und die Menschen um Sie herum nicht kommunizieren könnten. Sie könnten weder Ihre Wünsche äußern, noch könnten Sie Fragen stellen, um mehr über Ihre Umgebung zu erfahren. Soziale Organisation ist auf Kommunikation zwischen den Individuen angewiesen, ohne Kommunikation würde die Gesellschaft auseinanderbrechen.

Wie beim Menschen ist es für eine Zelle lebenswichtig, mit ihrer Umgebung zu interagieren. Dies gilt unabhängig davon, ob es sich um einen einzelligen Organismus handelt oder um eine von vielen Zellen, die einen größeren Organismus bilden. Um auf äußere Reize zu reagieren, haben Zellen komplexe Kommunikationsmechanismen entwickelt, die eine Nachricht empfangen, die Informationen über die Plasmamembran übertragen und als Reaktion auf die Nachricht Veränderungen innerhalb der Zelle hervorrufen können. In vielzelligen Organismen senden und empfangen Zellen ständig chemische Botschaften, um die Aktionen entfernter Organe, Gewebe und Zellen zu koordinieren.

Während die Notwendigkeit einer zellulären Kommunikation bei größeren Organismen offensichtlich erscheint, kommunizieren sogar einzellige Organismen miteinander. Hefezellen signalisieren sich gegenseitig, bei der Paarung zu helfen. Einige Bakterienarten koordinieren ihre Aktionen, um große Komplexe zu bilden, die Biofilme genannt werden (Abbildung 9.18) oder um die Produktion von Toxinen zu organisieren, um konkurrierende Organismen zu entfernen. Die Fähigkeit von Zellen, durch chemische Signale zu kommunizieren, stammt von einzelnen Zellen und war für die Evolution mehrzelliger Organismen unerlässlich.

Zellsignalisierung ist für das Überleben von Organismen von entscheidender Bedeutung. Chemische Signale sagen den Zellen beispielsweise, wann sie Hormone wie Insulin produzieren sollen. Die Zellteilung hängt auch von chemischen Signalen ab. Wenn die chemischen Signale nicht richtig funktionieren, können sich Zellen unkontrolliert teilen und Krebstumore bilden. Wissenschaftler haben kürzlich einen Zellsignalweg entdeckt, der Krebszellen davor schützt, durch das körpereigene Immunsystem abgetötet zu werden. Die Hoffnung besteht darin, dieses Wissen zu nutzen, um Behandlungen zu entwickeln, die auf diesen Zellsignalweg abzielen, damit sich die Krebszellen selbst zerstören. Mehr dazu finden Sie hier: „Wissenschaftler lokalisieren eine neue Verteidigungslinie von Krebszellen.“

Lehrerunterstützung

Bitten Sie die Schüler, darüber nachzudenken, wie ein Mobiltelefon funktioniert. Zeichnen Sie die Reihenfolge an die Tafel: Signal, Telefonhardware, Ton. Was passiert nach dem Anruf? Sofortige Aktion, wenn es dringend ist, verzögerte Aktion, wenn nicht, oder einfach ignorieren und löschen, wenn die Nachricht als irrelevant erachtet wird. Zellen funktionieren ähnlich. Der Körper ist voller Nachrichten. Nicht alle Zellen können alle Nachrichten empfangen, und die Antwort auf dieselbe Nachricht kann und sollte je nach Art der Zielzelle unterschiedlich sein.


Die Struktur der RNA

In allen Zellen gibt es eine zweite Nukleinsäure, die Ribonukleinsäure oder RNA genannt wird. Wie DNA ist RNA ein Polymer von Nukleotiden. Jedes der Nukleotide in der RNA besteht aus einer stickstoffhaltigen Base, einem Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen und einer Phosphatgruppe. Im Fall von RNA ist der Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen Ribose, nicht Desoxyribose. Ribose hat eine Hydroxylgruppe am 2′ Kohlenstoff, im Gegensatz zu Desoxyribose, die nur ein Wasserstoffatom hat (Abbildung 9.5).

Abbildung 9.5 Der Unterschied zwischen der in RNA gefundenen Ribose und der in der DNA gefundenen Desoxyribose besteht darin, dass Ribose eine Hydroxylgruppe am 2′ Kohlenstoff hat.

RNA-Nukleotide enthalten die stickstoffhaltigen Basen Adenin, Cytosin und Guanin. Allerdings tun sie kein Thymin enthalten, was stattdessen ist ersetzt durch uracil, symbolisiert durch ein „U“. RNA existiert eher als einzelsträngiges Molekül als als doppelsträngige Helix. Molekularbiologen haben verschiedene Arten von RNA aufgrund ihrer Funktion benannt. Dazu gehören Boten-RNA (mRNA), Transfer-RNA (tRNA) und ribosomale RNA (rRNA) – Moleküle, die an der Herstellung von Proteinen aus dem DNA-Code beteiligt sind.


Multiple-Choice-Fragen Biologie für Klasse 9. Kapitel 01

Herzlichen Glückwunsch - Sie haben abgeschlossen 9. Klasse - Biologie
Kapitel Nr.01
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9.1: Einführung - Biologie

Schulbiologie: Homöostase: Endokrines System, Adrenalin & Thyroxinhormone

Hormone 1. Einführung in das endokrine Hormonsystem

z.B. Homöostase und die Funktion der Hormone Adrenalin und Thyroxin inklusive Erklärung von negativen Feedbacksystemen

(andere Hormone werden auf anderen Seiten behandelt)

Doc Browns Schulbiologie-Revisionsnotizen: GCSE-Biologie, IGCSE-Biologie, O-Level-Biologie,

US-Klassen 8, 9 und 10 naturwissenschaftliche Schulkurse oder gleichwertige für

14-16 jährige Biologiestudenten

Diese Seite hilft Ihnen bei der Beantwortung von Fragen wie . Was machen endokrine Drüsen? Was machen Hormonmoleküle? Welche Rolle spielt Thyroxin in unserem Stoffwechsel? Wie bereitet uns Adrenalin in einer „Notfall“-Situation vor? Was ist ein negatives Feedback-System? Wie funktioniert ein negatives Feedback-System – seine Funktion?

Subindex für diese Seite

und für Pflanzen siehe Hormonkontrolle des Pflanzenwachstums und Verwendung von Pflanzenhormonen GCSE-Biologie-Revisionshinweis s

Hormone werden im endokrinen Drüsensystem produziert und mit dem Blut zu ihren Zielzellen, Geweben oder Organen transportiert

Viele Prozesse im Körper werden durch chemische Substanzen namens . koordiniert und gesteuert Hormone.

Sie können sich Hormone vorstellen als chemische Botenstoffe durch den Blutkreislauf geschickt.

Hormone sind oft ziemlich große organische Moleküle.

Hormone und das Nervensystem senden Informationen durch den Körper.

Hormone, die direkt ins Blut abgegeben werden, sind ziemlich schnell in alle Körperteile getragen ABER nur die Funktion bestimmter Zellen, Gewebe oder Organe beeinträchtigen - die 'Ziele''.

Hormone lösen als „chemische Botschaften“ bestimmte biochemische Reaktionen in verschiedenen Gewebe- und Organtypen aus.

Hormone steuern Funktionen in Zellen, Geweben und Organen, die einer ständigen Anpassung bedürfen und ihre Wirkung ist relativ lang anhaltend verglichen mit zB den nervösen Reaktionen eines Reflexbogens.

Die aktivierten Zellen werden „Zielzellen“ genannt und haben einen chemischen Rezeptor, der auf das Hormon reagiert – die Hormone wirken auf Effektoren.

Sie sollten verstehen, dass das Nervensystem und die Hormone es uns ermöglichen, auf äußere Veränderungen zu reagieren und uns auch helfen, die Zustände in unserem Körper zu kontrollieren.

ABER im Gegensatz zum Nervensystem sind die Reaktionszeiten der Hormone langsamer, z.B. Minuten oder Stunden, eine Ausnahme ist Adrenalin, die am schnellsten wirkende Hormonreaktion.

Wissen Sie, dass Hormone bei einigen Formen der Empfängnisverhütung und bei Fruchtbarkeitsbehandlungen verwendet werden.

(b) Beispiele für Hormone und welche Drüse oder welches Organ sie produziert

Hormone werden in verschiedenen Drüsen, den sogenannten endokrinen Drüsen, produziert und sezerniert. daher die Gesamtbeschreibung - die Hormonsystem - Quellen und Beispiele dafür sind unten beschrieben.

Endokrine Drüsen geben Hormone direkt in den Blutkreislauf ab.

Hypophyse

Die Hypophyse ist eine kleine Drüse an der Basis des Gehirns

Die Hypophyse produziert viele Hormone, die die Bedingungen im Körper regulieren und Wachstumshormone sind wichtig für die Entwicklung des Körpers.

Einige Hormone haben eine direkte Wirkung auf den Körper, andere haben eine indirekte Wirkung, indem sie andere Drüsen dazu bringen, Hormone auszuschütten.

Aus diesem Grund wird die Hypophyse manchmal als die Meisterdrüse da diese Hormone wirken auf andere Drüsen sie dazu bringen andere Hormone freisetzen irgendwo im Körper Veränderungen herbeizuführen.

Die Hypophyse produziert die Hormone FSH und LH das sind wichtige Kontrollchemikalien im weiblichen Menstruationszyklus. Diese wirken auf die Eierstöcke und Hoden, um Fortpflanzungshormone freizusetzen, die die Freisetzung von Eizellen aus den Eierstöcken und die Geburt eines Babys steuern.

FSH = Follikelstimulierendes Hormon und LH = Luteinisierendes Hormon

Die Hypophyse schüttet das Hormon aus TSH die auf die Schilddrüse einwirkt, die wiederum das Thyroxin-Hormon absondert (siehe nächster Abschnitt).

TSH = Schilddrüsenstimulierendes Hormon

Es produziert auch das Hormon ACTH die auf die Nebenniere wirkt, um das Hormon Nebennierenhormon auszuschütten.

ACTH = Adrenocorticotropes Hormon

Die Hypophyse produziert das Wachstumshormon STH, die auf den ganzen Körper wirkt - wenn Sie über längere Zeit einen starken STH-Mangel haben, können Sie kleinwüchsig und kleinwüchsig sein, und wenn Sie über einen längeren Zeitraum zu viel STH haben, haben Sie ein übermäßiges Wachstum der Statur, eine Organvergrößerung und leiden an funktionellen Erkrankungen wie Diabetes und Herzerkrankungen.

STH = Somatotropin oder somatotropes Hormon

ADH ist ein Hormon, das in einem Teil des Gehirns namens Hypothalamus produziert wird. Es wird dann gespeichert und von der Hypophyse freigesetzt. ADH wirkt auf die Nieren, um die Wassermenge zu kontrollieren, die mit dem Urin ausgeschieden wird.

Schilddrüse

Die Schilddrüse ist an der Luftröhre befestigt. Die Schilddrüse produziert Thyroxin das an regulierenden Funktionen wie der Geschwindigkeit chemischer Reaktionen im Stoffwechsel, der Herzfrequenz und der Temperaturkontrolle beteiligt ist - seine Produktion wird durch das in der Hypophyse produzierte Hormon TSH ausgelöst.

Siehe auch Hinweise zu Thyroxin und Homöostase - Thermoregulation, Temperaturkontrolle

Die Nebenniere ist die Spitze der Nieren. Die Nebenniere produziert Adrenalin die vom Körper verwendet wird, um sich auf 'Kampf oder Flug' z.B. hilft Ihrem Körper zu handeln, wenn Sie ein Trauma erleiden oder sich in Gefahr befinden - seine Produktion wird durch das ACTH-Hormon aus der Hypophyse ausgelöst. (sehen Hinweise zu Adrenalin)

Die Bauchspeicheldrüse liegt unterhalb des Magens.

Die Bauchspeicheldrüse produziert Insulin die die Glukosekonzentration ('Spiegel') im Blut reguliert.

Sehen Homöostase - Kontrolle des Blutzuckerspiegels - Insulin und Diabetes

Die Eierstöcke (nur Frauen)

Die Eierstöcke produzieren das Sexualhormon Östrogen die Teil der Chemie des Menstruationszyklus ist.

Östrogen verleiht Mädchen ihre weiblichen Eigenschaften wie Brüste, weiche Haut, weibliche Stimme und bereitet die Gebärmutter auf ein Baby vor.

Die Hoden (nur Männer)

Die Hoden produzieren Testosteron, ein Hormon, das die Pubertät und die Spermienproduktion bei Männern steuert.

Testosteron ist ein Sexualhormon, das Jungen ihre männlichen Merkmale wie tiefere Stimmen und mehr Körperbehaarung verleiht als Frauen.

(c) Ein Vergleich des Nervensystems und des endokrinen Hormonsystems

Hormone wirksam als 'chemische Botschaften' um bestimmte biochemische Reaktionen auszulösen und deren Effekte sind langsamer als das Nervensystem.

Die Wirkung von Hormonen ist allgemeiner um den Körper, aber neigen dazu, bestimmte Zellen in bestimmten Organen zu beeinflussen, und relativ lang anhaltende Wirkung verglichen mit zB den schnellen, aber kurzfristigen Nervenimpulsen und Reaktionen eines Reflexbogens.

Allgemein gesagt, wenn die Reaktion Ihres Körpers auf eine Situation relativ lange anhält (z. B. Minuten oder Stunden), ist dies wahrscheinlich eine Funktion des Hormonsystems.

Einige Hormone wie Adrenalin können recht schnell wirken – siehe Hinweise weiter unten.

Nerven: Im Vergleich an das Hormonsystem der Reaktion und Kontrolle im Körper, das Nervensystem, unter Verwendung von Nervensignalen, die elektrischer Natur (nicht chemisch) sind.

Das Nervensystem der Neuronen wirkt sehr schnell z.B. ein kurzer Nervenimpuls für a kurze Zeit, Handeln von einem bestimmten Bereich zum anderen im Körper.

Wenn Ihr Körper schnell reagiert, ist es im Allgemeinen wahrscheinlich eine nervöse Reaktion.

Es gibt Situationen, in denen Informationen schnell an Ihre Effektoren weitergegeben werden müssen!

Beispiele dafür, wann Nervensignalinformationen schnell an Effektoren weitergegeben werden müssen, sind Nervensignale von Ihrer Netzhaut, Schmerzrezeptoren, Geschmacksknospen, die vor Gefahren warnen usw. müssen in Mikrosekunden, NICHT in Minuten, verarbeitet werden! zu spät!

Hormone wirken zu langsam, um in den gefährlichsten Situationen der Entscheidungsfindung in Sekundenbruchteilen von Nutzen zu sein.

Hormonspiegel und negatives Feedback

Ihr Körper kann den Hormonspiegel im Blut über ein negatives Feedback-System steuern.

Wenn der Körper feststellt, dass ein Spiegel einer Substanz X über oder unter dem normalen Spiegel liegt, löst er eine Reaktion aus, um den Spiegel von Substanz X wieder auf den Normalwert zu bringen.

Ein gutes Beispiel ist die Art und Weise, wie Thyroxin den Stoffwechsel reguliert (siehe Thyroxin-Hinweise und Grafik unten).

Siehe auch Beispiele für Homöostase

Homöostase - Einführung in die Funktionsweise (Negative Feedback-Systeme erklärt)

Homöostase - Kontrolle des Blutzuckerspiegels - Insulin und Diabetes GCSE-Biologie-Revisionshinweise

Homöostase - Osmoregulation, ADH, Wasserkontrolle, Harnstoff- und Ionenkonzentrationen und Nierenfunktion

Homöostase - Thermoregulation, Temperaturkontrolle GCSE-Biologie-Revisionshinweise

(d) Die Funktion des Hormons Adrenalin

Wenn Sie sich plötzlich in Gefahr fühlen oder einen (physischen oder psychischen) Schock erleiden, Nebenniere schüttet das Hormon ziemlich schnell aus Adrenalin in Ihren Blutkreislauf und überall in Ihrem Körper verteilt.

Die Nebennieren befinden sich direkt über den Nieren.

Adrenalin verursacht, was oft beschrieben wird, die 'kämpfen oder kämpfen' Reaktion - mit anderen Worten, Ihr Körper ist (nach hormonellen Maßstäben) ziemlich schnell darauf vorbereitet, mit einer Art Bedrohung umzugehen.

Das passiert, wenn du Gehirn erkennt Angst oder Stress (gefährliche Situation, Konfrontation etc.) und sofort sendet Nervenimpulse an die Nebennieren was dann schüttet das Hormon Adrenalin aus in den Blutkreislauf, um Ihren Körper auf die Aktion vorzubereiten!

Die anfängliche Stimulation kann visuell, physisch oder mental sein.

Beachten Sie das Interaktion zwischen das nervöses System (elektrische Impulse in Nervenfasern - Neuronen) und die Hormonsystem (Absonderung von Hormonmolekülen in den Blutkreislauf).

Es gibt Nervenverbindungen zwischen Gehirn und Nebenniere – ein Teil der Nebenniere, das Nebennierenmark genannt wird, reagiert auf das Nervensignal des Gehirns (ZNS) mit der Ausschüttung des Hormons Adrenalin.

Das ausgeschüttete Adrenalin wird im Blut herumgetragen und wirkt auf verschiedene Körperteile.

Die Auswirkungen von Adrenalin auf den Körper werden im Folgenden beschrieben.

Der Anstieg des Adrenalinspiegels löst einen iErhöhung der Herzfrequenz und Atemfrequenz zu erhöhen die Versorgung mit Sauerstoff und Glukose zu den Zellen Ihres Gehirns und Ihrer Muskeln.

Durch die vermehrte Atmung wird mehr Wärmeenergie freigesetzt und Ihre Körpertemperatur steigt – wird sie jedoch zu hoch, erkennt das Thermoregulationszentrum im Gehirn dies und die Adrenalinausschüttung wird blockiert.

Beachten Sie, dass der Körper Blutvolumen ist ziemlich konstant, so Herzfrequenz muss steigen mehr Blut mit einer höheren Geschwindigkeit durch den Körper zu pumpen, um zusätzliche Glukose und Sauerstoff zu den Muskelzellen zu transportieren.

Die Adrenalinmoleküle tun dies, indem sie Bindung an spezifische Rezeptoren im Herzen wodurch sich die Herzmuskeln häufiger und stärker kontrahieren - dies erhöht Ihre Herzfrequenz und Ihren Blutdruck, wodurch mehr Glukose und Sauerstoff zu Ihren Zellen durch Ihren Blutkreislauf, z.B. es gibt den Zellen des Muskelgewebes zusätzliche Energie, um sich zusammenzuziehen und sich auf den Kampf oder die Flucht vorzubereiten!

Adrenalin bindet auch an Rezeptoren in der Leber bewirkt, dass die Zellen Erhöhung der Abbaurate von Glykogen (chemischer potentieller Energiespeicher) zu den Glukosespiegel erhöhen in den Blutkreislauf zur Atmung - insbesondere Muskelzellen (in Gliedmaßen oder Herz).

Um die Atemfrequenz zu erhöhen, benötigen Sie auch mehr Glukose, daher erfüllt das Hormon Adrenalin zwei Funktionen, um die Energieabgabe zu erhöhen.

Beachten Sie, dass der Glukosestoffwechsel von drei Hormonen gesteuert wird, hier sein Adrenalin, das auf die Leber wirkt, aber es gibt auch die Wirkung von Insulin und Glukagon zur Aufrechterhaltung des ausgeglichenen Glukosespiegels im Blut.

Fußnote - oben ist nicht ganz die ganze Geschichte von "Kampf oder Flucht" - ein anderes Hormon kommt auch ins Spiel!

Wenn das Gehirn auf den anfänglichen Reiz reagiert und die Ausschüttung von Adrenalin auslöst, kann dieses Hormon aus der Nebenniere nicht alles tun, was in einer „Kampf-oder-Flucht“-Situation erforderlich ist.

Gleichzeitig signalisiert das Gehirn auch die Hypophyse ein Hormon (Name ?) freisetzen, das auf einen anderen Teil der Nebenniere wirkt, um ein zweites Hormon namens . freizusetzen Cortisol, und das ist Steroidhormon, das unsere Reaktion auf Gefahren unterstützt - Die meisten Körperzellen haben Cortisolrezeptoren.

Dies ist ein weiteres Beispiel für mehrere Hormone, die gemeinsam eine Situation steuern.

Beachten Sie auch, dass es die Hypothalamus verbindet das Nerven- und das endokrine System über die Hypophyse - nervöse Reaktionen, die mit Hormonreaktionen arbeiten, um uns am Leben zu erhalten!

(e) Die Funktion des Hormons Thyroxin

Thyroxin ist ein Hormon aus Jod und Aminosäuren, das in der Schilddrüse im Nacken produziert und von ihr freigesetzt (abgesondert) wird.

Thyroxin spielt eine wichtige Rolle bei Regulierung des Grundumsatzes, das Grundrate (Geschwindigkeit), mit der die chemischen Reaktionen Ihres Körpers ablaufen, während Sie Körper ist in Ruhe.

Thyroxin erhöht die Stoffwechselrate aller Körperzellen.

z.B. erhöht die Atmungsrate, treibt die Chemie der Zelle an und setzt thermische Energie frei

Thyroxin ist auch für viele andere biochemische Prozesse wichtig, einschließlich der Erleichterung der Proteinsynthese – essentiell für Wachstum und Entwicklung.

Probleme mit einer Schilddrüsenunterfunktion – Symptome eines Thyroxinmangels

Müdigkeit, Trägheit, Gewichtszunahme, langsamerer Herzschlag,

Wenn ein Kind zu wenig Thyroxin hat, führt dies zu einem langsameren Wachstum und einer langsameren geistigen Entwicklung.

Diese potenziell schädliche Situation beginnt in der Gebärmutter, setzt sich im Embryo über das Säuglingsalter bis in die Kindheit fort, wenn zu wenig Thyroxin vorhanden ist

Ein negatives Feedback-System hält die Thyroxinkonzentration im Blut auf dem richtigen Niveau.

Wie reguliert das negative Feedback-System den Thyroxinspiegel im Blut?

Beide Hypophyse und Hypothalamus (eine kleine Region an der Basis des Gehirns) kontrollieren die Schilddrüse und es ist der Hypothalamus, mit TRH (Thyreotropin freisetzendes Hormon), die die Hypophyse alarmiert, zu produzieren TSH (Schilddrüsenstimulierendes Hormon).

bitte beachten Sie, ab jetzt verwende ich nur noch die Abkürzungen TRH und TSH.

Thyroxin wird in der Schilddrüse produziert, als Reaktion auf die Wirkung von zwei Haupthormonen:

Das Hormon TRH (von dem Hypothalamus), stimuliert die Produktion von TSH die gemacht und abgesondert wird von den Hypophyse in den Blutkreislauf.

Die Produktion von TSH wiederum stimuliert die Schilddrüse, um mehr Thyroxin zu bilden.

TSH bindet an Rezeptoren auf den Zellen der Schilddrüse, um die Produktion von Thyroxin zu stimulieren.

Wir setzen nun diese beiden hormonellen Aktionen „vorwärts und rückwärts“ in das negative Rückkopplungssystem ein.

Ich habe auch eine Grafik hinzugefügt, die zum Text unten passt.

Wenn Ihr Körper erkennt, dass die Der Thyroxinspiegel ist über "normal" gestiegen, der Hypothalamus hört auf zu entlassen TRH.

Dies sagt der Hypophyse, dass sie die Produktion einstellen soll TSH (blockiert die Sekretion) und hemmt die Produktion von Thyroxin in der Schilddrüse.

Durch die Reduzierung der von der Hypophyse ausgeschiedenen Thyroxinmenge sinkt der Thyroxinspiegel auf den Normalwert (1. Hälfte der Grafik unten) und Ihr Stoffwechsel wird auf „normal“ reduziert, d. h. wieder stabilisiert.

Anscheinend reduziert ein über dem Normalwert liegender Thyroxinspiegel auch die Sekretion von TSH aus der Hypophyse (d. h. ohne Eingriff des TRH-Spiegels aus dem Hypothalamus).

Wenn Ihr Körper die erkennt Der Thyroxinspiegel ist unter den "Normalwert" gefallen, wird der Hypothalamus zur Freisetzung angeregt TRH.

Die Freisetzung von TRH stimuliert die Hypophyse loslassen TSH.

Das TSH stimuliert die Schilddrüse produzieren mehr Thyroxin, deren Spiegel wieder auf den Normalwert ansteigt (2. Hälfte der Grafik) und Ihr Stoffwechsel auf 'normal' ansteigt, d.h. sich wieder stabilisiert.

Notiz:

Sinkt die Körpertemperatur, produziert der Körper mehr Thyroxin, um die Atmung zu beschleunigen und mehr Wärmeenergie freizusetzen.

Da jedoch durch die vermehrte Atmung mehr Wärmeenergie freigesetzt wird und Ihre Körpertemperatur ansteigt, wird dies im Thermoregulationszentrum im Gehirn erkannt und die Adrenalinausschüttung wird blockiert, wenn sie zu hoch wird.

Das negative Feedback-System ist in der Graph unter.

Allgemeiner Kommentar zur Grafik und zu negativen Feedbacksystemen

Mit einem negativen Feedback-System steuert Ihr Körper den Hormonspiegel und andere Substanzen im Blut.

Wenn Ihr Körper feststellt, dass der Spiegel einer Substanz X zu hoch über dem „normalen“ Spiegel oder zu niedrig unter dem „normalen“ Spiegel liegt, löst er eine Reaktion aus, um den Spiegel von Substanz X wieder auf seinen normalen Spiegel zu bringen .

Schilddrüsenprobleme

z.B. wenn du eine hast Schilddrüsenunterfunktion, kann es dazu führen, dass Ihr Körper unnötig an Gewicht zunimmt.

Das ist weil zu wenig Thyroxin produziert wird und Ihr Stoffwechselrate sinkt.

Infolgedessen wird weniger Glukose aus Ihrer Nahrungsaufnahme bei der Atmung verbraucht, sodass die überschüssige Glukose umgewandelt und gespeichert wird als: Fett.

Glücklicherweise ist das Heilmittel in den meisten Fällen die Einnahme von Thyroxin-Tabletten jeden Tag.

und für Pflanzen siehe Hormonkontrolle des Pflanzenwachstums und Verwendung von Pflanzenhormonen GCSE-Biologie-Revisionshinweise


9.1 Kapitelziele

Unser Ziel in diesem Kapitel ist es, einige Muster im Zusammenhang mit beobachteten Geschlechterverhältnissen zwischen Männern und Frauen sowohl in menschlichen als auch in nichtmenschlichen Populationen darzustellen. Wir werden auch mehrere Faktoren diskutieren, die das Geschlechterverhältnis beeinflussen, und Hypothesen zum Verständnis verzerrter Geschlechterverteilungsphänomene diskutieren. Am Ende Ihrer Lektüre und unserer Diskussion in der Klasse werden Sie in der Lage sein:

    1. Definieren Sie die folgenden Begriffe:
      • betriebliches Geschlechterverhältnis
      • Geschlechterzuordnung
    2. Nennen Sie die drei Schlüsselfaktoren, die das Geschlechterverhältnis der Bevölkerung beeinflussen
    3. Beschreiben Sie die Trivers-Willard-Hypothese für die Geschlechterzuordnung und zitieren Sie Beweise für diese Hypothese
    4. Erklären Sie alternative Hypothesen zur Erklärung verzerrter Geschlechterverhältnisse in Organismen mit chromosomaler (genetischer) Geschlechtsbestimmung

    Die Biologie der Intelligenz

    Die der Intelligenz zugrunde liegenden Gehirnprozesse sind nicht vollständig verstanden, aber die aktuelle Forschung hat sich auf vier potenzielle Faktoren konzentriert: Gehirngröße, sensorische Fähigkeiten, Geschwindigkeit und Effizienz der neuronalen Übertragung und Arbeitsgedächtniskapazität.

    An der Vorstellung, dass schlauere Menschen größere Gehirne haben, ist zumindest etwas Wahres. Studien, die das Gehirnvolumen mit Neuroimaging-Techniken gemessen haben, stellen fest, dass eine größere Gehirngröße mit der Intelligenz korreliert (McDaniel, 2005), und es wurde auch festgestellt, dass Intelligenz mit der Anzahl der Neuronen im Gehirn und mit der Dicke des Kortex korreliert (Haier , 2004 Shaw et al., 2006). Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass diese korrelativen Ergebnisse nicht bedeuten, dass ein größeres Gehirnvolumen eine höhere Intelligenz verursacht. Es ist möglich, dass das Aufwachsen in einer anregenden Umgebung, die Denken und Lernen belohnt, zu einem stärkeren Gehirnwachstum führt (Garlick, 2003), und es ist auch möglich, dass eine dritte Variable, wie eine bessere Ernährung, sowohl Gehirnvolumen als auch Intelligenz verursacht.

    Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Gehirne intelligenterer Menschen schneller oder effizienter arbeiten als die Gehirne weniger intelligenter Menschen. Einige Beweise, die diese Idee unterstützen, stammen aus Daten, die zeigen, dass Menschen, die intelligenter sind, häufig weniger Gehirnaktivität zeigen (was darauf hindeutet, dass sie weniger Kapazität benötigen) als Menschen mit geringerer Intelligenz, wenn sie an einer Aufgabe arbeiten (Haier, Siegel, Tang, & Abel , 1992). Und die Gehirne intelligenterer Menschen scheinen auch schneller zu laufen als die Gehirne weniger intelligenter Menschen. Untersuchungen haben ergeben, dass die Geschwindigkeit, mit der Menschen einfache Aufgaben ausführen können – wie zum Beispiel das Bestimmen, welche von zwei Zeilen länger ist oder so schnell wie möglich eine von acht beleuchteten Tasten drücken – Intelligenz voraussagt (Deary, Der, & Ford , 2001). Intelligenzwerte korrelieren ebenfalls mit etwa R = 0,5 mit Maßen für das Arbeitsgedächtnis (Ackerman, Beier, & Boyle, 2005), und das Arbeitsgedächtnis wird heute bei vielen Tests als Maß für die Intelligenz verwendet.

    Obwohl Intelligenz nicht in einem bestimmten Teil des Gehirns lokalisiert ist, ist sie in einigen Hirnbereichen häufiger als in anderen. Duncanet al. (2000) verwalteten eine Vielzahl von nachrichtendienstlichen Aufgaben und beobachteten die Orte im Kortex, die am aktivsten waren. Obwohl verschiedene Tests unterschiedliche Aktivierungsmuster erzeugten, wie Sie in Abbildung 9.5 “Wo ist Intelligenz?” sehen können, befanden sich diese aktivierten Bereiche hauptsächlich in den äußeren Teilen des Kortex, dem Bereich des Gehirns, der am meisten an Planung und Ausführung beteiligt ist Kontrolle und Kurzzeitgedächtnis.

    Abbildung 9.5 Wo ist Intelligenz?

    fMRT-Studien haben ergeben, dass sich die Bereiche des Gehirns, die am meisten mit der Intelligenz zu tun haben, in den äußeren Teilen des Kortex befinden.

    Quelle: Nach Duncan, J., Seitz, R. J., Kolodny, J., Bor, D., Herzog, H., Ahmed, A.,… Emslie, H. (2000). Eine neuronale Basis für allgemeine Intelligenz. Wissenschaft, 289(5478), 457–460.


    Das Modell der Doppelhelix-Struktur der DNA wurde von Watson und Crick vorgeschlagen. Das DNA-Molekül ist ein Polymer von Nukleotiden. Jedes Nukleotid besteht aus einer stickstoffhaltigen Base, einem Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen (Desoxyribose) und einer Phosphatgruppe. Es gibt vier stickstoffhaltige Basen in der DNA, zwei Purine (Adenin und Guanin) und zwei Pyrimidine (Cytosin und Thymin). Ein DNA-Molekül besteht aus zwei Strängen. Jeder Strang besteht aus Nukleotiden, die kovalent zwischen der Phosphatgruppe des einen und dem Desoxyribose-Zucker des nächsten verbunden sind. Von diesem Rückgrat erstrecken sich die Basen. Die Basen des einen Strangs binden über Wasserstoffbrücken an die Basen des zweiten Strangs. Adenin bindet immer an Thymin und Cytosin bindet sich immer an Guanin. Die Bindung bewirkt, dass sich die beiden Stränge in einer Form, die als Doppelhelix bezeichnet wird, umeinander winden. Ribonukleinsäure (RNA) ist eine zweite Nukleinsäure, die in Zellen vorkommt. RNA ist ein einzelsträngiges Polymer von Nukleotiden. Es unterscheidet sich auch von DNA dadurch, dass es den Zucker Ribose anstelle von Desoxyribose und das Nukleotid Uracil anstelle von Thymin enthält. Verschiedene RNA-Moleküle wirken bei der Bildung von Proteinen aus dem genetischen Code in der DNA.

    Prokaryoten enthalten ein einzelnes, doppelsträngiges zirkuläres Chromosom. Eukaryoten enthalten doppelsträngige lineare DNA-Moleküle, die in Chromosomen verpackt sind. Die DNA-Helix ist um Proteine ​​gewickelt, um Nukleosomen zu bilden. Die Proteinspiralen werden weiter gewunden, und während der Mitose und Meiose werden die Chromosomen noch stärker gewunden, um ihre Bewegung zu erleichtern. Chromosomen haben zwei unterschiedliche Regionen, die durch Färbung unterschieden werden können, die unterschiedliche Verpackungsgrade widerspiegeln und dadurch bestimmt werden, ob die DNA in einer Region exprimiert wird (Euchromatin) oder nicht (Heterochromatin).


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