Državna Matura Biology cheat sheet

Znanstvena metoda: opažanje → pitanje → hipoteza → predviđanje → pokus → analiza → zaključak; hipoteza mora biti provjerljiva i opovrgljiva.

Neovisna varijabla je ono što istraživač mijenja; zavisna varijabla je ono što se mjeri; kontrolne varijable drže se stalnima.

Kontrolna skupina ne prima tretman i služi za procjenu učinka svih ostalih čimbenika; placebo učinak zahtijeva dvostruko slijepo ispitivanje.

Uzorak mora biti reprezentativan i dovoljno velik; slučajno uzorkovanje smanjuje pristranost, a ponavljanja smanjuju slučajnu pogrešku.

Točnost = blizina stvarnoj vrijednosti; preciznost = međusobna blizina ponovljenih mjerenja; sustavna pogreška pomiče sva mjerenja u istom smjeru.

Statistička značajnost (p < 0,05) znači da je razlika malo vjerojatna slučajnošću, ali ne dokazuje biološku važnost ni uzročnost.

Korelacija ne znači uzročnost; uzročnost traži kontrolirani pokus, vremenski slijed i isključenje zbunjujućih čimbenika.

Mikroskopija: povećanje = okular × objektiv; razlučivost je najmanja udaljenost na kojoj se dvije točke razlikuju, a ne povećanje.

SI jedinice i pretvorbe: 1 mm = 1000 µm, 1 µm = 1000 nm; mjerenje na mikrografiji pretvara se pomoću mjerila (scale bar).

Prokariotska stanica: bez jezgre i membranom omeđenih organela, kružna DNA u nukleoidu, plazmidi, ribosomi 70S, stanična stijenka od peptidoglikana.

Eukariotska stanica: jezgra s dvostrukom ovojnicom i porama, linearna DNA s histonima, ribosomi 80S, membranski organeli.

Endosimbiotska teorija: mitohondrij i kloroplast potječu od endocitiranih prokariota; dokazi su vlastita kružna DNA, 70S ribosomi i dvostruka membrana.

Funkcije organela: hrapavi ER sintetizira proteine, glatki ER lipide, Golgijev aparat modificira i pakira, lizosom razgrađuje, peroksisom razgrađuje H2O2.

Fluidno-mozaik model membrane: fosfolipidni dvosloj s proteinima, kolesterolom i glikoproteinima; kolesterol ublažava fluidnost pri različitim temperaturama.

Difuzija ide niz koncentracijski gradijent bez energije; olakšana difuzija koristi proteine nosače; aktivni transport ide uz gradijent uz ATP (npr. Na+/K+ crpka).

Osmoza: voda prelazi u područje više koncentracije otopljene tvari; u hipotoničnoj otopini biljna stanica postaje turgidna, a životinjska može lizirati.

Enzimi snižavaju aktivacijsku energiju i nisu trošeni; specifičnost daje aktivno mjesto; denaturacija nastaje zbog visoke temperature ili ekstremnog pH.

Stanični ciklus: interfaza (G1, S, G2) pa mitoza i citokineza; S-faza je replikacija DNA; kontrolne točke provjeravaju oštećenja DNA.

Ugljikohidrati: monosaharidi (glukoza), disaharidi (saharoza = glukoza + fruktoza), polisaharidi (škrob, glikogen, celuloza); glikozidna veza nastaje kondenzacijom.

Proteini: aminokiseline povezane peptidnom vezom; strukture primarna, sekundarna (α-uzvojnica, β-nabrana ploha), tercijarna i kvaterna.

Lipidi: triglicerid = glicerol + 3 masne kiseline; zasićene su ravne i krute, nezasićene imaju dvostruke veze i savijene lance; fosfolipidi grade membrane.

Nukleinske kiseline: nukleotid = fosfat + šećer + dušična baza; DNA ima deoksiribozu i timin, RNA ribozu i uracil; adenin se veže s timinom (2 H-veze), gvanin s citozinom (3).

ATP je univerzalni prijenosnik energije; hidroliza ATP → ADP + Pi oslobađa energiju, a sinteza zahtijeva energiju iz katabolizma.

Fotosinteza: 6 CO2 + 6 H2O + svjetlost → C6H12O6 + 6 O2; svjetlosne reakcije u tilakoidima stvaraju ATP i NADPH, Calvinov ciklus u stromi veže CO2.

Fotoliza vode u fotosustavu II oslobađa O2; klorofil a i b apsorbiraju uglavnom crvenu i plavu svjetlost, zelenu reflektiraju.

Stanično disanje: glikoliza (citosol) → oksidativna dekarboksilacija i Krebsov ciklus (matriks) → oksidativna fosforilacija (unutarnja membrana); aerobno daje oko 30–32 ATP.

Vrenje: alkoholno (kvasac) i mliječno (mišići) regenerira NAD+ bez kisika; daje samo 2 ATP po glukozi.

DNA replikacija je semikonzervativna i dvosmjerna; helikaza odmata, primaza stavlja RNA početnicu, DNA-polimeraza gradi 5'→3', ligaza spaja fragmente Okazaki.

Transkripcija: RNA-polimeraza prepisuje jedan lanac DNA u mRNA; u eukariota splicing uklanja introne, a 5' kapa i poli-A rep dodaju se prije izlaska iz jezgre.

Translacija: ribosom čita kodone mRNA 5'→3', tRNA donosi aminokiseline; AUG je start-kodon (metionin), UAA, UAG i UGA su stop-kodoni.

Genetski kod je triplet, nedvosmislen i gotovo univerzalan; degeneriranost znači da više kodona kodira istu aminokiselinu.

Mendelovi zakoni: segregacija alela pri mejozi i neovisna raspodjela gena na različitim kromosomima; test-križanje otkriva genotip dominantnog fenotipa.

Monohibridno križanje Aa × Aa daje fenotipski omjer 3:1 i genotipski 1:2:1; dihibridno AaBb × AaBb daje 9:3:3:1 uz neovisnu raspodjelu.

Spolno vezano nasljeđivanje: geni na X kromosomu češće pogađaju muškarce (hemizigotnost), npr. daltonizam i hemofilija.

Mutacije: točkaste (supstitucija, insercija, delecija) i kromosomske; insercija ili delecija koja nije višekratnik tri mijenja okvir čitanja.

Genetski inženjering: restrikcijski enzimi režu DNA na specifičnim sljedovima, ligaza spaja, plazmid je vektor, PCR umnožava DNA, gel elektroforeza razdvaja fragmente po veličini.

Prirodno odabiranje djeluje na varijacije unutar populacije; jedinke s većom adaptivnom vrijednošću ostavljaju više potomaka, pa se frekvencije alela mijenjaju.

Hardy–Weinbergova ravnoteža: p + q = 1 i p² + 2pq + q² = 1; vrijedi uz veliku populaciju, slučajno parenje, bez mutacija, migracija i selekcije.

Tipovi selekcije: stabilizirajuća (srednje vrijednosti), usmjeravajuća (jedan ekstrem), disruptivna (oba ekstrema).

Specifikacija: alopatrička (geografska barijera), simpatrička (bez barijere, npr. poliploidija), parapatrička; nastaje reproduktivna izolacija.

Dokazi evolucije: fosili, homologni organi (zajedničko podrijetlo), analogne strukture (konvergencija), rudimenti, molekularne sličnosti i biogeografija.

Taksonomija: domena, carstvo, koljeno, razred, red, porodica, rod, vrsta; binomna nomenklatura (rod + vrsta, kurziv).

Tri domene: Bacteria, Archaea, Eukarya; gljive, biljke i životinje su carstva unutar Eukarya.

Kladistika koristi zajednička izvedena svojstva (sinapomorfije) za izradu filogenetskih stabala; monofiletska skupina uključuje pretka i sve potomke.

Virusi nisu stanice: nemaju vlastiti metabolizam ni ribosome, razmnožavaju se samo u stanici domaćina; klasificiraju se prema vrsti nukleinske kiseline i kapsidi.

Virusi: kapsida od proteina i nukleinska kiselina (DNA ili RNA); litički ciklus odmah razara stanicu, lizogeni ugrađuje gen u genom domaćina.

Bakterije: jednostanične bez jezgre, razmnožavaju se binarnom diobom; oblik koke, bacili, spirili; izmjena gena konjugacijom, transformacijom i transdukcijom.

Protisti su eukariotski, uglavnom jednostanični i vodni; algama slični fotosintetiziraju, protozoe su heterotrofne, neki uzrokuju bolesti (npr. malariju).

Gljive: stijenka od hitina, hife i micelij, heterotrofne apsorpcijom; razmnožavaju se sporama; simbioza lihena (gljiva + alga ili cijanobakterija) i mikoriza.

Biljke: izmjenjuju haploindnu gametofitnu i diploidnu sporofitnu generaciju; mahovine dominira gametofit, papratnice sporofit, sjemenjače sporofit sa sjemenom.

Biljna tkiva: meristemi (rast), epidermis (zaštita), ksilem (voda i minerali), floem (šećeri), sklerenhim i kolenhim (potpora).

Životinje: beskralježnjaci (spužve, žarnjaci, mekušci, člankonošci, bodljikaši) i kralježnjaci (ribe, vodozemci, gmazovi, ptice, sisavci).

Sisavci: dlaka, mliječne žlijezde, topla krv, tri srednje ušne koščice; razlikuju se monotremni (jaja), tobolčari i placentalni sisavci.

Kukci: tri para nogu, tijelo na glavu, prsa i zadak, otvoreni krvožilni sustav, traheje za disanje, razvoj metamorfozom.

Probava: enzimi amilaza (škrob), pepsin (proteini u želucu), lipaza (masti); resorpcija hranjivih tvari u tankom crijevu kroz resice, debelo crijevo apsorbira vodu.

Krvožilni sustav: srce s četiri šupljine, dvostruka cirkulacija; arterije vode od srca, vene prema srcu, kapilare omogućuju izmjenu.

Dišni sustav: alveole su mjesto izmjene plinova; hemoglobin veže O2 u plućima i otpušta ga u tkivima ovisno o pH i CO2.

Homeostaza: negativna povratna sprega održava stalne uvjete (temperatura, glukoza, pH); inzulin snižava glukozu, glukagon je podiže.

Živčani sustav: neuron prenosi akcijski potencijal; depolarizacija je ulazak Na+, repolarizacija izlazak K+; sinapsa prenosi signal neurotransmiterima.

Imunost: nespecifična (koža, fagocitoza, upala) i specifična; limfociti B stvaraju protutijela, limfociti T razaraju zaražene stanice; cijepljenje stvara imunološku memoriju.

Hormoni: hipofiza upravlja drugim žlijezdama; štitnjača regulira metabolizam; spolni hormoni (testosteron, estrogen, progesteron) upravljaju razvojem i reprodukcijom.

Reprodukcija: oplodnja u jajovodu, implantacija u maternici, placenta prenosi hranjive tvari i kisik; menstrualni ciklus traje oko 28 dana.

Bolesti: uzročnici su bakterije, virusi, gljive i paraziti; antibiotici djeluju na bakterije, ne na viruse; cjepiva sprječavaju bolesti aktiviranjem imunosti.

Populacija: eksponencijalni rast (J-krivulja) bez ograničenja; logistički rast (S-krivulja) ograničen nosivim kapacitetom okoliša (K).

Gustoća populacije = broj jedinki / površina ili volumen; čimbenici ovise o gustoći (bolest, kompeticija) i ne ovise (vrijeme, katastrofe).

Odnosi u zajednici: kompeticija, predacija, parazitizam, mutualizam (+/+), komenzalizam (+/0); simbioza obuhvaća trajne odnose.

Ekosustav čine biocenoza i biotop; energija ulazi preko proizvođača, prelazi na potrošače, a razlagači vraćaju tvari u kruženje.

Pravilo 10 %: samo oko 10 % energije prelazi na sljedeću trofičku razinu, pa su piramide energije uvijek uspravne.

Kruženje tvari: ugljik (fotosinteza, disanje, izgaranje), dušik (fiksacija, nitrifikacija, denitrifikacija), voda (isparavanje, kondenzacija, oborine).

Bioraznolikost uključuje raznolikost vrsta, gena i ekosustava; ugrožavaju je gubitak staništa, invazivne vrste, onečišćenje i klimatske promjene.

Održivost: obnovljivi i neobnovljivi izvori, recikliranje, smanjenje emisija stakleničkih plinova; efekt staklenika prirodan je proces, a pojačan je ljudskim djelovanjem.

Eutrofikacija: višak hranjivih tvari (dušik, fosfor) uzrokuje cvjetanje algi, smanjenje kisika i uginuće organizama u vodi.