Érettségi Biológia cheat sheet

Az élő rendszerek kritériumai: anyagcsere, növekedés, fejlődés, szaporodás, ingerlékenység, önszabályozás, öröklődés, alkalmazkodás, szervezettség.

A biológiai szerveződési szintek sorrendje: molekula → sejtorganellum → sejt → szövet → szerv → szervrendszer → szervezet → populáció → társulás → ökoszisztéma → bioszféra.

A tudományos módszer lépései: megfigyelés → kérdésfeltevés → hipotézis → kísérleti terv → kísérlet → adatrögzítés → értékelés → következtetés; a hipotézis cáfolható állítás.

Kontrollcsoport: a független változó kezelését nem kapja meg; a függő változó a kutató által mért válasz, a független változót a kísérletvezető állítja be.

Egy kísérletben egyszerre csak egy független változót szabad módosítani, különben a hatások nem különíthetők el.

Reprodukálhatóság: azonos körülmények között megismételt kísérlet azonos eredményt ad; az egyedi megfigyelés önmagában nem bizonyíték.

A sejtelmélet: minden élőlény sejtekből épül fel, minden sejt korábbi sejtből származik, a sejt az élet alapvető szerkezeti és működési egysége.

A modell élő rendszer leegyszerűsített leírása; érvényessége csak arra a feltételrendszerre terjed ki, amelyre felállították.

A tudományos elmélet jól ellenőrzött, széles körű magyarázat, nem pedig bizonyítatlan feltevés; a törvény mennyiségi összefüggést ír le.

Biomolekulák: szénhidrátok (mono-, di-, poliszacharidok), lipidek (glicerin + zsírsavak), fehérjék (aminosavak, peptidkötés), nukleinsavak (nukleotidok).

A kondenzáció vízkilépéssel épít (pl. aminosavak peptidkötése), a hidrolízis vízfelvétellel bont - mindkettő enzimkatalizált.

Fotoszintézis összegzése: 6 CO₂ + 6 H₂O + fényenergia → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂; fényszakasz a tilakoidmembránon, Calvin-ciklus a sztrómában.

A fényszakasz termékei: ATP és NADPH, valamint a víz fotolíziséből származó O₂; a Calvin-ciklus ezekkel köti a CO₂-ot.

Aerob sejtlégzés összegzése: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energia (ATP); szakaszai: glikolízis, piruvát-oxidáció, citrátkör, terminális oxidáció.

A glikolízis a citoszolban zajlik (2 ATP nettó nyereség), a citrátkör a mátrixban, a terminális oxidáció a belső membránon.

Erjedés: oxigén nélkül a glikolízis terméke (piruvát) redukálódik; alkoholos erjedésnél etanol + CO₂, tejsavasanál laktát keletkezik.

Enzimhatás: az enzim csökkenti az aktiválási energiát, specifikus a szubsztrátjára; hatását a hőmérséklet és a pH optimumgörbe szerint befolyásolja.

Energiahordozók: ATP (közvetlen), NAD⁺/NADP⁺ és FAD (elektronhordozók); az ATP ADP + Pi hasításával szabadul fel energia.

Prokarióta sejt: sejtmaghártya nélkül, körkörös DNS, 70S riboszóma; eukarióta sejt: valódi sejtmag, membránnal határolt organellumok, 80S riboszóma.

Organellumok: mitokondrium (légzés), kloroplasztisz (fotoszintézis), riboszóma (fehérjeszintézis), Golgi (csomagolás), endoplazmatikus retikulum (szintézis és szállítás), lizoszóma (bontás).

A membrán folyadék-mozaik modellje: foszfolipid kettős réteg, benne fehérjék, glikoproteinek, koleszterin; a réteg szelektíven permeábilis.

Passzív transzport: diffúzió és ozmózis a koncentrációgradiens irányában, energiabefektetés nélkül; facilitált diffúzió csatorna- vagy hordozófehérjével.

Aktív transzport: a gradienssel szemben, ATP-igényes (pl. Na⁺/K⁺-pumpa); az endocitózis és exocitózis membránhólyaggal szállít.

Hipertoniás oldatban a sejt zsugorodik, hipotóniásban duzzad, izotóniásban a vízbevétel és -leadás egyensúlyban van.

Mitózis szakaszai: profázis, metafázis, anafázis, telofázis; a kromoszómaszám változatlan (2n → 2n), a testi sejtek osztódása.

Meiózis: két osztódás, egy DNS-megkettőződés; a homológ kromoszómák szétválása és az átkereszteződés változatosságot teremt, a kromoszómaszám feleződik (2n → n).

A sejtciklus: interfázis (G1, S, G2) és M-szakasz; az S-fázisban történik a DNS-replikáció.

Mendel I. törvénye (szegregáció): a két allél a gaméták képződésekor szétválik, így egy gaméta egy allélt visz.

Mendel II. törvénye (független öröklődés): különböző kromoszómán lévő gének alléljai egymástól függetlenül öröklődnek.

Monohibrid keresztezés F2 nemzedékében a fenotípusarány 3:1 domináns-recesszív esetben; tesztkeresztezéssel (Aa × aa) a heterozigóta 1:1 arányban lepleződik le.

Dihibrid keresztezés F2 fenotípusaránya független öröklődésnél 9:3:3:1.

A DNS szerkezete: kettős hélix, komplementer bázispárok A–T és G–C, a szálak antiparallel futásúak; a bázisok száma A=T és G=C.

A replikáció félig konzervatív; a transzkripció a DNS-mintáról mRNS-t készít, a transzláció a riboszómán aminosavakká fordítja a kodont.

A genetikai kód triplet, nem átfedő, degenerált (több kodon is kódolhat egy aminosavat) és univerzális.

Mutációtípusok: pontmutáció (szubsztitúció, inzerció, deléció), kromoszómamutáció, genommutáció (pl. számbeli rendellenesség).

Populációgenetika: Hardy–Weinberg-egyensúly p² + 2pq + q² = 1, ahol p és q az allélgyakoriságok; az egyensúly csak ideális, nem szelektáló populációban áll fenn.

Darwin természetes szelekciója: öröklődő változatosság + túlszaporodás + eltérő túlélés és szaporodás → a kedvező tulajdonság gyakorisága nő.

Az evolúció genetikai alapja a mutáció (új allélok forrása) és a rekombináció; a szelekció, sodródás, migráció és nem véletlen párosodás változtatja az allélgyakoriságot.

Allopatrikus fajképződés: földrajzi elkülönülés → reproduktív izoláció; szimpatrikus fajképződés ugyanazon a területen, pl. poliploidizációval.

Reproduktív izolációs mechanizmusok: prezigotikus (időbeli, viselkedési, élőhelyi) és posztzigotikus (életképtelen vagy terméketlen utód).

Konvergens evolúció hasonló tulajdonságot hoz létre eltérő eredetből (analóg szervek); divergens evolúció közös ősből különböző formákat (homológ szervek).

Az élet keletkezésének kémiai evolúciója: szervetlen molekulák → szerves monomerek → polimerek → membránnal határolt protosejtek, oxigénmentes légkörben.

A fotoszintézis megjelenése oxigént szabadított fel, ami az aerob légzés és az ózonpajzs kialakulását tette lehetővé.

Emberi evolúció: a kétlábú járás, a koponyaűr növekedése és az eszközkészítés sorrendje; a Homo sapiens és a ma élő főemlősök közös ősök leszármazottai, nem egymásból fejlődtek ki.

Bizonyítékok: fosszíliák, összehasonlító anatómia, embriológia, molekuláris (DNS-, fehérjeszekvencia-) hasonlóság.

A rendszertan szintjei: domén → ország → törzs → osztály → rend → család → nemzetség → faj; a fajnév binomiális (nemzetségnév + fajjelző).

A vírusok nem sejtesek: fehérjekapszid + nukleinsav (DNS vagy RNS), önálló anyagcseréjük nincs, csak gazdasejtben szaporodnak - ezért határesetek.

Baktériumok: prokarióták, ivartalan kettéosztódással szaporodnak, alak szerint coccus, bacillus, spirillum; egyesek spórát képeznek.

Protiszták: egysejtű eukarióták (pl. amőba, papucsállatka, eugléna) és algák; heterotróf és autotróf életmód egyaránt előfordul.

Gombák: heterotróf, kitinvázas sejtfalú eukarióták, micéliummal és spórákkal; a penész és az élesztő is ide tartozik, a zuzmó gomba–alga szimbiózis.

Növények: fotoszintetizáló, cellulózsejtfalú eukarióták; a mohák, harasztok, nyitvatermők és zárvatermők csoportja a szaporodás és a szállítószövet szerint különül el.

Állatok: heterotróf, többsejtű eukarióták; a gerinctelenek és gerincesek felosztása, a gerincesek osztályai: halak, kétéltűek, hüllők, madarak, emlősök.

A zárvatermők virággal és terméssel szaporodnak; a kétszikűek és egyszikűek megkülönböztetése levélerezet, sziklevélszám és virágtagok alapján.

A faj fogalma: azonos fajhoz tartozó egyedek termékeny utódot hoznak létre; a rendszerezés fő bizonyítéka a leszármazási rokonság.

Keringés: a szív négy üregű, a kis vérkör a tüdő, a nagy vérkör a test felé halad; a bal kamra fala a legvastagabb.

Vérképzés: vörösvértest (oxigénszállítás hemoglobinnal), fehérvérsejt (immunitás), vérlemezke (véralvadás); a vörösvértest érett formában mag nélküli.

Légzés: a gázcsere az alveolusokban diffúzióval történik; belégzéskor a rekeszizom és a bordaközi izmok összehúzódnak, a mellkas térfogata nő.

Emésztés: a tápanyagok enzimatikus bontása a szájüregtől a vékonybélbe; a felszívódás fő helye a vékonybél bolyhain, a víz visszaszívása a vastagbélben.

Kiválasztás: a vese nefronjai szűrnek, visszaszívnak és szekretálnak; a vizelet mennyiségét és töménységét az ADH szabályozza.

Homeosztázis: negatív visszacsatolás tartja a belső környezetet (testhőmérséklet, vércukorszint, ozmózisnyomás); inzulin csökkenti, glukagon növeli a vércukorszintet.

Idegrendszer: központi (agy, gerincvelő) és perifériás; az ingerületátvitel a szinapszisban neurotranszmitterrel, irányítottan történik.

Immunitás: veleszületett (nem specifikus) és szerzett (antitest- és sejtközvetített); a védőoltás memóriasejteket hoz létre.

Hormonok: hipofízis, pajzsmirigy, mellékvese, hasnyálmirigy termelésük szabályozza az anyagcserét és a szaporodást.

Populációjellemzők: egyedszám, népsűrűség, kor- és ivarstruktúra, születési és halálozási arány, be- és elvándorlás; növekedési görbe lehet exponenciális vagy logisztikus (K = eltartóképesség).

Táplálkozási kapcsolatok: termelők → fogyasztók (elsődleges, másodlagos) → lebontók; a táplálékláncok hálózattá kapcsolódnak.

Energiaáramlás: a szintek között az energia nagy része hőként elvész, ezért a piramis csúcsán kevés a biomassza; az anyagok körforognak.

Szimbiózisformák: mutualizmus (mindkettő nyer), kommenzalizmus (egyik nyer), parazitizmus (egyik nyer, másik kár), versengés és ragadozás.

A populációk kölcsönhatása: kompetíció az azonos erőforrásért, a ragadozó–préda viszony ciklikus egyedszámváltozást okozhat.

Szukcesszió: elsődleges (terméketlen felszínen) és másodlagos (zavart, de talajjal borított területen); a csúcsállapot a klimax.

Biomok: tundra, tajga, mérsékelt övi lombhullató erdő, füves puszta, sivatag, trópusi esőerdő - elhelyezkedésüket a hőmérséklet és a csapadék szabja meg.

Környezetvédelem: a biodiverzitás megőrzése, szennyezés csökkentése, fenntartható erőforrás-használat; az ökológiai lábnyom a fogyasztás terhelését méri.

Globális problémák: üvegházhatás fokozódása, ózonlyuk, savas eső, eutrofizáció, talajpusztulás - okok és következmények együttes vizsgálata.

Mikroszkóp: az össznagyítás az objektív és az okulár nagyításának szorzata; a felbontóképesség a legkisebb megkülönböztethető távolság.

A preparátum készítése: tárgylemez, fedőlemez, cseppfolyadék; a fedőlemezt szög alatt kell leengedni a légbuborék elkerülésére.

Mérés és adatrögzítés: táblázat, majd grafikon; a független változó a vízszintes (x), a függő változó a függőleges (y) tengelyre kerül.

Átlag és szórás: az átlag a központi érték, a szórás a szóródást jellemzi; ismételt mérés növeli az eredmény megbízhatóságát.

Kísérleti terv: hipotézis, független és függő változó, kontroll, állandó körülmények, ismétlésszám, dokumentálás.

Növényi kísérletek: a fotoszintézis kimutatása keményítővel (jódpróba), az oxigénfejlődés vízinövénnyel; a légzés kimutatása meszes vízzel (CO₂).

Enzimkísérlet: kataláz és hidrogén-peroxid reakciójának mérése gázfejlődéssel; a hőmérséklet vagy pH változtatása az aktivitás optimumgörbéjét adja.

Mikrobiológiai alapok: steril eszközök, oltás, inkubálás; a telepszámlálás a csíraszám becslésére szolgál.

Etikai és biztonsági szabályok: élő állat kímélése, vegyszer- és tűzvédelem, hulladékkezelés, a kísérlet engedélyhez kötöttsége emberen.