Transcript Baskurs Biologi – Organismen – Fysiologi, ht 2006

Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Fysiologi - Föreläsningsanteckningar
Kurslitteratur


Raven, P.H., Evert, R.F. & Eichhorn, S.E., Biology of Plants, 7th edition, W.H.
Freeman and Company, Worth Publishers
Kay, J. Introduction to Animal Physiology. BIOS förlag, ISBN 1859960464
Torsdag 16 november – Växtfysiologi



Anatomi – växternas inre byggnad
Vad som kommer att gås igenom
o Fotosyntes – hur ljusenergi omvandlas till kemisk energi
 CO2 -> socker
 Fotosyntesanpassningar
o Vattenupptag, transporter – upptag av joner i roten
 Transport av joner och vatten i xylemet, veddelen
 Transport av fotosyntesprodukter och vatten i floemet, sildelen
o Mineralnäring – oorganiska ämnen och deras funktion i växten
o Kväve – N-omsättningen i växten
 Kvävefixerande bakterier i symbios med växten
o Mykorhitza – svamprot, symbios mellan svamp och växt
o Tillväxt, utveckling
 Hormoner
 Tillväxtregulatorer
 Fotoperiodism – hur växten känner av förhållandet mellan tex. dag
och natt.
 Fotomorfogenes – hur ljus styr hur växten kommer att se ut
Lämna in labbarna i tid så får man poäng till tentan!!
Växtanatomi




Dikotyledon – tvåhjärtbladiga
Monokotyledon – enhjärtbladiga
Hjärtblad – växtens första blad efter att den grott
o En del växter har färdiga hjärtblad i fröet. Bönor har sina första ovan jord
och ärtor under jord.
Organ består av vävnader som består av celler
1
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
Organ
Blad
Apikalt meristem
Sidoskottsanlag
Skott
Rot



Apikalt meristem – celldeningszon/tillväxtzon i toppen
o Kan utvecklas till alla olika typer av vävnad
Skott – blad + stam
Stomata – klyvöppningar.
o De flesta har flest på undersidan av bladen
o Torktåliga har bara på undersidan
o Flytbladsväxter har klyvöppningar på ovansidan av bladen
Vävnader och celler
Epidermis
Cortex
Märg
Floem
Xylem
Tvärsnitt av dikotyledon
Stam
Rot
Blad
Palisad-parenkym
Svamp-parenkym
Klyvöppningar


Mesofyll – grundvävnaden i blad
Vävnader
o Epidermis – ”hud”
2
Mesofyll
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman




Ofta ett cellager, men kan vara flerskiktat. Hos växter som anpassat
sig till torka så lagras vatten här.
o Grundvävnad
o Ledningsvävnad – leder vatten m.m.
 Xylem – veddel, kärl.
 Floem – sildel
Växtcell
o Kloroplast – en typ av plastid. Alla plastider har samma ursprung.
o Vakuol – lagrar näring och sträcker ut växtcellen genom att ta upp vatten så
att den fyller ut i stort sett hela cellen. Resten av organellerna ligger som en
tunn filt utanför vakuolen, mot cellväggen.
o Cellvägg – håller cellens struktur.
 Alla cellväggar innehåller cellulosa.
 Cellväggen byggs på inåt i cellen.
 Primär – när cellväggen håller på att sträcka på sig
 Sekundär – när den är klar och innan den dör så byggs den på
sekundärt.
Att tänka på vid beskrivning och identifiering av celler eller vävnader
o Cellens form
o Cellväggens beskaffenhet
o Cellinnehåll
o Placering i organet
Celltyper
o Grundvävnaden
 Parenkym (-celler)
 Tunn cellvägg av cellulosa och pektin
 Tämligen runda celler
 Levande
 Ofta lagrande
 Intercellularen mellan cellerna
o Stödjande vävnad
 Kollenkym
 Framförallt i unga organ
 Oftast ovan jord
 Ojämt förtjockade cellvägar av cellulosa och pektin
 Levande
 Plastisk – kan töjas ut, men drar inte ihop sig igen
 Sklerenkym
 Framförallt i färdigsträckta organ
 Jämntjocka väggar av cellulosa och lignin (vedämne)
 Ofta långa
 Förekommer oftast i buntar (så kallade fiberbuntar)
 Elastisk
 Sklereider – runda, ojämna. Kan kännas när man äter päron.
3
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
o Ledningsvävnaden
 Xylem
 Har perforeringar
 Har tjocka cellväggar, som innehåller lignin
 Döda när de är fullt utvecklade
 Transporterar H2O + lösta mineraler
 Kärlelement
o Tvärväggen är borta
o Ofta vida (stora tvärsnitt)
 Trakeider
o Tvärväggen är kvar men ofta utdragen
 Floem
 Tunna cellväggar
 Saknar lignin
 ”Lever” när de är fullt utvecklade och transporterar vatten,
men saknar cellkärna (och en del andra organeller)
 Silrörselement
o Åtföljs alltid av följeceller (companion cell) som
försörjer silrörselementet med ATP
o Tvärvägg i form av silplatta (tvärvägg med hål i)
 Silceller
o Motsvarar trakeiderna
o Smala och långsträckta
o Epidermis
 Stor kontaktyta mellan cellerna – ökar hållfastheten
 Inga mellanrum (intracellularer) förutom klyvöppningar
 Olika utseende hos blad, skott och rötter
 Ovanjordisk epidermis –
 Kutin och vax på ytan
 Underjordisk epidermis (rötter)
 Bara de yttersta, unga, delarna tar upp vatten. De har inte
kutin och vax på ytan.
4
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
Tillväxt hos en rot
Rothår
Celldifferentiering
Endodermis
Floem
Xylem
Cellsträckning
Apikalt meristem
Rotmössa
Celldelning





Enkel vävnad – en celltyp, tex. parenkym och kollenkym.
Sammansatt vävnad – flera celltyper, tex. xylem och floem.
Endodermis – ringen i mitten av roten
Ledningssträng (vascular bundles) – xylem + floem, framförallt i stammen och
löven.
Vaskulärt kambium – en celldelningszon mellan primärt xylem och primärt floem.
Härifrån sker tjocklekstillväxt, och detta bildar sekundärt xylem och sekundärt floem.
o Framförallt i stjälkar. Hos träd så finns det ett tjockt sådant lager kring
kanten av stammen.
o Monokotyledoner saknar sekundär tjocklekstillväxt
Fredag 17 november – Växtfysiologi
Fortsättning på Växtanatomi, från torsdagen (se ovan)
Fotosyntes


Endosymbiont – en bakterie som gått in i en annan cell och så småningom utvecklats
till ett organ
o Mitokondrie
o Kloroplast
o Tecken på detta:
 Eget DNA
 Eget membran (+ värdcellens membran)
Plastider
o Kromoplast
 Färgad plastid. En plastid med karotenoider i stora mängder.
 Hos tex. tomater så utvecklas kloroplasterna till kromoplaster då
tomaten mognar
 Finns även i kronblad i blommor, men då har de inte utvecklats från
en kloroplast utan direkt från en proplastid.
5
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
o Amyloplast
 En plastid som lagrar stärkelse.
 Kan utvecklas antingen från en kromoplast eller en proplastid.
 Finns tex. i potatis, och utsätts potatisen för ljus så kan amyloplasten
utvecklas till en klorofyllproducerande kloroplast (via en kromoplast).
o Kloroplast
 Tylakoider – membran i organellen där klorofyllet är
 Grana – sammanhängande ”pannkakshög”. En hög kallas
granum, två högar kallas grana.
 Stroma – kopplar samman grana
 Ljusenergi omvandlas till kemisk energi med hjälp av klorofyll
 Med hjälp av kemisk energi omvandlas energifattig koldioxid till
energirika kolhydrater
 Kolhydrat kan lagras som stärkelse i kloroplasterna eller transporteras
som socker till andra delar där den används i respirationen,
cellandningen.
Amyloplast
Proplastid
Kromoplast
Kloroplast



o
Klorofyll – tar upp och absorberar blått och rött ljus, men inte grönt.
o Det som är verksamt vid fotosyntesen.
o Klorofyllmolekylen är väldigt lik hemmolekylen (tex. i hemoglobin)
o Klorofyll A har en viss struktur och klorofyll B har en annan. Skillnaden
ligger i vilka grupper som finns i molekylen och på så sätt skiljer dem åt i
vilket ljus de absorberar.
Experiment för att visa att klorofyll är verksamt vid fotosyntesen
o Blått och rött ljus är effektivast för fotosyntes
o Olika delar av algen belyses med olika ljus
o Bakterier söker sig till syre – de flesta hamnar nära algen i blått och rött ljus
o Syre bildas vid fotosyntesen
Elektrontransportkedjan = Fotofosforylering
o Elektrontransporten sker inuti kloroplasterna, i tylakoidernas membran.
o H+ pumpas från kloroplasten in i tylakoiderna.
o Komplexen i fotosystemen innehåller massa klorofyllmolekyler
6
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
o Ljus exiterar elektronerna i kloroplasterna, de flyttar sig till ämnen med högre
redoxpotential och kloroplasterna snor tillbaks elektroner från vatten.
o Fotosystem II kan bara fungera om fotosystem I fungerar. Fotosystem I
däremot klarar sig utan fotosystem II, då bildas dock inget NADPH.
o Elektrontransportkedjan är kopplad till fotosyntesen via NADPH och ATP
(NADPH är elektrondonator vid reduktionen i C3-cykeln)
o Fotoforylering
 Fosforylering – bindning av en fosfatgrupp till en annan molekyl
 NADP+ + H+ -> NADPH
o Protongradienten driver sedan ATP-syntes.
NADP+ + H+
NADPH
H+
Tylakloidmembran
(H+ går in i tylakoiden)
2e-
H2O
2H+ + ½ O2
Fotosystem II
Fotosyntes I
C3-cykeln (Calvincykeln)


C3-cykeln (Calvincykeln)
o Äger rum i kloroplasternas stroma.
o Omvandlar koldioxid till kolhydrat.
o 5C + CO2 -> 2*3C
 5C = acceptorn
 1C = CO2
o 1. CO2 fixering (binds in till en annan molekyl)
 Rubisco – katalyserar fixeringen. Världens vanligaste enzym. (Kunna
till tentan!)
o 2. Reducering
 Kräver först fosforylering av 3C, som gör att reaktionen kan ske
lättare (vid lägre temperatur). Till detta krävs dock ATP.
 Kol tar upp elektroner – reducering av valenstalet
 Elektronerna kommer från NADPH, som kommer från
fotofosforyleringen.
o 3. Återbildning av acceptormolekylen (för CO2)
 Kräver ATP
Fotosyntes pågår bara på dagen (varierar med ljuset) men växterna cellandas också,
hela tiden. Respirationen är nästan oberoende av ljuset och pågår dygnet runt.
7
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006




Karin Röhsman
o Fotosyntesen ökar med ljuset (ljuset begränsar), men bara till en viss gräns
(ljusmättnad). Därefter är det koldioxiden begränsar fotosyntesen.
o Respirationen är konstant
o Vi har ca 21% syre och ca 0,004% koldioxid i atmosfären.
Fotooxidation – när exciterat klorofyll (klorofyll som tagit upp ljusenergi) inte kan
leverera elektroner till elektrontransportkedjan. Då uppstår skador på membranen
och proteiner i kloroplasten.
Fotorespiration
o Katalyseras också av Rubisco
o 5C + O2 -> 2C + 3C (ingen nettosyntes av socker, dvs ingen nettofixering av
CO2)
o Sker vid belysning, om det inte finns någon CO2
o ”Säkerhetsventil” för att förhindra/minska risken för fotooxidation
Alla växter har C3-cykeln
o C3-växter – de växter som bara har C3-cykeln.
 Exempel: de flesta vilda växter i Sverige
o C4-växter – växter som har C4-metabolism
 3C + CO2 – katalyseras av PEP-karboxylas -> 4C (organisk syra)
 4C fortsätter in till ledningssträngsskidan (cellager kring
ledningssträngen) där CO2 frigörs igen och används i C3-cykeln
 Kan ta upp koldioxid vid lägre halt – kan ha klyvöppningarna mindre
öppna – bättre på att spara på vatten än C3-växter – tål vartm/torrt
klimat
 Exempel: majs och sockerrör
o CAM-metabolism (Crassulacean Acid Metabolism)
 Succulenter, som utsätts för stor torka, har klyvöppningarna stängda
på dagen och öppna på natten.
 CO2 som tas in på dagen lagras som syror i vakuoler. C3-cykeln körs
på dagen, eftersom det behövs mycket energi till den. Energin
kommer från NADPH och ATP som den bildar med hjälp av
ljusenergi. NADPH och ATP är inte tillräckligt stabila för att lagra
från dagen till natten.
 Natten: 3C + CO2 -> 4C (organisk syra som lagras i vakuoler)
 Dagen: 4C -> 3C + CO2 (C3-cykeln på dagen)
Om koldioxidkoncentrationen, [CO2] < 0,005% så kan inte Rubisco katalysera
Måndag 20 november – Växtfysiologi
Fortsättning på Fotosyntes, från i fredags – C3-cykeln (se ovan)
Vattenpotential



Vattenpotential ψ – ett ungefärligt mått på vattenkoncentrationen, detta är dock inte
en officiell definition
Tryckpotential p
o Kan bli negativ, tex. när man suger upp vatten med en spruta
Osmotisk potential π
8
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006





Karin Röhsman
o Noll eller mindre (aldrig positiv)
ψ=p+π
Standardsystem: Rent vatten vid normalt luftryck (1 Atm) och samma temperatur
som det studerade.
o I standardsystemet är ψ = 0
Vatten rör sig från högre till lägre vattenpotential (ψ).
1 Atm
o ≈ 0,1 MPa = 100 kPa (Pascal)
o ≈ 760 mm Hg (kvicksilver)
o ≈ 10 m H2O (vatten)
Turgortryck – mängden vatten i cellen påverkar trycket. Stor volym spänner ut
cellen, som inte exploderar tack vare att cellväggen trycker tillbaks.
H2O
Cellvägg
Cellmembran
Väggtryck
Turgortryck
π<0
ψ=0
p=-π
ψ =0
H2O
π<0
p>0
ψ<0
ψ << 0
Vid jämvikt
ψ=0
p=0
ψ=π
Gränsplasmolys
p=0
ψ << 0
π << 0
Plasmolys
Cellmembranet ligger mot cellväggen, i bilden ovan (även om det inte riktigt syns)
Vattentransport
Xylem-transport
I xylemet transporteras vatten + mineral, uppåt i växten.
9
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
Dagg <- Guttation
1. Joner tas in aktivt till
xylemet
2. πxylem och ψxylem
sjunker
3. Vatten går in i roten,
passivt
4. Trycket i xylemet
ökar
5. Vatten går upp och
ut genom hydatoder
Skott, ovan jord
Rot, under jord
Rottryck
(max 0,5 MPa)




Hydatod – modifierad klyvöppning där guttationsdroppar, det vill säga dagg, går ut
Guttation uppträder endast då luftfuktigheten är hög, växtens vattentillgång god och
rötterna har god syretillgång.
Apoplast – cellväggar i intercellularer (mellanrum mellan cellerna)
Symplast – allt innanför cellmembranet
Blad med klyvöppning
H2O (gas) <- transpiration
Träd
ψluft vid 50% RH (relativ
luftfuktighet) ≈ - 100 Mpa
Växter kan suga upp vatten
100 m.
Rot, under jord


Transpiration sker när det är låg vattenpotential (torrt/varmt) på utsidan av växten.
Då avges vatten via klyvöppningarna, vilket gör att det blir undertryck i xylemet.
Detta gör att vatten dras upp från rötterna, vilket i sin tur gör att vatten dras in i
rötterna.
Embolism – när något förflyttat sig genom kärl och orsakat en förträngning/stopp
10
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
o Växter kan få ”dykarsjuka”. På sommaren kan man höra knäppningar i
stammen.
Floem-transport
Bladlus
Analys => sackaros
Bladlussnabel
Analys => sackaros (ca 10%),
aminosyror, vitaminer, hormoner
Om man försöker tappa ur saker ur floem tätar de sig ofta snabbt. Bladlöss kan dock knepet.
 Floemet = sildelen
 Ämnena i floemet transporteras åt båda håll, från source till sink
o Från källa till förbrukningsplats
 Transporten är ett tryckflöde, sker genom osmotiskt övertryck i floemet.
Xylem
Floem
Följecell
Bladcell
Rotcell
Diffusion av vatten
Aktiv transport av sackaros
Tisdag 21 november – Växtfysiologi
Fortsättning på Vattentransport, från måndagen – Floem-transport (se ovan)
Mineralnäringsämnen

Definition av essentiellt näringsämne
o Växten klarar inte av att fullfölja en livscykel utan ämnet
o Ämnet kan inte ersättas av ett annat ämne
o Det måste vara direkt inblandat i växtens metabolism
11
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006






Karin Röhsman
Totalt är 17 ämnen essentiella för växter
o I anteckningarna är essentiella näringsämnen = mineralnäringsämnen
o Makronäringsämne – behövs i stor mängd
 H, C, O, N, K, Ca, Mg, P, S
o Mikronäringsämne – behövs i mindre mängd
 Cl, B, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Mo
Funktion av mineralnäringsämnen
o Kväve
 Del av protein, nukleotider m.m.
 Bristsymtom: Hela växten svag och blek
o Kalcium
 Viktig för stabilisering av cellväggar
 Bristsymton: Toppknoppen dör, äldre blad blir mörkgröna, yngre
deformeras och dör från spetsen och nedåt
o Zink
 Del av en del enzymer
 Bristsymptom: Skador mer lokala, blad förtjockade och små,
staminternoder förkortade
Casparis band/strimma – band av suberin kring cellerna i endodermis.
o Ligger kring de kanter på cellerna som angränsar mot de andra cellerna i
endodermis, inte på kanterna som vetter mot in- och utsidan av
endodermis/ledningssträngen.
o De flesta näringsämnena kan ej diffundera över cellmembraner. För att
komma in i symplasten (sammanlagda cytoplasman) krävs en fasciliterad
transport med hjälp av permeaser (transportörer). Casparis band gör att
ämnena inte kan gå utefter cellväggarna, det krävs en transport in i
symplasten. Näringsupptaget står alltså under fysiologisk kontroll.
Transport kan ske antingen genom diffusion, passiv, eller aktiv transport.
I jorden
o Cellväggar och intracellularer (aparrent free space) diffunderar näringsämnen
beroende av koncentrationsskillnader och hur de binder till jordpartiklar,
cellväggar etc.
o De flesta jordpartiklar är negativt laddade vilket gör att positivt laddade
ämnen (de flesta mineralnäringsämnen) binder hårdare.
o I en sur jord kommer den stora mängden H+ att byta ut andra positivt
laddade ämnen och därmed kommer brist att uppstå på positivt laddade
mineralnäringsämnen
Sätt att öka upptaget
o Liten rotdiameter
 Nutrient deplition zone – den zon kring roten där koncentrationen
(av näringsämnen) har sänkts av rotens upptag.
 Är beroende av ämnenas rörlighet i jorden dvs. jämvikt
mellan rotens ”dragningskraft” och de krafter som ”binder”
ämnen till jorden.
 Storleken på zonen är beroende av tjockleken på roten –
zonen blir större per rotarea om roten är liten.
12
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
o Exudat (utsöndringar) påverkar markkemin
 Växten kan påverka tillgängligheten av näringsämnen genom att
exudera (utsöndra) olika organiska syror.
 Vissa näringsämnen kan inte heller tas upp i den form som de
föreligger i jorden. Växten kan då utsöndra enzymer för att ändra
formen på ämnena utanför roten.
o Öka antalet permeaser
 Permeas – transportprotein i cellmembranet. Specifika för föreningen
som transporteras.
 Upptagshastigheten in i roten för enskilda joner kan ökas genom att
antalet permeaser ökas
o Ständig rottillväxt
 Roten söker hela tiden nya platser i jorden att ta upp näringsämnen
från
 Där näringsämneskoncentrationen är låg är rottillväxten större
o Interaktionen med andra organismer
 Mutualism – symbios, båda vinner
 Commensalism – ingen inverkan, eller positivt för den andra
commensalistiska bakterien?
 Parasitism – kostnaden överstiger vinsten, för växten.
 Exempel
 Mykorhizza (svamp)
o Trädet ger kol till svampen som ger kväve, fosfor och
vatten till trädet.
 Mikrober
o Tex. kvävefixering – bakterien får kol i utbyte mot
kväve
Mykorhizza







Mykorhizza är en svamp, som framförallt består av ett stort rotsystem.
Mykorhizzan kopplar ihop svampar och träd.
Kostnad för växten: Kol och ibland kväve, 25-30% av växtens totala produktion av
fotosyntes tas om hand om av svampen
Vinst för växten: Käve, fosfor och vatten, genom ett större rotsystem
Två typer
o Endo - är inne i växtcellen
o Ekto - ligger mellan växtcellerna
Konsekvenser
o Yngre plantor interagerar med redan existerande mykorhizzanätverk – får
tillgång till stora rotsystem med en gång
o Wood wide web – transport av kolföreningar mellan träd
o Om interaktionen sker på vinst eller förlust beror på betingelser som tex.
näringstillgång och ljustillgång. Om näringstillgången inte är begränsad så ger
inte svampen någon fördel till växten, men den vill fortfarande ta ut sitt pris.
Arbuskular mykrohizza (AM)
o Vanligaste mykorhizzan
13
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
Endo-mykorhizza
Interagerar med ca 80% av alla växtarter
AM är medlem av ordningen zygomycota
Visar ingen specifitet
Obligat symbiont, kan inte bryta ner komplexa kolhydrater
Interaktionen/infektionen börjar med att svampsporen gror och hyfen
interagerar/tar kontakt med roten
o Växer in i växtcellerna
o Upp till 90% av rotens celler kan vara koloniserade
o Är bara i funktionella i 2-4 dagar, sen åldras och kollapsar de utan att
växtcellen skadas
o
o
o
o
o
o
Kvävefixering







Den största delen av kvävepoolen är i gasform (80%) vilket växten inte kan
tillgodogöra sig
Vissa bakterier kan fixera kvävgas genom att omvandla den till ammoniak
Vissa av dessa ingår mutualistiska interaktioner med växter. Växter får kväve i utbyte
mot framförallt kolföreningar
I naturliga ekosystem så räknar man med att 80-90% av allt tillgängligt kväve
kommer från kvävefixerande bakterier
Nodul – knöl där kvävefixreingen sker. Bildas genom ett komplext samspel mellan
bakterien och växten
o Växten frisätter ämnen som ändrar geneexpression hos bakterien
o Bakterien svarar och utsöndrar proteiner
o Växten svarar genom att påbörja bildandet av bland annat nodule primordiat
Rhizobium-legumin-symbios
o Rhizobium signallerar till växtens rothår vilket leder till
 Att rothåren börjar differentiereing för att ta emot bakterierna
 Cellerna i rot-cortex delar sig och bildar nodule primordia
 Bakteriena tar sig in till nodule primordiat
o Bakterierna kommer inuti målcellen att vara omslutna av växtens
plasmamembran. Väl inne i växtcellen så kommer de att differentiera sig till
baktroider med förmåga att fixera kväve. Växter ser till att det är syrefri miljö
vilket krävs för kvävefixeringen.
Växter har ett medfött immunförsvar
o Igenkänning av patogener är genetiskt styrt
o Tex. så finns det en rotmask som äter upp rötterna på sockerbetor. Dock är
vissa sorters sockerbetor inte drabbade.
o Försvaret sker bland annat genom
 ackumulering av anti-patogena substanser
 en kontrollerad celldöd av infekterade celler.
Frågor



Ange vilka kriterier ett ämne skall ha för att kallas mineralnäringsämne
Ge exempel på vilka funktioner näringsämnen har i växter
Vilken fördel är det för växter att ingå en interaktion med tex. Mykorhizza?
14
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006



Karin Röhsman
Under vilka fysiologiska betingelser kan denna interaktion slå från att vara
mutualistisk till parasitistisk?
Var sker kvävefixeringen av Rhizobium och vad är speciellt med denna struktur?
Vad är en viktig del i växters försvar mot patogener?
Onsdag 21 november – Växtfysiologi
Fortsättning på Mineralnäringsämnen, från tisdagen – Kvävefixreing (se ovan).
Växthormoner




Växthormoner
o Hormoner i växter
o Endogena (lokalt bildade) organiska substanser
o Förekommer i låga nivåer
o Effekt/funktion antingen lokalt eller distalt (långt bort)
o Påverkar tillväxt, utveckling och stressresponser
PGS – Plant Growth Substances
o Gammalt namn på växthormoner
Växthormoners verkan är komplex. Beror på:
o Art
o Utvecklingsstadium
o Vävnad
o Koncentration
o Samverkan/interaktion med andra hormoner
Växthormoner skiljer sig från mamalie-hormoner genom
o Hormonsyntes sker inte av specialiserade celler
o Verkan både lokalt och distalt
o Verkan inte helt strikt koncentrationsberoende
o Kan finnas i flera former med delvis olika funktion
o Kan ha flera strukturellt olika receptorer
Auxin






Det första växthormonet som identifierades
Syntes framförallt i blad primordia, unga blad och i frö
Transport är basipetal
o Basipetal – uppifrån och ner
Styr/påverkar en mängd olika fysiologiska processer
Apical dominans
o Toppskottet (apikala) hämmar celldelning och expansion av sidoskotten
(axillary) genom produktion av auxin
o Tar man bort toppskottet inducerar man tillväxt av sidoskotten
o Tillsatts av (exogent) auxin leder till att den apikala dominansen återskapas
Stimulering av fruktens utveckling
o Auxin ackumuleras i mognande frön
o Tar man bort fröna hindras fruktutvecklingen
o Vid tillsats av exogent auxin återskapas fruktutvecklingen
15
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006


Karin Röhsman
Tropism
o Växter rör sig som svar på externa stimuli
o Fototropism – ljus som stimuli
o Gravitropism – tyngdkraft som stimuli
 Negativt hos skott
 Positivt hos rötter
 IAA – ett typ av auxin
 Om en växtdel ligger horizontellt hamnar auxinet i nedre
halvan.
 Hos rötter hämmar detta tillväxten på den sidan, så att
översidan växer mer än undersidan – roten böjer sig neråt
 Hos skott främjar det tillväxten, så att undersidan växer mer
än översidan – skottet böjer sig uppåt
Kan användas för att stimulera tillväxt av skott från krukväxter
Cytokininer








Cytokininer – derivat av purinen adenin
Zeatin – den vanligaste cytokininen i högre växter
Stimulerar celldelning
Stimulerar skottbildning
Inhiberar apical dominans
Motverkar senescence
o Senescence – åldrande av växter
o Åldrande processer kan reverteras av exogen tillsatts av cytokinin
Kallas cytokininer eftersom de påverkar cytokinesis (celldelning)
Totipotenta celler – kan utvecklas till alla olika differentierade celler i en organism
o Hos växter kan de flesta celler (kanske framförallt mesofyll-celler) utvecklas
till en hel planta, under rätt stimulering, genom redifferentiering.
o Kallus – odiferentierade celler. Slemklumpen som blir efter
redifferentieringen.
o Cytokinin stimulerar skottbildning och auxin stimulerar rotbildning.
Etylen





En gas (C2H4)
Krävs inte för vegetativ tillväxt
Syntetiseras primärt vid stress, åldrande och när frukt mognar
Etylen inhiberar cellexpansion
o Triple response
 Mörkerodlade (etiolerade) groddplantor behandlade med etylen får
minskad hypokotyl (avståndet mellan rotanlag och groddblad)
elongering, tjockare skott och större horisontell tillväxt
Lagring av frukt och grönsaker
o Lagring i miljö som sänker etylenkoncentrationen leder till långsammare
mogningsprocess
16
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006

Karin Röhsman
o Tex. om man har en omogen avokado kan man få den att mogna snabbare
om man lägger den i en plastpåse tillsammans med äpplen
Etylenreceptorn (ETR1)
o Den första växthormonreceptorn som identifierades
o Uppvisar likhet med bakteriella tvåkomponentsystem
o Sensordelen/proteinet
 Membranbundet
 Mottar signalen – binder etylen
o Aktivatordelen/proteinet
 Bindning leder till aktivering av kinas, vilket aktiverar ”nedströms”
responser
Abskisinsyra (ABA)





Jämfört med andra växthormoner enbart en substans
Inte involverad i frukt- och lövfällning, vilket man först trodde
Två huvudsakliga funktioner
Förhindrar förtidig groning
o ABA-nivåerna ökar under fröutvecklingen
 Stimulerar produktion av lagringssubstanser
 Förhindrar för tidig groning
Styr stängning av stomata
o Syntes av ABA är uppreglerad vid torka
 Stängning av stomata minskar transpirationen, det vill säga minskad
vattenförlust från bladen
Gibbereliner (GA)




125 olika GA är identifierade, från växter och svampar
o Numrering beroende på när de är identifierade (GA1 till GA125)
Två huvudtyper: C20-gibereliner och C19-gibereliner
Många olika effekter på växters utveckling
o Stamelongering
o Frögroning
o Mobilisering/nedbrytning av lagringsprodukter i det groende fröet
o Initiering av blomning
Den gröna revolutionen
o Naturliga GA-mutanter, det vill säga klassisk växtförädling
o Minskad biomassa per ”produkt” leder till ökad avkastning
Frågor






Vilket växthormon är involverat i apikal dominans?
Vad är apikal dominans?
Vilket hormon är involverat i åldrande?
Vad menas med totipotent?
Vilket hormon är involverat i fruktmognad?
Vilket hormon styr att stomata stängs?
17
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
Laborationsgenomgång - Stomata



Två huvudfunktioner
o Kontrollera koldioxidupptag
o Vattenavdunstning
Finns olika många biceller till olika typer
Alltid två slutceller
Stomata
Kloroplast







Slutceller
På ett tvärsnitt av ett blad så kan man se att det finns en liten kammare innanför
klyvöppningen
Koncentrationen av kaliumjoner bestämmer hur mycket stomatan öppnas
Hög koncentrations av kaliumjoner i slutcellerna gör att vatten tränger in, slutcellerna
sväller upp och klyvöppningen öppnas
Öppning och stängning kräver energi samt tillgång till K+
o Stomata är öppna i ljus – blåljusreceptorn sätter igång protonpumpen och får
stomata att öppnas
o Koldioxidkoncentrationen går ner vid fotosyntes -> stomata öppnas
Stomatas är stängda i mörker samt vid torka
o I mörker avstannar fotosyntesen, koldioxidkoncentrationen ökar -> stomata
stängs
o Vid torka: hormonet abskissinsyra (ABA) produceras i rötterna och
transporteras till bladen -> stomata stängs
Resultat
o 10 mM KCl – för lite för en ordentlig öppning
o 70 mM KCl – lagom
o ABA – ska stänga
Rapport
o Syfte
 En mening
o Teori/bakgrund
 Kort om funktion – stomata
 Hur öppning/stängning sker
 Vad är ABA?
o Metod
 Kort – 2-3 meningar
 (hänvisa i labbhandledningen)
o Resultat
18
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
 Tabell + diagram (tex. stapel, ett för A och ett för B)
o Diskussion
 Viktigast
 Förklara resultat
 Diskutera ljus/mörker, K+-koncentrationen, ABA
 Eventuella felkällor
o Inlämning: senast 29/11, i plåtskåp
Metod
För att undersöka regleringen av stomatas öppningsgrad behövs en växt med ett
epidermislager som är lätt att avskilja från resten av bladet. I det här försöket använder vi
Commelina communis (himmelsblomma).
Det finns två möjliga utgångspunkter – öppna respektive stängda stomata. För att uppnå
detta har några plantor fått stå i mörker (Serie A) och några i ljus (Serie B), innan
laborationen.
För varje serie läggs stomataavdrag i olika koncentrationer av kaliumklorid (KCl). Några av
skålarna inkuberas i mörker och några i ljus. I en av skålarna, som skall stå i ljus, tillsätts även
ABA.
Efter en inkubering (för att klyvöppningarna skall hinna stänga respektive öppna sig) mäts
öppningsgraden för ett antal stomata per behandling. Slutsatser dras baserat på medelvärdet
för respektive behandling.
Torsdag 23 november – Växtfysiologi
Fotoperiodism




Fotoperiodism – en biologisk respons som beror av ändringar i dag/nattförhållandet under året
Fytokrom – en fotoreceptor (ljusmotttagare).
o Ett pigment-protein-komplex.
o Förkortas med P
 Pr – formen av fytokrom som absorberar framförallt rött ljus
 Pfr – formen av fytokrom som absorberar mörkrött (far-red) ljus.
Aktiv form. Samma som PmR
 Fytokromet går mellan den inaktiva och aktiva formen varje dygn. På
dagen är den aktiv och på natten inaktiv.
 Fytokromet inaktiveras med mörkrött ljus och aktiveras med rött ljus.
o Gör att
 Träden tappar sina blad på hösten
 Att knoppar inte slår ut på hösten
 Om en växt skall blomma eller inte
 Sankt Paula blommar lättare om i norr-fönster eller om de
står en bit in i rummet.
Signal -> mottagare -> signalöverföring -> förstärkning -> respons
o Exempel: ljus -> fytokrom -> tex. gentranskription eller membranpotential > tex. syntes av hormon eller koncentrationen av kalcium -> tex.
cellväggsbildning
Växters blomnings styrs av längden på natten
19
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006







Karin Röhsman
o Den kritiska längden kan vara olika för olika växter, likaså antal nätter som
krävs för att inducera blomning.
o Kortdagsväxter – blommar om den sammanhängande natten är längre än en
viss kritisk längd. Natten får inte avbrytas ens av den kortaste ljusblixt.
 Om natten avbryts av ljus kan man belysa med mörkrött ljus – detta
inaktiverar fytokromet, vilket tar bort effekten av blixten.
 Ett bättre namn vore långnattsväxter
 Tex. julstjärna (kräver 10 dygn med nätter över 16 (?) timmar för att
blomma)
o Långdagsväxter – blommar om den sammanhängande natten är kortare än en
viss kritisk längd. Om natten avbryts mitt i med en belysning blommar
växten, även om natten egentligen är för lång.
 Även här kan man använda mörkrött ljus för att ta bort effekten av
nattavbrottet.
 Tex. havre
o Dagsneutral – blommar både med långa och korta dagar. Dock beror
tillväxten på ljustillgången.
 Tex. tomat
Träd har ofta en lång vegetativ fas innan de börjar blomma
o Äppelträd blommar tidigare i livet än päronträd. Man kan få äppelträd att
blomma ännu tidigare genom att binda ner grenarna – då ändras
hormonbalansen och träden tror att de är äldre än de är.
o Den juvenila delen av ett träd håller sina löv längre på hösten än den adulta
delen.
 Juvenila delar – de delar av trädet som är kronologiskt äldst, men
fysiologiskt yngst
 Det är ofta bara den adulta delen som blommar
Etiolering
o Aktivering av fytokrom medför ökad cellväggsbildning. Då fytokromet är
inaktivt kan turgortrycket påverka cellerna mer och cellsträckningen ökar –
växten blir längre.
Fotomorfogenes – att växternas utseende ändras beroende på om de växter i ljus
eller mörker
Fytokrom läser av den spektrala sammansättningen på ljuset i växtens omgivning och
ger lämpliga signaler för växtens utveckling. Det vita dagsljuset har ungefär samma
kvantflöde inom det röda som det mörkröda området. Relativt mycket fytokrom är i
den aktiva Pfr-formen. Under ett växttäcke är förhållandet helt annorlunda. Här
dominerar det mörkröda ljuset över det röda ljuset. Fytokromjämvikten förskjuts
mot den inaktiva Pr-formen.
o Fotodynamisk jämvikt: Pfr/(Pr + Pfr) = Pfr/Ptot
Bladabskission – bladfällning
Spenat skall sås tidigt eller sent, för att få så mycket blad som möjligt och inga
blommor. Sår man kring midsommar får man blommor direkt och inte så mycket
blad.
Endogen rörelse – inneboende rytm
o Cirkadiansk rytm – följer dygnets timmar, ca 24 timmar.
20
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman



Exempel: Oxalis har en inneboende dygnsrytm som inte är
ljusberoende – fäller ihop bladen på ”natten” och öppnar dem på
”dagen”.
o Biologisk klocka – den inneboende klockan
 Människor har olika lång dygnsrytm – en del följer ca 22 h och en del
ca 26 h. Det är detta som styr om vi är morgonmänniskor eller
kvällsmänniskor.
Tropism – tillväxtriktningen är beroende på retningens (stimulansens) riktning
Nasti – rörelse oberoende av retningens riktning
o Beror på organets konstruktion
 Tex. turgorändringar
o Tigmonasti – beröring
 Tex. rör-mig-ej (sensitiva), venusflugfälla
o Tigmomorfogenes – minskad tillväxt på grund av upprepad beröring.
 Tex. växter som utsätts mycket för vind
 Kraftigare cellväggar och mindre cellsträckning
 Bra för att hindra att växten knäcks
Tisdag 28 november – Zoofysiologi
+ utdelade föreläsningsanteckningar
Muskler



Musklernas funktioner
o Rörelse – springa, gå etc.
o Kroppshållning – håller oss upprätta
o Rörelse – de inre organen, tex. matsmältning
o Kommunikation
o Näringsupptag
o Termogenesis – hålla kroppstemperaturen, tex. genom att skaka
Musklernas egenskaper
o Kontraktion
o Retbarhet – svarar på signaler
o Töjbar
o Elastisk
Typer av muskler
o Skelettmuskulatur – muskler vi kan känna och ta på, de som sitter fast i
skelettet.
 Viljestyrda
 Tvärstrimmiga
o Hjärtmuskulatur – bygger upp hjärtat
 Autonom – inte viljestyrd, styrs av autonoma nervsystemet
 Tvärstrimmig
o Glatta muskulaturen – finns i mag-tarmkanalen, blodkärl, livmoder etc.
 Autonom
 Glatt/slät
21
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
Skelettmuskulatur





Muskelns ursprung (origin) – den del av muskeln som sitter fast mest centralt
(närmast kroppens mittlinje).
o Proximala delen – är närmare centrum än någon annan del
Muskelns fäste (insertion) – andra änden
o Distala delen – längst bort från centrum
Flerhövdade muskler – har flera ursprung
o Tex. biceps, som har två ursprung
Antagonistiska par – de flesta av våra skelettmuskler är ordnade i antagonistiska par.
Den ena muskeln drar ihop sig när den andra sträcks, och tvärt om.
o Tex. biceps och triceps
Uppbyggnad
o Muskler – muskelfiberbunt – fiber – sammansmältning av flera celler, har
flera kärnor
o Syncytium – vävnad uppbyggd av sammansmälta celler
o Sarcolemma – membranet hos celler hos tvärstrimmiga muskler
o Sarco – har med tvärstrimmiga muskler att göra
o Kärnorna sitter i utkanten.
o Myofibriller – bygger upp muskelceller. De sköter kontraktionen. Fyller upp
cellen.
o T-tubuli – går som kanaler in i cellen från sarcolemma. T står för transfer.
o Sarcoplasmatiskt reticulum – specialformen av endoplasmatiskt reticulum,
som finns i muskelceller. Ligger på båda sidor om T-tubili.
o Sarcomer – minsta funktionella enheten i tvärstrimmiga muskler. Det är den
som gör att musklerna blir tvärstrimmiga. Består av proteiner.
 Tunna filament – framförallt aktin, men även troponin och
tropomyocin.
 Tjocka filament – myocin. Ligger mellan tunna filament. Myocinet är
uppbyggda av huvud (klubba) som sitter ihop med svansar.
 Elastiska proteiner
o Z-disk – fästpunkt för aktin. Kopplar ihop sarcomerer. En sarcomer går från
en Z-disk till en annan Z-disk.
o I-band – bara aktin/tunna filament. Ligger på båda sidor om Z-diskar.
o A-band – både aktin och myacin, tunna och tjocka filament.
 Är alltid lika brett.
o H-zon – enbart myocin/tjocka filament. Ligger mitt emellan Z-diskarna.
 Försvinner helt vid kontraherad muskel (myocin klättrar på aktin).
o M-linjen – myocinhalvorna är fästade här (vid varandra?). Mitt i H-zonen.
22
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Myofibrill
Karin Röhsman
Sarcomer
Z
I




M
A
H
Fundamental tes
o Vid kontraktion förändras inte längden på aktin och myocin – det är enbart
graden av överlappning som förändras.
Styrning från ryggmärgen
o Motorändplatta – sitter på fiber. Där signalerna från ryggmärgen tas emot.
Finns bara i skelettmuskulaturen.
o Acetylkolin (neurotransmittor)
o Nikotina receptorer – sitter på muskelcellerna. Är egentligen en jonkanal.
 Acetyl binder in till nikotina receptorer vilket får kanalen att öppna
sig och Na+-joner går in i muskelcellen – elektronisk överföring från
nerv till muskelcell
o Kontraktion – ”sliding filament theory”
 Aktionspotential i sarcolemma övergår till t-tubuli och därifrån till
sarcoplasmatiskt reticulum, som släpper ut Ca2+-joner i muskelcellen.
 Kalcium binder in till troponin, vilket får aktinet att vrida på sig. Då
blottas aktiva platser på aktinet, och myocinet binder dit.
 Myocinet klättrar på aktinet - se slide 5.2 på
föreläsningsanteckningarna
 Detta är en välunderstödd teori
Rörelse
o Tetanisk kontraktion – den vanliga mjuka muskelrörelsen. Resultat av många
signaler på kort tid. Muskeln hinner inte slappna av innan nästa signal
kommer (om den gör det så blir rörelsen ryckig)
o Temporal summering – i tid
o Spatial summering – i rummet (3D)
o Isometrisk kontraktion – arbete mot de elastiska elementen i muskeln. Typ
statisk träning.
o Isotonisk kontraktion – att lyfta.
Energi
o ATP försörjer muskeln. Skapas på olika sätt.
o 1) Kreatinfosfat omvandlas till kreatin – ADP övergår till ATP.
 1 ATP/kreatinfosfat
 Kreatinfosfatet räcker i ca 10 s. Ett hundrameterslopp.
o 2) Glykolysen.
 2 ATP + laktat/glukos
 Anaerob metabolism.
 Glukoset räcker ungefär till ett 400-meterslopp
23
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006

Karin Röhsman
o 3) Oxidativ fosforylering – citronsyracykeln
 36 ATP/glukos
 Aerob metabolism
 Glukoset räcker ca 2 timmar, ett maratonlopp.
Laboration
o Latent period
 Tiden mellan att aktionspotentialen genereras och muskeln
kontraherar
o Contraction phase
 Tiden då muskeln kontraherar
o Tension peaks
 Den största kraften
o Relaxation phase
 Tiden då muskeln slappnar av igen, och återgår till ursprungsläget
o Threshold
 Minimipotentialen som behövs för depolarisation av sarcolemma –
muskelkontraktion
o Treppe
 Kraftökningen då muskeln stimuleras med en viss frekvens
o Summation
 När en muskel stimuleras upprepade gånger blir kraften större
o Tetanus
 Då kraften inte blir större trots att den upprepade stimulin fortsätter
o Complete fused tetanus
 När olika krafttoppar inte kan skiljas från varandra, eftersom
frekvensen på stimuleringen är så hög
o Maximal tetanic tension
 Stimulationsfrekvensen då kraften inte blir starkare, även om
frekvensen ökas
o Fatigue
 När muskeln inte kan upprätthålla samma kraft, för att den
upprepade stimulationen hållit på för lång tid
o Isometrik
 Samma längd
 Statiskt arbete
o Isotonisk
 Samma spänning
 Lyftarbete
Hjärtmuskulaturen




Kärnan sitter i mitten av cellen
Självretbar (pacemaker-vävnad) – behöver ingen nervsignal för att kontrahera
Cell-till-cell-kommunikation – gap junctions
Interkalära diskar – sitter mellan två muskelceller.
o Tight junction – när två celler hänger samman med proteiner som går mellan
cellerna. En form av barriärvävnad. Ger mekanisk hållfasthet.
24
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006

Karin Röhsman
o Gap junctions – små håligheter mellan cellmembranen som gör att
information kan flyttas mellan cellerna. En nervsignal till en cell kan flyttas
från cell till cell.
I hjärtmuskulaturen är det tight junctions mellan cellerna på ena hållet och gap
junctions på andra hållet.
Glatt muskulatur




Spolformade celler
Omgärdade av intermediära filament
Saknar sarcomerer
Långsammare kontraktion, som inte kräver lika mycket energi
Onsdag 29 november – Zoofysiologi
+ utdelade föreläsningsanteckningar
Respirationsfysiologi





Respirationsfysiologi
o Ventilering
o Gasutbyte
o Transport av O2 och CO2 i blodet
o Reglering av respirationen – tex. hur fort vi andas
Historiskt perspektiv (miljoner år sedan)
o 3500
 UV-strålning leder till radikalbildning som bidrar till bildning av
komplexa organiska molekyler. Anaeroba livsformer uppstår.
o > 2500
 Primitiva bakterier producerar syre från vatten: 2H2O -> 4 H + O2
o 1300
 Syrekoncentrationen ökar till 1 %. Eukaryoter och prokaryoter som
kan reducera O2 till H2O utvecklas till multicellulära organismer
o 500
 Syrekoncentrationen når 10 %. Ozonlagret bildas och utesluter stor
del av UV-strålningen, vilket gör det lättare för landlevande
organismer att utvecklas.
o 5
 Syrekoncentrationen når 21 %.
21 % syretryck är toxiskt för många anaerober.
o Anaeroba organismer dör, flyr till anaeroba miljöer eller utvecklar
antioxidantförsvar.
Små organismer behöver inte ha någon respiration eftersom syre och koldioxid kan
diffundera rakt genom membranen. (Syre och koldioxid är små och oladdade
molekyler)
Utveckling av lungor
o Kapillärsystem – blodkärlsystem
o Ursprungliga lungor var i princip bara en säck, angränsad av kapillärsystem.
25
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006




Karin Röhsman
o Allteftersom blev lungorna mer komplexa – det är en fördel att har så stor
yta i dem som möjligt, så kapillärsystemen i dem blev mer och mer veckade.
För stora organismer
o Cirkulationssystem
o Gasutbytesorgan
o Gasbindande molekyler – tex, hemoglobin
Gälar
o Syretrycket i vatten är lägre – mer effektiva system behövs
o Gälarna består av filament och på dem sitter lameller.
o Använder motströmsprincipen – blodet pumpas i motsatt riktning mot hur
vattnet går. Detta gör att vattnet hela tiden är mer syresatt än blodet, vilket
gör att det hela tiden diffunderar in mer syre.
Fåglar
o Använder också motströmsprincipen – luften går först in i en första lungsäck
och pumpas därifrån utefter blodkärl (motströms) in i en annan säck, och
därifrån och ut.
Motströmsprincipen (counter current)
o Exempel:
 Syresättning i gälar och fågellungor
 Värmehållning i simfågelben – vener och artärer går intill varandra,
och delar med sig av värmen till varandra.
Mammaliers lungor
Luftstrupe
Bronker
Bronkeol
Alveol





Kraftig blodkärlsfördelning kring alveolerna => bra gasutbyte
Alveolernas insida måste vara fuktiga gör effektivt gasutbyte
Artär – går från hjärtat.
o I stora kretsloppet går syrerikt blod från hjärtat ut i kroppen. I lilla
kretsloppet går syrefattigt blod från hjärtat till lungorna.
Ven – går mot hjärtat.
o I stora kretsloppet går fattigt blod från kroppen till hjärtat. I lilla kretsloppet
går syrerikt blod från lungorna till hjärtat.
Alveolmakrofager – finns inuti alveolerna. Äter upp giftiga partiklar som kommer in,
tex. damm och bakterier.
26
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006




Karin Röhsman
Lungsäcken själv har inga muskler. Andningen styr till stor del av diafragman, som är
en stor muskel som sitter under lungorna. När diafragman trycks uppåt andas vi ut
och när den drar neråt så andas vi in.
o Inspiration – inandning
o Exspiration – utandning
Forcerad andning
o När vi själva bestämmer att vi skall andas
o Interkostalmuskler – sitter mellan revbenen. När bröstkorgen/revbenen lyfts
upp andas vi in och när de trycks ner andas vi ut.
 Extern – lyfter upp bröstkorgen. Används när man andas in.
 Intern – drar ner bröstkorgen. Används när man andas ut.
Lungorna kollapsar inte för att
o Negativt tryck i pleuralhålan
 Lungan ligger tryckta mot väggen i pleuralhålan (varsin)
 Lungorna är omgärdade av bindvävnad, vilket gör att trycket i den
ena lungan kan upprätthållas även om den andra kollapsar.
o Surfactanter i alveolerna
 Surfactant – ytspänningsnedsättande medel
 (Ytspänning i vattenfilmen i alveolerna – pressar alveolernas väggar
utåt.)
 Gäspningar tros av en del vara till för att utjämna ytspänningen
Outnyttjat utrymme (dead space)
o Lungorna kan inte tömmas helt, för i så fall skulle de inte kunna fyllas igen
(de klibbar ihop).
o Anatomiskt – bronker och bronkioler
o Fysiologiskt – vi behöver inte andas med hela vår lungkapacitet hela tiden
Blodet


Transport av O2 i blodet
o Fysikaliskt löst (3 %)
o Bundet till ett respiratoriskt pigment, hemoglobin Hb (97 %)
o Gaser löser sig lättare vid kallare temperaturer.
 Exempel: Ishavsfisk som inte har hemoglobin – syret löser sig direkt i
cytoplasman
Hemoglobin
o Protein som binder till syre
o Består bland annat av 4 stycken hem-grupper
o Kan binda 1 O2 per Fe => kan binda 4 syremolekyler
o Kooperativ bindning – den första syremolekylen är svår att binda till (kräver
högt syretryck) men de tre övriga går lättare. Detta hindrar hemoglobinet
från att ta upp syre från vävnaden den skall syresätta.
o Kraftigt syresatt blod är mer ljusrött, syrefattigt blod är mörkrött.
o Bohr-effekten – en sur miljö sänker bindningskraften. Hårt arbetande
muskler ger lägre pH, vilket gör att hemoglobinet släpper mer syre där.
o Hårt arbetande organ har dessutom högre temperatur, vilket även det gör att
syret släpper hemoglobinet lättare.
27
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006






Karin Röhsman
o Organiska fosfater – produceras av röda blodkroppar och minskar affiniteten
för Hb och ökar O2-avgivandet ute i vävnaden där O2-koncentrationen är låg.
Vid högre höjd/lägre syrehalt i luften produceras mer organiska fosfater.
o Hemoglobinets syremättnad
 I princip 100 % i arteriellt blod
 Ca 75 % i blandat venöst blod, vid vila
 Kurvan är inte linjär, vilket beror på den kooperativa bindningen.
Transport av CO2 i blodet
o Fysikaliskt löst (7 %)
 Löses bättre än syre
o I form av HCO3 (70 %)
o Bundet till hemoglobinets aminoände (22 %)
o Bundet till plasmaproteiner (1 %)
Carboanhydras – enzym i röda blodkroppar, som katalyserar
o CO2 + H2O – carboanhydras -> H2CO3 -> H+ + HCO3o Reaktionen går åt andra hållet i lungan
Blodets viktigaste funktioner
o Transportera
 Syre, koldioxid
 Näringsämnen
 Exkretionsprodukter
 Hormoner
 Vitaminer
o Reglera
 Temperatur
 Vatten, salt
 pH
o Försvara
 Koagulering
 Immunförsvar
Blodets sammansättning
o Blodkroppar
 Röda, vita, blodplättar
 Ca 45 %, men är olika från person till person och ännu mer olika
mellan olika arter
o Plasma
 Vatten
 Proteiner, blodsocker, salter, aminosyror
 Ca 55 %
Erytrocyter
o Blodcell (röd blodkropp)
o Saknar cellkärna (hos mammalier, fiskar har cellkärna)
o 120 dagars livslängd, nedbrytning i mjälten
o 1 % nybildning varje dag, i benmärgen
o Innehåller hemoglobin
Protozoiska parasiter
28
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
o Tex. Plasmodium = Malaria
o Använder röda blodkroppar som värdar
Reglering av respirationen


Reglering av respirationen
o Nervsystemet
o Blodets kemiska sammansättning – surhet (koldioxidhalt) och syrehalt
Centrala kemoreceptorer
o CO2 går igenom blod/hjärn-barriären, men det gör inte HCO3-.
o CO2-halten bestämmer hur mycket/när vi andas.
o Se slide 11.1
Torsdag 30 november – Zoofysiologi
+ utdelade föreläsningsanteckningar
Homeostasis








Claude Bernard, 1859
o ”Constancy of the internal environment is the condition of free life”
Homeostasis – att skydda den inre miljön (saltlösningen) från förändringar som sker
på utsidan.
o Ett ständigt utbyte mellan den inre och den yttre miljön
o Stabil inre miljö även om den yttre miljön förändras
o En dynamisk stabilitet av den inre miljön
Kroppsvätskor – viktigast i den inre miljön
o Intracellulär vätska – i cellerna
o Extracellulär vätska
 Interstitiell vätska – mellan cellerna
 Plasma – blodet
o Hur stor del av kroppsvolymen som utgörs av vätska minskar med åldern
o Vatten diffunderar mellan olika delar, även små molekyler som joner
o Ungefär samma osmotiska tryck i alla delar
Upprätthållande av homeostasis
o Något påverkas av en extern störning. Detta behöver kännas av med hjälp av
en sensor och därefter åtgärdas med hjälp av en effektor.
o Passiv påverkan (tex. diffusion eller temperatur) måste åtgärdas genom aktiv
korrektion.
o Den extracellulära väskan fungerar som en buffert mellan den yttre miljön
och cellerna.
Tonus – att det finns en ”normalaktivitet” i ett biologiskt styrsystem
o Detta ger utrymme för att aktiviteten kan minska eller öka efter behov.
o Exempel: normaltemperatur, normalsalthalt
Epitel – det yttersta cellagret i ett organ
Osmotiska gradienter
o Osmolalitet – mol partiklar per kg (Osm/kg)
o Osmolaritet – mol partiklar per liter
Passiva utbyten, orsak och verkan
29
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006

Karin Röhsman
o Styrs av de fysikaliska lagarna
o Strävan efter maximal entropi, det vill säga utplånande av alla
koncentrationsskillnader
o Fluxer (kemiska flöden) längs koncentrationsgradienter, från högre till lägre
koncentration – diffusion
o Utbytets storlek beror på
 Hur stor gradienten är över membranen
 Membranets permabilitet
 Membranets yta i förhållande till organismens volym
o Utbytena sker över alla epitel – kroppsytan, andningsepitel, mag-tarmkanalen.
o Permeabilitet – cellmembranets genomtränglighet
 Passerar lätt
 Hydrofoba molekyler, tex. gaser och organiska ämnen
 Små oladdade molekyler, tex. vatten och glycerol
 Passerar inte
 Stora oladdade molekyler, tex. glukos och sukros
 Laddade molekyler, tex. joner och laddade protein
 Biologiska membraner är ej strikt semi-permeabla. Permeabiliteten
kan variera med adaption.
Aktiva utbyten
o De passiva utbytena motverkas av aktiva utbyten
o Regleras av organismen
o Drivs av energi
o Arbetar mot en gradient
o Sköts av specifika proteiner som ofta är enzymer
o Sker över epitel, ofta i specialiserade organ
Osmoreglering
Vattenlevande vertebrater



De processer som sker i en fiskcell liknar väldigt mycket det som sker i en
mammaliecell
Definitioner
o Isoosmotisk – två lösningar med samma antal partiklar
o Hypoosmotisk – en lösning med färre antal partiklar än en annan
o Hyperosmotisk – en lösning med fler antal partiklar än en annan
o Euryhalin – klarar stora förändringar i yttermediets osmoalitet
o Stenohalin – klarar endast små förändringar i yttermediets osmoalitet
o Osmoreglerare – organismer som har förmågan att ändra sin inte salthalt i
den extracellulära vätskan utefter den yttre salthalten
o Osmokonfomers – ändrar inte salthalten i den extracellulära vätskan, utan
inuti cellerna, efter yttermiljöns ändringar
Hypoosmotiska reglerare (saltvattensfiskar)
o Problem
 Joner dras in i kroppen
 Vatten dras ut ur kroppen
o Lösningar
30
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006



Karin Röhsman
 Renal exkretion (via njursystemet) av tvåvärda joner
 Extra-renal exkretion (via gälar) av envärda joner
 Låg urinproduktion
 Dricka vatten
Hyperosmotiska reglerare (sötvattensfiskar)
o Problem
 Joner dras ut ur kroppen
 Vatten dras in i kroppen
o Lösningar
 Aktivt upptag av envärda joner
 Aktiv reabsorption av envärda joner i urinblåsa och proximala tubuli
 Hög urinproduktion
 Låg drickhastighet
Lägger man en saltvattensfisk i sötvatten sväller den upp.
Euryhalina – vandrande fiskar
o Tex. laxfiskar
o Tar ett tag att ställa om sig mellan de olika miljöerna.
Terrestra djur



Problem i terrester miljö
o Uttorkning
 Via urin
 Via avföring
 Genom avdunstning
Adaptiva lösningar
o Minska vattenförluster
 Minska avdunstning
 Kväveavfall i fast form
 Koncentrerad urin
 Låg urinproduktion
Exkretion
o Av organiska nedbrytningsprodukter som också måste ske
o Största problemet är proteinnedbrytningsprodukter som ger kväve
o Nedbrytning av aminosyror bildar ammoniak som är giftigt
o Ammontela djur
 Exkreerar huvudsakligen kvävet i form av ammoniak, NH3
 Giftigt, kräver mycket vatten, lätt diffunderat
 Tex. fiskar
o Ureotela djur
 Exkreerar huvudsakligen kvävet i form av urea
 Mindre giftigt, kräver vatten och energi
 Tex. däggdjur
o Uricotela djur
 Exkreerar huvudsakligen kvävet i form av urin-syra
 I stort sätt ogiftigt, kräver lite vatten, är i stort sett olösligt
 Tex. fåglar och ormar
31
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
Njuren



Njurarnas funktioner
o Ca 1500 liter blod passerar njuren per dygn – dvs. blodet går igenom väldigt
många gånger
o Vardera njure innehåller ca 1,2 miljoner nefron
o 170 liter primärurin bildas per dygn
o 2 liter urin avges per dygn
Urinsystemet
o Njure
o Ureter – urinledare
o Urinblåsa
o Sfinkter
o Urethra – urinrör
Nefronet
Nefron
Bowmans kapsel
Proximala tubuli
Distala tubuli
Glomerulus
Henle-slingan
Samlingsrör
Neråtgående del
Uppåtgående del
Andra nefron
o
o Ligger i njurbarken
 Bowmans kapsel – har kontakt med blodet
 Proximala tubuli
 Distala tubuli
o I njurmärgen
 Henle-slingan – mellan proximala och distala tubuli
 Samlingsrör
o Funktion
 Filtration – primärurin bildas i glomerulus. Vatten och små partiklar
till filtrat. Sker i Bowmans kapsel.
 Reabsorption – vatten, salter och näringsämnen återtas från
njurtubuli. Återupptag av lösta partiklar och vatten.
 Sker i nefronets tubuli och i henle-slingan.
32
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman




Aktiv transport från urin till blod, driven av Na+-K+-ATP-as,
av joner och näringsämnen
 Vatten följer med osmotisk gradient (passivt), om epitelet är
permeabelt för vatten
 Sekretion – avfallsprodukter sekreras till njurtubuli. Lösta partiklar
avges till filtratet.
 Aktiv transport
 Avfallsprodukter som ej filtrerats ut, tex. creatinin
 Exogena substanser som ej filtreras ut, tex. läkemedel
 pH-reglering (H+-joner)
 kaliumreglering (K+-joner)
 Reglering – vattenbalans regleras i samlingsröret
o MDR – Multi Drug Resistance pumps
o Urea
 Nedåtgående Henle-slingan
 Permeabel -> urea diffunderar in från samlingsröret
 Uppåtgående Henle-slingan och distala tubuli
 Impermeabelt
 Samlingsröret
 Permeabelt -> urea kan diffundera ut i njurmärgen
Reglering av urinflöde och sammansättning
o Antidiuretiskt hormon (ADH)
o Renin-angiotensin-systemet
o Aldosteron
Reglering av vattenbalansen
o Vid törst (vattenbrist) avger hypofysen antidiuretiskt hormon (ADH)
o ADH ökar vattenpermeabiliteten i samlingsrören
 Vattenåtertaget från samlingsrören ökar
 Urinvolymen minskar
o Alkohol hämmar utsöndringen av ADH – urinvolymen ökar
o Vid vattenbrist minskar blodtrycket
 Reninfrisättning i njuren leder till aktivering av angiotensin. Detta får
hjärnan att känna törst. Dessutom gör det blodkärlen trängre, så att
blodtrycket ökar. Det stimulerar även aldosteronfrisättning från
binjurarna. Aldosteron ökar reabsorptionen av salt och därmed
vatten.
Juxtaglomerulära apparaten – känner av salthalt och flöde i distala tubuli
Fredag 1 december – Zoofysiologi
+ utdelade föreläsningsanteckningar
Nervfysiologi


Meningen med ett nervsystem
o Snabb respons – uppfatta fara och handla på mycket kort tid
Sensorer behöver känna
33
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006

Karin Röhsman
o Kemisk påverkan – lukt, smak
o Fysisk påverkan – värme/kyla, tryck (beröring), ljus (syn), ljud
Endokrinologiska kontrollsystemet – hormoner
o Långsammare system
Fortplantning av signal
Plats
Hastighet
Längd
Nervsystemet
Elektrisk
Lokal effekt
Snabb
Kortvarig effekt
Hormoner
Via blodet
Spridd effekt
Långsam
Långvarig effekt
Nervsystemets olika delar






CNS – centrala nervsystemet
o Hjärna och ryggmärg
PNS – perifera nervsystemet
o Sensoriska nervsystemet – skickar signaler till CNS
o Somatiska nervsystemet – motoriska nervsystemet. Viljestyrt.
o Autonoma nervsystemet – inte viljestyrt. Styr framförallt inre organ.
 Sympatiska nervsystemet
 Parasympatiska nervsystemet
o Enteriska nervsystemet – nätverk av nervceller som styr matspjälkningen.
Påverkas av det autonoma nervsystemet.
Kraniala nerver – hjärnan
Spinala nerver – ryggmärgen
Neuron – nervcell
o Afferent – går in mot CNS (centrum)
 Sensorisk
 Cellkroppen ligger utanför CNS
o Inter – binder ihop afferenta neuroner med efferenta neuroner
 Finns endast i CNS
 Utgör 99% av alla nervceller
 Komplext 3D-nätverk
o Efferent – går ut från CNS (centrum)
 Motorisk
 Cellkroppen ligger inuti CNS
Neuronets uppbyggnad
o Somata – cellkropp
 Dendriter – tar emot signaler. Korta förgreningar runt cellkroppen.
(dendro = träd)
 Cellkärna
o Nervtråd
 Axontröskel – här bestäms hur stark den sammanlagda signalen skall
vara. Om signalen är så stark att den kommer över tröskeln vandrar
den vidare genom axonen.
 Axon – utgör nervtråden. Isolerat av (inlindat i) myelin.
 Terminaler – skickar vidare signaler
34
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006


Karin Röhsman
Stödceller – gliaceller
o I CNS
 Astrosyt – celler kring blodkärlen (som försörjer hjärnan med blod)
 Bildar blodhjärnbarriären
 Reglerar vätskesammansättning
 Ependymal – celler som täcker ventriklarna (hålrummen i och kring
hjärnan och ryggmärgen, full med ryggmärgsvätska som cirkulerar)
 Reglerar mängden ryggmärgsvätska (vätskan hjärnan och
ryggmärgen simmar i)
 Microglia – hjärnans renhållningsarbetare
 (hjärnans makrofager)
 Oligodendrosyt – celler som lindar in axonen i myelin.
 Isolatorer
 Exempel: Sjukdomen MS innebär att man har antikroppar
som påverkar myelinet, så att signalerna inte är helt isolerade
från varandra.
o I PNS
 Schwannska celler – motsvarigheten till oligodentrosyterna, men i
PNS
 Isolatorer
 Satellitceller – försörjer neuronet med näring
 Hjälpceller
 Ligger kring neuronets cellkropp
Signalöverföring
o Synaps – övergång mellan neuron och målcell
o Presynaptiskt – innan synapsen
o Postsynaptiskt – efter synapsen
o Synapsklyfta – det lilla utrymmet som finns mellan neuron och målcell
o Transmittorsubstans – överför signalen till målcellen
o Ganglion
 I det somatiska nervsystemet sträcker sig de efferenta neuronernas
nervtrådar från CNS ända ut till målorganet. I det autonoma
nervsystemet går ett neuron ut från CNS, men det skickar vidare
signalen till en annan nervcell, som går till målorganet. Övergången
mellan de två nervcellerna kallas ganglion.
o Grenar av autonoma nervsystemet
 Sympatiska
 ”Flight or Fight” – svar på ett hot
 Parasympatiska
 ”Rest and Digest” – vila och matsmältning
Människan hjärna


Hjärnans delar, se slide 7.2
Hjärnstammen
o Förlängda märgen (medulla oblongata)
35
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006



Karin Röhsman
 Reflexer
 Tex. andning och hjärta
o Pons – hjärnbrygga
 Relästation – reglerar kommunikationen mellan lilla och stora hjärnan
o Mitthjärnan (mesencefalon)
 Ögon, öron
Lillhjärnan (cerebellum)
o Motorik
o Skillnad mellan tänkt och utförd rörelse
Mellanhjärnan (diencefalon)
o Thalamus
 Sensoriskt center
o Hypothalamus
 Centrum för endokrina funktioner
Storhjärnan (cerebrum)
o Två hjärnhalvor
o Uppdelad i olika lober (bland annat nacklob och pannlob)
o Hjärnbark (coretx)
 Fylld av nervcellernas cellkroppar
 ”grå massa”
o Hjärnmärg (medulla)
 Nervtrådarna som går ut från nervcellerna i hjärnbarken
 ”vit massa”
Elektrofysiologi





Elektrofysiologi – nervimpulser och nervledning
Membranpotentialen, skillnaden mellan potentialen på cellens in och utsida är ca 70
mV
o [K+] är hög på insidan
o [Na+] är hög på utsidan
Hur membranpotentialen funkar
o Plasmamembran fungerar som en elektrisk barriär
o Plasmamembranet är permeabelt för K+ (passiv transport via kanalproteiner)
o Plasmamembranet är inte permeabelt för Na+
o Det finns fler negativt laddade molekyler innanför cellmembranet (i cellen)
än utanför
o Na+/K+-ATPaset – natriumkaliumpumpen
 3 Na+ går ut samtidigt som 2 K+ går in
Vilopotential – potentialen då cellen inte är retad, det går ingen signal över
membranet. Vilopotentialen är ca -70 mV (negativt på insidan). En jämvikt mellan:
o Koncentrationsgradienten
o Elektriska gradienten
Depolarisation – förändring av laddningsfördelning över cellmembranet
o Negativ utsida -> Jonkanaler öppnas -> Na+ strömmar in
o Den elektriska nervsignalen
o Styrs av natriumkanaler
36
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006








Karin Röhsman
o Tröskelvärde – när stimuleringsströmmen överstiger detta öppnar sig
jonkanalerna och depolarisationen börjar.
Repolarisation – återgång till vilopotentialen
o K+ strömmar ut
o Styrs av kaliumkanaler
Aktionspotential – den aktiva potentialen vid depolarisation/repolarisation
o Fungerar som ett allt-eller-inget-svar på stimuleringen. Om inte tröskelvärdet
uppnås blir det inget svar på stimuleringen. Uppnås tröskelvärdet blir svaret
lika stort varje gång.
o Alla aktionspotentialer är lika stora
o Signalens intensitet bestäms av frekvensen. En intensiv signal motsvaras av
täta impulser (hög frekvens), en svag signal av glesa impulser (låg frekvens).
Refraktärperiod – då det är svårt att skicka en ny impuls
o Absolut refraktärperiod – så länge Na+-kanalerna är öppna.
 Här kan ingen ny aktionspotential (impuls) genereras.
o Relativ refraktärperiod – då Na+-kanalerna är stängda, men K+-kanalerna är
öppna.
 Nu kan en ny aktionspotential genereras, men det kräver extra stark
stimuli.
Omyeliniserade axoner – här är myelinet ordnat på ett annat sätt än kring
myeliniserade axoner.
Det finns alltid myelin kring axoner
Myeliniserade axoner – myelinet är lindat kring axonet som en rulltårta.
Ranviers nod – det lilla mellanrum som är mellan två myelinskidor på axonet
o I motorneuron hoppar nervimpulserna mellan ranvier-noder. Detta gör att
impulsen går snabbare än i omyeliniserade axoner.
Nervimpulsens hastighet ökar med nervtrådens grovhet.
Tisdag 5 december – Zoofysiologi
Hormoner





Endokrin – in i kroppen
Exokrin – ut ur kroppen
Endokrina celler – syntetiserar hormoner
Receptorer – tar emot hormonerna
Endokrina systemets funktioner
o Långsiktig verkan och påverkan
o Starta och reglera
 Utveckling
 Tillväxt
 Mognad
 Fortplantning
 Åldrande
o Upprätthålla homeostasis
 Joner
37
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006








Karin Röhsman
 Vatten
 Näring
 Exkretionsprodukter
 pH
 Värme
Hormoners kemiska sammansättning, 3 grupper
o Steroider – cykliska kolderivat från kolesterol. (Kolesterol är byggstenarna)
o Polypeptider – aminosyrasekvenser
o Aminosyraderivat – derivat från aminosyran tyosin eller tryptofan
 Tex. katelkolaminer, thyroideahormon, melatonin
Binjuren
o I binjurebarken sker syntesen av steroider
D-vitamin – egentligen ett hormon. Vitaminer tillförs utifrån, men D-vitamin
tillverkas i kroppen, med hjälp av UV-ljus.
Peptidhormoner
o Bildas genom transkription -> translation -> modifiering -> paketering ->
sekretion
o Lagras i vesiklar
o Sekreeras med hjälp av kalciumstimulerad exocytos
o Vattenlöslig
Steroider
o Lagras ej
o Sekreeras (ut i blodet) direkt efter syntes
o Hastighetsbegränsande enzymsteg regleras
o Små molekyler
o Fettlöslig
Transport i blodet
o Problem
 Molekyler med låg löslighet i vattenmiljö (framförallt steroider)
 Små molekyler som riskerar utfiltrering i njurarna
o Lösningar
 Binda till transportprotein
Vattenlösliga protein
o Transporteras vanligtvis fritt
o Kan binda till transportproteiner för att förlänga halveringstiden
o Verkningssätt
 Hormon-receptor-interaktion i cellmembranet
 Second messenger system – det vill säga, hormonet går inte in i
målcellen men får en receptor att avge en ”andra budbärare” in i
cellen.
 Leder till enzymaktivering samt enzym-kaskad (en följd av enzymer)
 Verkningstid från någon sekund till några minuter
Fettlösliga hormon
o Måste transporteras bundna till tranportproteiner (för att de är så små)
o Transportproteiner – kan båda vara specifika (för ett visst hormon) och
ospecifika
38
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006



Karin Röhsman
 CBG – cortisolbindande protein
 TBG – thyroidbindande protein
 DBG – vitamin-D-bindande protein
 Plasmaalbuminer
o Verkningssätt
 Diffunderar in i cellen
 Intracellulära receptorer
 Om den hamnar i fel cell, utan en passande receptor, bryts
den ner
 Leder till proteinsyntes
 Verkningstid från några timmar till några dagar
Adrenalin – egentligen inte ett peptidhormon, men vattenlöslig ändå
Plasmahalt – mängden hormoner i blodet
o plasmahalt = produktion – rensning
o Rensningen (clearance) beror på antalet receptorer
o Feed-back-reglering
 Hypotalamus, hypofys, sköldkörtlar
Endokrina körtlar
o Hypotalamus
 Del av hjärnan
 TRH (thyroid releasing hormones) – avges till hypofysen och
stimulerar frisläppandet av TSH
o Hypofysen
 Hänger ner från hypotalamus, ner i skallbenet
 Indelad i två lober
 Neurohypofysen – bakre loben
o Avger ADH och oxytocin
 ADH ökar upptaget av vatten
 Oxytocin reglerar tex. mjölkutsöndring vid
amning
 Adenohypofysen – främre loben
o Avger TSH (thyroid stimulating hormone), endorfiner
(smärtstillare), tillväxthormoner, prolactin
(mjölkproduktionstimulerare)
o Tillväxthormoner – GH (growth hormones)
 Utsöndras framförallt under sömnen
(djupsömn)
 Påverkar hela kroppen; skelettillväxt,
muskeltillväxt, lipidnedbrytning.
o Sköldkörteln (thyroidea)
 Stimuleras av TSH från hypofysen
 Hos däggdjur stimuleras
 Värmeproduktionen
o Ökar cardiac output
o Ökar syresättningen av blodet
o Ökar metabolismen
39
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006

Karin Röhsman
o Ökar syreförbrukningen
 Utvecklingen av nervsystemet
 Hos groddjur stimuleras
 Övergången från grodyngel till groda
 Särskilt känslig för ”Early exposure -> late effect” – exponering tidigt
i livet ger utslag mycket senare.
o Thymus
 NE: ” bräss, organ med betydelse för immunförsvaret, hos människan
beläget bakom bröstbenet”
o Bukspottkörteln
 Producerar och utsöndrar insulin och glukagon
 Insulin – får cellerna att ta upp mer glukos
 Glukagon – får levern att avge glukos
o Binjurebarken
 Sekretion av tre steroider
 Adosteron
 Kortisol
o ”Stresshormon”
o Stimulerar gukogenes och glykogensyntes, ökad
blodglukoshalt, proteinnedbrytning, minskad
proteinsyntes och glukosupptag.
 Könshormon
o Äggstockar/testiklar
Kalcium är vår viktigaste jon
o Nödvändig vid/som
 Nervtransmission
 Muskelkontraktion
 Frisättning av transmittorsubstanser
 Hormonsekretion
 Intracellulär second messenger
 co-faktor till många enzymer
 Blodkoagulation
 Uppbyggnad av hårdvävnader
o Om den fria halten Ca2+ ändras
 Hyperkalcemi – för mycket kalcium i blodet
 Minskad excitabilitet
 Minskad nerv- och muskelaktivitet samt långsammare
hjärnfunktioner
 Cirkulations- och respirationsstop
 Hypokalcemi – för lite kalcium i blodet
 Ökad excitabilitet
 Ökad nerv- och muskelaktivitet => spasmer och tetanus
 Cirkulations- och respirationsstop
o Vitamin D kan öka kalciumabsorption och kalciumupptaget i blodet
 Benresorption – upptag av kalcium från ben
40
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006
Karin Röhsman
Onsdag 6 december – Zoofysiologi
+ utdelade föreläsningsanteckningar
Blodets cirkulation




Öppet kärlsystem
o Blodet flödar fritt i kroppen och fås att cirkulera med hjälp av små kärl med
muskler runt
o Tex. hos maskar
Slutet kärlsystem med pump
o Fiskar – en pump. Ett seriellt hjärta.
o Groddjur och reptiler – mellanting mellan de andra två. Hjärtat är
ofullständigt delat i två delar – syrerikt och syrefattigt blod kan blandas. Kan
bestämma vart det syrerika blodet skall gå (till hjärnan när de dyker).
o Däggdjur – två pumpar (som sitter ihop). En pump pumpar till lungorna för
att syresätta och en pump pumpar runt i kroppen.
Pumpmekanismer
o Hjärtmuskulatur
o Skelettmuskulatur – när de jobbar kontraherar de och kärl i dem trycks ihop,
det vill säga blodet trycks iväg
o Kärlmuskulatur – framförallt klaffar i venerna som göra att blodet inte kan
åka bakåt
Människohjärtat
o Högersidan är större än vänstersidan eftersom den pumpar ut till hela
kroppen medan vänstersidan bara pumpar ut till lungorna
o Består av tvärstrimmig muskulatur men skiljs från vanlig tvärstrimmig
muskulatur genom att den är mer vaskulariserad, det vill säga genomgås av
många kapillärer
o Ventrikel = kammare
o Atrie = förmak
o Delar
41
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006

Karin Röhsman
 Höger förmak
 Hålven
 Höger kammare
 Aorta – syresatt blod pumpas ut till kroppen genom denna
 Vänster förmak
 Lungartär
 Lungven
 Vänster kammare
o Hjärtmuskelceller
 Pacemaker – celler som är nödvändiga för att hjärtat skall slå. Kan
dock ersättas med en artificiell pacemaker. Kan hela tiden generera
sin egen aktionspotential, genom att Na+ diffunderar in genom
membranet igen efter att membranpotentialen återskapats.
 Internodala buntar – celler med låg resistans för elektricitet, vilka går
som ledningar runt hjärtat och gör att signaler färdas väldigt snabbt
genom dem. Får förmaket att kontraheras som en enhet.
 Purkinjefibrer – samma funktion som buntarna, men på kammaren.
Sprider ut aktionspotentialen.
o Börjar med kontraktion i förmaket som pressar in blodet i kammaren.
Kammaren börjar sin kontraktion underifrån och fortsätter uppåt. Signalen
går från pacemakercellerna i SA-noden ner till AV-noden på nedersidan av
förmaket. Tack vare att det är isolerat mellan förmak och kammare samlas
potentialen där innan den går vidare genom HIS-bunten till pukinjefibrerna i
nederdelen av kammaren.
o Diastole – när hjärtat är helt fullt
o Systole – när hjärtat är helt tomt
Blodkärlen
o Kärlprofil
 Aorta
 Elastiska väggar – elasticiteten minskar vid igenfettning
o Elasticiteten gör att blodtrycket kan dämpas.
 Tryckreservoir – reglerar trycket
 (gäller även stora artärer)
 Artärer
 Arterioler
 Prekapillära sfinktrar – glatt muskulatur som sitter innan
kapillärerna. Detta göra att kroppen kan kontrollera hur
mycket blod som flödar igenom olika delar av kroppen.
 Kapillärer
 Venuler
 Vener
 Hålven
 Plastiska väggar
 Volymreservoir
 Klaffar
 (gäller även vener)
42
Baskurs Biologi, 20 p, ht 2006



Karin Röhsman
o Då kärlträdet grenar sig till allt finare grenar ökar den sammanlagda
tvärsnittytan. Blodet flyter då långsammare genom de finaste grenarna. Efter
kapillärerna sjunker tvärsnittytan igen och flödeshastigheten ökar.
o För att allt skall syresättas får det inte vara mer än tre cellager mellan två
blodkärl.
o Tryckprofil – trycket är högt från hjärtat till och med kapillärerna. Sen har
trycket utjämnats ut i vävnaden, så i venerna är trycket mycket mindre.
Epitelceller – celler ut mot en inre miljö. Genom dessa sker ofta utbyte mellan
organet och miljön.
Kolloidosmotiskt tryck (Kommer på tentan!!)
o Det tryck som bildas av att blodkroppar inte kan gå igenom blodkärlens
väggar.
o Joner utjämnar sin koncentration på insidan av blodkärlen jämfört med
utsidan (intercellulära vätskan), men det kan inte blodkropparna göra. Det
skapar det kolloidosmotiska trycket, som drar in vatten i blodkärlen.
o Får vatten att gå in i blodkärlen, men inte förrän efter kapillärerna (det vill
säga i venerna) eftersom det hydrostatiska trycket är för högt innan.
+ sida 6-8 i föreläsningsanteckningarna för cirkulation
Reproduktion
Se utdelade föreläsningsanteckningar.
43