Biologi 1 uppdrag 2

Fråga 1

Den biologiska mångfalden är hotad. När en växt- eller djurart försvinner, kan det få vidsträckta konsekvenser. Försök hitta ett bra exempel som visar vad som kan ske.

Biologisk mångfald är ett samlingsbegrepp som omfattar all den variation mellan arter, inom arter och livsmiljöer som finns på jorden. Med biologisk mångfald menas den genetiska variationen hos individerna inom en art, variationen mellan olika arter och mellan olika naturtyper och landskap. Det finns många skäl till att vi ska bry oss om den biologiska mångfalden och vilja bevara den. Förutom att det finns etiska och estetiska skäl har vi på olika sätt nytta av stora delar av mångfalden. Grödor och mediciner från naturen har vi direkt nytta av, medan den del av mångfalden som är viktig för att ekosystemen ska fungera har ett indirekt värde. Det brukar kallas för ekosystemtjänster, till exempel produktion av biomassa, kontroll av skadegörare, pollinering, fröspridning, nedbrytning och omsättning av näringsämnen.

Många arter verkar kanske inte vara viktiga för ekosystemens funktion just nu, men kan visa sig bli viktiga i framtiden under nya miljö- och klimatförhållanden.  Biologiska mångfalden är hotad och de största hoten mot den biologiska mångfalden när livsmiljön för arter i naturen förändras så försvinner denna art. All försurning, övergödning och uttunningen av ozonskiktet påverkar även livsmiljön för många arter, så vi måste bevara biologiska mångfalden.  Ett exempel för att förstå den biologiska mångfalden vi vet att vara levande organismer, speciellt växter behöver kväve som finns i den atmosfären men för att kunna absorbera måste växter ta upp den genom roten inte de bladen. Så växter behöver bakterier som är ansvariga för kvävefixering i den jorden så lätt absorberas. Detta innebär att om bakterier försvinner i ett ekosystem det leder till att de växterna odlades svag och dör genom kort tid.

Ett annat exempel rovdjuren spelar en viktig roll för att bevara biologisk mångfald samtidigt som det lägsta antalet arter i livsmedelspyramiden bibehålls, så att ekosystemet blir stabilt. Vetenskaplig forskning visade att antalet fyra av rovdjur i vikande, är svart, tigrar, vargar och björnar minskar deras antal ständigt till följd av den naturliga miljön för dem från skogen och slätter eller hot om miljöregler indirekt, vilket leder till ökad eller utrotning typ. Minskade rovdjur är ett allvarligt problem och leder till en allvarlig negativ effekt. Dessa djur en grundläggande pelare i ekosystem där de bor. Alltså förlusten av rovdjur innebär på kort sikt att öka byte som matade dem av och denna ökning är mer skadligt än kan vara användbara eftersom de kan förstöra den miljö där de lever. De byte livnär sig på gräs och växter och ökningen av antalet byte leder till att gräset har förbrukat med en hastighet snabbare än tillväxttakten och därmed gräs försvinner och ett stort antal byten dö av svält efter kort tid.

---

Fråga 2

Fundera ut så många skillnader som möjligt mellan mitos och meios. Börja med den väsentligaste skillnaden.

Varje människa kommer ursprungligen från en enda cell och denna lilla cell kan utvecklas till en vuxen där celldelningen spelar en viktig roll i denna utveckling. Celldelning är den process som ligger till grund för alla levande organismernas förökning. Enligt Nationalencyklopedin finns det två typer av celldelning – mitos och meios.

Meios

Mitos

Mitos är ett annat namn för vanlig celldelning där växer organismer genom att celler delar sig och blir fler. Celldelningen pågår hos vuxna individer på grund av kroppsskador behövs nämligen alltså celler behöver nämligen repareras och slitna celler måste ersättas. Bland annat det finns celler med stor delningskapacitet i människans benmärg där det ständigt bildas nya blodceller och det finns hudceller som kan dö och nötas bort inom en vecka därför sker intensiv celldelning i huden så att bortslitna celler hinner ersattas. Med annat ord mitos sker indelning av en cell och dess kärna till två identiska dotterceller. Mitos är ansvarig för tillverkning av nya celler, när organismen växer eller när en skadad cell ska ersättas. Däremot meios eller reduktionsdelning är den celldelning som sker när det bildas könsceller. Varje cell i människans kropp innehåller 46 kromosomer och dessa är kopior av de 46 kromosomer som ingick i den befruktade äggcell som man först bestod av. 23 av de kromosomer härstammar från modern och finnas i äggcellen innan den befruktades medan de andra 23 kromosomer finns i spermien som befruktade ägget och den härstammar från fadern, men på grund av att människan ärva sorts kromosom i dubbel uppsättning leder det till att människan ska har 23 par kromosomer i sina celler. Så det är viktig att könscellerna (äggen och spermierna) har hälften så många kromosomer som övriga celler i kroppen annars skulle antalet kromosomer i kroppens celler fördubblas för varje generation. 

När könsceller inte innehåller rätt antal kromosomer det leder till olika sjukdomar som beroende på obalans, exempelvis Downs syndrom som beror på en kromosomrubbning. En person med Downs syndrom har tre exemplar av kromosom nr 21 istället för det normala två, så kallad Trisomi-21 (alternativt delar av den extra kromosomen). Detta leder till en utvecklingsstörning som kan variera från mycket lindrig till grav. Alltså det väsentligaste skillnad är att mitosen resultera i diploida celle är dubbel kromosomuppsättning precis som modercellen och meiosens resultera i diploida är celler enkel kromosomuppsättning jämför med modercellen.  Mitos är vanlig celldelning men meios är celldelning som producerar könsceller. Under mitosen enda delning ligger inte de homologa kromosomer mitt emot varandra utan kromosomerna ligger uppradade i cellernas mitt plan och det är inte i meiosen cell.

---

Fråga 3

 Beskriv en metod som man använder för att skapa en transgen växt.

Transgena växter innebär att gener förändras, tas bort eller läggs till för att växterna ska få vissa egenskaper. Det finns många metoder som kan använda för att skapa en transgen växt.Den första metod sker genom att man införa plasmiden i den nya cellen och genom denna metod finns olika sätt för att kunna använda den. Genom första sätt man kan värmechocka värdcellen, då blir membranet mer genomsläppligt, och sedan häller man på en lösning med plasmider. Man tror att membranet blir mer genomsläppligt vid högre temperaturer för att fosfolipiderna som bygger upp membranet blir mer flytande. Genom andra sätt man kan elchocka membranet för att göra det lättare för plasmiderna att ta sig igenom. Man kan även injicera DNA, så kallad mikroinjektion eller beskjuta cellen med DNA-partiklar med en så kallad genkanon. Genkanonen kan liknas vid en sorts luftgevär där metallkulorna är mikroskopiska och täcks med en tunn hinna av DNA-lösning. Kulorna skjuts sedan genom tunna bitar av växtvävnad och en del DNA blir då kvar i växtcellerna och kan sedan tas upp i växtens egna DNA. 

Den andra metod sker genom att använda jordbakterien (Agrobacterium tumefaciens) i växtceller eftersom det hjälper att få ett nytt DNA. I sin naturliga form infekterar den växter och orsakar en sorts cancersvulster genom att överföra en bit av sitt egna DNA till växten. När man använder den här bakterien vid genmodifiering har man tagit fram en form där det cancerframkallande DNA:t är bortplockat och istället placerar man in sin nya genkonstruktion. Bakterieinfektionen leder då till överföring av den önskade genen in i växtens DNA.

Exempelvis Agrobacterium tumefaciens är den äldsta och mest tillförlitliga metoden och fungerar på de flesta tvåhjärtbladiga växter, till exempel potatis och soja. Enhjärtbladiga växter, som gräs och de vanligaste sädesslagen, infekteras dock inte så lätt utav bakterien Agrobacterium tumefaciens och här är det alltså vanligare att man får använda sig av en genkanon. När växtcellen sedan fått önskad gen låter man den växa till en cellklump, en så kallad kallus. Sedan behandlas kallusen med speciella hormoner så att det börjar växa ut rötter och skott.  I de allra flesta genkonstruktioner av växter för man också med en selektionsmarkör så att man ska kunna hitta de celler där den nya genen finns. Vanligtvis fungerar gener för antibiotikaresistens som selektionsmarkör, för när man tillsätter antibiotika till växtcellerna överlever bara de celler som fått den nya genen.

Man kan använda transgena växter inom olika sätt till exempel inom livsmedelsproduktionen där man med hjälp av gentekniken bland annat kan ta fram tomater som inte mjuknar så lätt, vilket också gör att aromen bevaras bättre. Man kan även få fram växter som är resistenta mot insekter och grödor som inte skadas av ogräsmedel. Även forskare använder transgena växter exempelvis backtrav för att bättre förstå de genetiska mekanismerna i växter.

---

Fråga 4

 ”Ozon kan vara både nyttigt och skadligt.” Förklara detta påstående!

Ozon är en förening av syremolekyler som består av tre syre atomer och betecknas med O3. Den funkar då som filter för att skydda livet på jorden från solens skadliga ultravioletta (UV) strålning. Ozon kan vara både nyttigt och skadligt. Ozonet fungerar när det kommer i kontakt med föroreningar där sker en oxidation. Den elektriska laddningen i ozonmolekylen skapar en "mikroskopisk explosion" som effektivt tar bort lukt, mögel, virus och bakterier. Samtidigt oxiderar ozon också metaller järn och mangan samt oskadliggör eller drastiskt minskar giftigheten hos vissa gifter t.ex. arsenik. Återstående efter oxidation är i de flesta fall bara koldioxid och vatten eller i vatten icke lösliga och till botten sjunkande metaller. Ozon är en av de mest effektiva oxidationsagenter som finns. I vatten är ozon ej skadligt därför den bryts mycket snabbt ner i vatten och omvandlas till syre, men den koncentrationer ozonet är skadligt vid inandning. Alltså det finns fastställda gränsvärden för hur hög ozonkoncentration man får utsätta sig för eftersom det finns biverkningar om ozon i för stora koncentrationer inandas och jag kommer att nämna tre av de:

1. Slemhinnorna blir irriterade och torra, hosta uppstår (snabbt övergående).

2. Huvudvärk och bröstsmärtor uppstår (övergående).

3. Vid dödliga mycket höga doser uppstår andra biverkningar, som astmaanfall etc.

Utan ozon kunde inte finnas djur och växter på jorden eftersom en del av molekylerna som medverkar i fotosyntesen skadas av UV-strålningen och det är genom att ozonet passerar genom klyvöppningar och går in i cellen på växter och där förstör enzymer alltså det kan hända att cellen dör och upphör fotosyntesen och i sin tur tillväxten. När ozonet minska leder det till att de plankton lager som finns i havet minskar också eftersom de planktonalger är basen för havets näringskedja.

---

Fråga 5

 Beskriv proteinsyntesen i våra celler.

DNA är ämnet i kroppen som innehåller all vår genetiska information. Finns i alla organismer förutom RNA-virus och har som uppgift att långtidsförvara information som används för organismernas utveckling och funktion. I DNA molekylen finns det gener som tillverkar cellens komponenter RNA och protein.  DNA består av 2 polymerer som är uppbyggda av nukleotider, varje nukleotid består av en molekyl av sockerarten deoxiribos och en fosfatgrupp samt en av de fyra kvävebaserna adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T). Proteinsyntesen är den process som sker i cellen som tillverkar protein och den består av två delar transkriptionen och translationen.

Transkriptionen är när ett RNA- polymeras II, vilket är ett enzym, fästs på en viss plats DNA:s tråder och delar där DNA:t. RNA enzymet följer den tråden och dela den helt från den andra och skapar mRNA. mRNA:t får sen skyddande (svansar) vilket är skyddade molekyler.

Translationen utspelas på en ribisoms yta. En polypetid bildas utav flera aminosyror. detta styrs av mRNA som har (kodon) och det är en följd av 3 kvävebaser exempelvis UGG, den motsvarar all de 20 aminosyrorna som finns i levande organismer. tRNA transporterar sedan aminosyrorna till ribosomerna. det finns en unik tRNA-molekyl för varje aminosyra. Ribosomen kan finnas både fritt i cellens cytoplasma och bunden till cellens endoplasmatiska ER. 

Protein syntetiseras var det ska användas alltså det flesta tillverkas dock i ER och kanske senare till olika modifieringar. Den fysiologiska processen som är proteinsyntes pågår som sagt ständigt i våra celler exempelvis i människans blodomlopp cirkulerar ständigt aminosyror, det är som sagt dessa små syror som tillsammans bildar peptider och senare även de större molekylerna proteiner. Aminosyrorna som finns i blodet är dels av de som spjälkats från kosten man ätit men även aminosyror som frisatts ur cellerna efter dess att proteinet som bryts ner. människan har aminosyrapool som alltså ständigt tillgodoser cellerna med aminosyror kombinerat med det vi äter.  Faktum är att majoriteten av allt ny syntetiserat protein faktiskt kommer från de intracellulära aminosyrorna som redan finns att tillgå kroppen, av det protein vi äter varje dag utnyttjas bara en minoritet i proteinsyntesen och resten använda i energiomsättningen och omvandla oxiderar till glukos.

---

Fråga 6

 Försurningen är ett av vår tids stora miljöproblem. Redogör för orsaker till problemet, samt vilka konsekvenserna blir för mark, skog och sjöar.

Försurning innebär att vattnets pH-värde minskar över tiden och den huvudsakliga orsaken till försurning är den omfattande förbränningen av svavelhaltig kol och olja. Svaveldioxid bildas när vi förbränner fossila bränslen. vid förbränning fossila reagerar kväve med syra och bildar kväveoxider. I luften kan svaveldioxid reagera med vattenånga och bildas svavelsyra och faller den med nederbörd.  Ammoniak neutraliserar sura ämne i luften, sen den bildade ammonium jonen bidrar till försurning när den når marken. Dels att växter ger vätejoner när de tar emot ammonium joner och dels genom att nitrifikations bakterier omvandlar ammonium joner till nitrat joner och då bildas vätejoner. En del skog är mer känsliga för sur nederbörd. 

Där marken är kalkrik sänks inte pH-värdet så mycket som där jorden är kalkfattig. Dessutom är barrträd känslig för sur nederbörd än lövträd. Barrträdens barr utsätts för föroreningar året runt men lövträden tappar blad på hösten. Sur nederbörd skadar skogen på olika sätt. Om nederbörden är riktig sur så skadar den trädens blad. Dessutom har surt vatten tränger ner i marken och tar bort närsalter från jorden. Följande vatten som har tagit med sig närsalter går mot havet. Där träd och andra växter får brist på närsalter försvagas deras motståndskraft mot svamp och insekter. När en skog försuras leder det till att många arter kommer att försvinna. Försurning i sjöar påverkas en del av sur nederbörd och låga pH-värden och ökade halter av aluminium ger skador på känsliga arter av fisk och annan fauna. 

Vatten har en buffringsförmåga, möjligheten att motstå pH-förändring. Genom att vätekarbonater reagerar med vätejoner och bildar vatten och koldioxid. Försurning av sjöar innebär att denna förmåga har försämrats samtidigt som pH-värdet sjunker. När förråd av vätekarbonatjoner är slut stabiliserar pH-värdet kring 4,5, sjön är klar och saknar fisk och botten täcks med mossa. Försurningen påverkar art sammansättningen och organismers antal alltså när pH-värdet sjunker från 6 till 5 så försvinner ca hälften av fiskarna.

Försurning i mark uppkommer när sura ämnen det vill säga ämnen med lågt pH tillförs och det inte finns tillräckligt stor förmåga att neutralisera de syror som bildas. Svaveldioxid och kväveoxid bidrar starkt till försurningen. Dessa föreningar bildas framförallt vid förbränning av fossila bränslen och sprids t.ex. genom avgaser från bilar och rökutsläpp från energianläggningar och industrier. I atmosfären omvandlas svaveldioxid till svavelsyra och kväveoxid till salpetersyra och förs sedan till mark med regnet. Den sura nederbörden innehåller stora mängder vätejoner med positiv laddning. Dessa kan byta plats med metall jonerna som efter att de lossnat från partiklarna förs ner med markvattnet. När pH-värde minskar så resulterar det i att marken således mister viktiga mineralämnen och många av de joner som försvinner utgör viktiga näringsämnen för växter.

---