Instuderingsfrågor.

Instuderingsfrågor – fakta delen.

Materia.

1. Hur kan du definiera begreppet ett grundämne?
Ange några exempel på grundämnen.

2. Beskriv kort den grundläggande strukturen av en atom.

3. Hur kan du definiera begreppet en blandning?
Vad är det som händer med egenskaperna?
Ange några exempel.

4. Studera noga hur en granit ser ut.

5. Förklara begreppet en lösning och ange ett exempel.

6. Hur kan du definiera begreppet en kemisk förening?
Vad är det som händer med egenskaperna?
Ange ett exempel.

7. Förklara hur och varför jonföreningar uppstår.
Vad menas med positiv respektive negativ jon.
Studera noga strukturen av natriumklorid.

8. Förklara hur och varför molekylföreningar uppstår.
Vad menas med polärt respektive o-polärt ämne.
Studera noga strukturen av vattenmolekyl.

9. Ange två exempel som stämmer överens med regeln ”lika löser lika”.

10. Förklara begreppet en kemisk reaktion och ange några exempel.

11. Sammanfatta kort de två viktigaste processer som driver fram kemiska reaktioner.

12. Vad händer med elektronerna när ett ämne oxideras respektiver reduceras?

13. Beskriv vad som händer med partiklarna, temperaturen och bindningarna av ett fast
ämne som värms upp tills det når en gasform.

14. Lipider – Vad menas med en lipid? Varför behövs de? Vilken grundläggande struktur har de?
Studera noga strukturen av fosfolipider.

15. Kolhydrater – Vad menas med ett kolhydrat? Varför behövs de? Vilken grundläggande struktur har de?
Vilken skillnad i strukturen finner man mellan stärkelse och cellulosa?

16. Proteiner – Vad menas med ett protein? Varför behövs de? Vilken grundläggande struktur har de?

17. Nukleinsyror – Vad menas med en nukleinsyra? Varför behövs de?

18. Vilka är de två vanligaste nukleinsyror?

19. Beskriv hur olika typer av mediciner fungerar.
Ange några exempel.
Varför år det svårare att behandla sjukdomar som uppstår av virus?


Människans kropp.

1. Sammanfatta kort födans väg genom matspjälkningssystemet.

2. Lär känna till alla organ som finns i matspjälkingssystemet.

3. Sammanfatta kort närings väg från matspjälkningssystemet till cellerna.

4. Lär känna till de stora molekylernas nedbrytning steg.

5. Lär känna till de viktigaste enzymer och vilka molekyler de bryter ner.

6. Surhetsgard (pH-värde) i magsäcken är högre än tunntarmen. Hur blir det så?

7. Blodkärl och lymfkärl transporterar olika ämnen. Vilka?

8. Nämn några viktiga funktioner som levern har.

9. Sammanfatta kort andnings mekanism.

10. Lär känna till ”formeln” för cellandningen.

11. Lär känna till den grundläggande strukturen av människans lunga.

12. Sammanfatta kort diffusionsprocessen i lungorna.

13. Vilka likheter kan man hitta mellan alveoler och villi.

14. Var hittar man cillier och var är deras uppgift?

15. Hur regleras andningen?

16. Hur transporteras syre och koldioxid i blodet?

17. Vad menar man med att blodomloppet hos människan är fullständigt?

18. Vad är skillnaden mellan artärer och vener?

19. Förklara kort diffusionsprocessen hos kapillärerna.

20. Vilka likheter hittar man mellan kapillärer och alveolerna?

21. Vad menar man med att blodomloppet är dubbelt?

22. Lär känna till hur blodomloppet i kroppen går till.

23. Vilka likheter och skillnader kan man hitta mellan veners respektive artärernas struktur?

24. Var hittar man klaffar och varför?

25. Hur är hjärtslaget hos väl tränade människor?

26. Förklara begreppen systole och diastole.

27. Beskriv kort hur blodtrycket skiljer sig i olika områden i cirkulationssystemet.

28. Beskriv kort blodets sammansättning.

29. Varifrån får vi vatten i kroppen?

30. Hur får vi vattnet ur kroppen?

31. Var finns allt vatten i kroppen?

32. Varför är vattnet i kroppen så pass viktigt?

33. Hur bildas urin?

34. Hur kontrolleras urinproduktionen?

35. Vilka skillnader hittar man mellan reglering av urin respektive andning?


Genetik och evolution.

1. Var i organismen hittar man DNA?

2. Lär känna till DNAs struktur.

3. Förklara hur processen s.k. replikation går till. Vad är syftet med replikationen?

4. Förklara begreppet mutation.

5. Lär känna till RNAs struktur.

6. Vilka typer av RNA finns det och vad är deras uppgift?

7. Förklara vad man menar med transkription.

8. Hur kan man förklara ordet en gen?

9. Vad är genernas uppgift?

10. Beskriv kort proteinernas grundläggande strultur.

11. Lära känna till alla steg från ”ritningen” i DNA till ett färdigt protein.

12. Vad är syftet med de två typer av celldelningarna?

13. Lär känna till de grundläggande steg i mitos respektive meios.

14. Nämn några skillnader mellan mitos och meios.

15. Nämn några tillämpningar av genteknik.

16. Beskriv kort hybrid-dna-tekniken och GMO:

17. Vad menas med evolution och hur hänger det ihop med genetik?

18. Beskriv kort om evolutionensteorins historia.

19. Vad menas med genotyp och fenotyp.

20. Ge ett exempel på egenskaper som kan beror på miljö respeltive arv.

21. Vilken koppling finns det mellan mutationer och evolution?

22. Beskriv vad man menar med det naturliga urvalet.

Materia.

Materia utgörs av kemiska ämnen och den har form och massa (vikt).
Den förekommer i olika tillstånd – fast, flytande och gasform.

Materia, precis som energi, kan inte försvinna, utan endast omvandlas från ett ämne till ett annat. När ämnen omvandlas till andra ämnen kallas det för en kemisk reaktion.

Energi är det som skapar förändring av materian. Den sätter materian i ny rörelse eller förändrar dess form. Det finns olika energiformer som t ex värmeenergi, rörelseenergi, potentialenergi, kemiskenergi, kärnenergi, elenergi osv.
Vid alla former av energiomvandlingar, utom vid kärnreaktioner, bevaras materian. Grundämnena kan komma att bilda nya föreningar, men de försvinner inte.

Kemiska ämnen kan vara antingen grundämnen eller kemiska föreningar. Ett grundämne består av endast en sort atomer, medan kemiska föreningar består av olika sorter atomer. De olika atomerna är hårt bundna, vilket gör att föreningen fungerar som ett enda kemiskt ämne, precis som ett grundämne.
Kemiska föreningar kan däremot delas upp i sina grundämnen med hjälp av kemiska reaktioner.

Grundämnen:

Naturligt förekommer 83 olika grundämnen. Ett grundämne består av en sorts atomer. Grundämnet natrium t ex består endast av natriumatomer. Atomen består av en positivt laddad atomkärna, omgiven av negativt laddade elektroner. Atomkärnan i sin tur består av positivt laddade protoner och neutrala neutroner. Atomerna i varje grundämne har samma antal elektroner som protoner.
Exempel på några grundämnen:
Natrium (Na), Järn (Fe), Guld (Au), Kisel (Si), Svavel (S), Klor (Cl), Argon (Ar).
För flera exempel se den periodiska tabellen.

En heliumatom innehåller två protoner (röda), två neutroner (gröna) och två elektroner (gula).



Blandningar:

Materia som består av olika ämnen.
T ex mjölk som består av proteiner, kolhydrater, fetter och vitaminer.
Bergarter granit och gnejs är blandningar av tre olika mineraler (fältspat, kvarts och glimmer).

En blandning innehåller olika ämnen som antingen kan vara kemiska föreningar eller grundämnen. En blandning får de egenskaper som de ämnen den består av har. Granit t ex är rödaktig (fältspat), med svarta fläckar (glimmer) och vita prickar (kvarts). Mjölk är sot på grund av sockret och fet på grund av fetterna.

Blandningar kan vara lösningar eller icke-lösningar. En lösning är en blandning som har samma egenskaper i alla sina delar, t ex saltvatten. Salt och vatten blandas och ”smälter” ihop. Om man försöker blanda ihop vinäger och olja och låter den får stå kommer olja och vinägern skiljas åt. Detta är ett exempel på en blandning som är icke-lösning.
Granit är också icke-lösning. Man ser med blotta ögon var kvarken, fältspaten och glimmern befinner sig.

Granit. Salt lösning.

Kemisk förening:

En kemisk förening består också av olika ämnen, men de har förenats med varandra genom en kemisk reaktion. Den kemiska föreningen har inte samma egenskaper som de ämnen föreningen har bildats av. De ursprungliga ämnenas egenskaper försvinner när den kemiska reaktionen har skett.
Alltså, kemiska föreningar består av olika grundämnen som förenats så att helt nya egenskaper har uppstått.
Ex: Natriumklorid (vanligt koksalt) är en kemisk förening mellan grundämnen klorgas och natrium. Båda klorgas och natrium är mycket giftiga ämnen, men natriumklorid är inte giftig!


Jonföreningar:

Det finns två huvudtyper av kemiska föreningar, jonföreningar och molekylföreningar (molekyler). Båda typer av föreningar består av atomer som sitter ihop med varandra, men de har olika bindningar som håller samman atomerna.

En atom har ett visst antal elektroner som rör sig runt kärnan. En neutral atom har lika många elektroner som protoner. Om atomen förlorar en eller flera elektroner säger man att atomen är joniserad. I så fall blir atomen en positiv jon. Om atomen istället fångas en extra elektron blir den negativ laddad eller med andra ord en negativ jon.
Det finns alltid en elektrisk kraft mellan två laddade partiklar. Kraften kan vara attraktiv om partiklarna har olika laddning (elektron och proton ”gillar” varandra och dras till varandra), eller repulsiv om partiklarna har samma laddning (elektroner ”ogillar” varandra och dras ifrån varandra).
Jonföreningar uppstår på grund av att positiv laddade atomer (positiva joner) håller ihop med negativt laddade atomer (negativa joner). Det är den attraktiva elektriska kraften som håller ihop atomerna.

Ex: Jonföreningar kan vara salter (som natriumklorid) eller mineraler.
Natrium (som är en metall) kan på grund av upphettning ger ifrån sig en elektron till en kloratom. Resultatet blir att natriumatomen blir en positiv jon, medan kloren en negativ jon. En attraktions kraft uppstår då mellan dessa atomer och de dras till varandra. På så sätt bildas en natriumklorid jonförening.

NaCl - Natriumklorid.

Molekylförening:

Det finns atomer som inte ger sina elektroner så lätt och atomer som inte tar emot elektroner så lätt. Det kan uppstå situationer så att sådana atomer kan dela elektronerna med varandra. De har några gemensamma elektroner. På så sätt bildas molekyler.
Ex: Vattenmolekyl består av två väteatomer och en syreatom. I en vattenmolekyl delar var och en av de två väteatomerna en elektron med syreatomen. Och de tre atomerna hålls ihop.
Varför sådana atomer hålls ihop? Ju, på grund av att det uppstår en attraktiv kraft mellan de gemensamma elektronerna och protonerna i kärnan. Området med de gemensamma elektronerna är negativt laddat och protonerna är positivt laddade,

För det mesta ligger de gemensamma elektronerna i området mellan de två atomerna. Samma sak om man har flera atomer som bildar en molekyl.
Om de gemensamma elektronerna är jämnt fördelade i hela molekylen blir molekylen
O-polär. Om de gemensamma elektronerna inte är jämnt fördelade i hela molekylen blir molekylen polär. När de gemensamma elektronerna inte är fördelade jämnt i molekylen kan det uppstå områden med mer elektroner än andra. Detta ger upphov till elektriska krafter mellan olika områden inne i molekylen.

Vattenmolekyl är ett polärt ämne. Detta är på grund av att de två väteatomerna binds till syret lite ”snett” (120 grader) och inte framför varandra.

Det finns en regel som säger att ”lika löser lika”.

Polära ämnen kan lösas i andra polära ämnen.
Opolära ämnen kan lösas i andra O-polära ämnen.
Men inte polära och O-polära.

Ex: Bensin, olja eller fet är O-polära och kan inte lösas i vatten (de flyter bara ovanpå), men fet kan lösas i bensin. Druvsocker är däremot polärt och kan lösas i vatten.

Olika molekyler kan ha olika storlek. Vattenmolekyl t ex innehåller färre antal atomer än proteinmolekyl. Men varje specifik molekyl innehåller ett bestämt antal atomer och därför har den en bestämd storlek. Det finns alltså inte två vattenmolekyler med olika storlek. Vattenmolekyl består alltid av två väteatomer och ett syreatom.

En kemisk reaktion.

En kemisk reaktion sker när två eller flera ämnen reagerar med varandra så att det bildas ett nytt ämnen, eller när ett ämne förlorar sin inre struktur och omvandlar till ett eller flera nya ämnen.

Ex 1: I en blandning av syre och väte reagerar ämnena inte märkbart med varandra vid rumstemperatur, trots att syre och vätemolekylerna kolliderar. Värmer man däremot på gasblandningen bildas vatten. Det har skett en kemisk reaktion.
Ex 2: När bensin brinner bildas gaserna koldioxid och vattenånga, dvs det sker en kemisk reaktion.
Ex 3: Vid en fotosyntes bildas socker och syre ur koldioxid och vatten på grund av den kemiska reaktionen. Koldioxid + vatten + solenergi omvandlas till socker + syre.

Två viktiga processer driver kemiska reaktioner.
1. Det finns en fysikalisk princip som säger att varje system (t ex en atom eller molekyl)
strävar att innehålla så lite energi som möjligt!
Vid den kemiska reaktionen minskas energiinnehållet genom att kemisk energi
övergår till värme eller en annan energiform.

Ex. När bensin brinner försvinner en del av den bundna kemiska energin till värme
och energiinnehållet i bensinen minskar.

2. En annan fysikalisk princip säger att varje system strävar efter oordning. Ett fast ämne har större ordning än vätska och vätska har större ordning är gas. Varje fast ämne strävar ”innerst inne” efter att omvandlas till vätska eller gas osv.

Ex: Träd är energirik och välordnade. Träd som brinner övergår till energifattigare och oordnande gaser koldioxid och vattenånga.

(Obs! Dessa två fysikaliska principer är nästan ”filosofiska”, så vi nöjer oss med det).


Redoxreaktioner:
Sådana kemiska reaktioner sker vid oxidation och reduktion. En oxidation är en reaktion där ett ämne avger elektroner, medan en reduktion är när ett ämne upptar elektroner.

Ex. När metaller reagerar med syre. Elektronerna från metallen (t ex magnesium) flyttas till syreatomen. Metallen avger elektroner – oxideras, medan syret tar emot elektroner – reduceras.

Materians olika tillstånd.

Materians olika tillstånd.

Materian har huvudsakligen tre olika tillstånd eller form. Den kan vara fast, flytande eller gasform. Materians tillstånd beror på hur starka bindningarna mellan atomerna är. Ju starkare bindningar är desto hårdare packat materian är. Fasta ämnen har starkare bindningar mellan atomerna än vätskor och gaser osv.

När man värmer upp ett fast ämne (man tillför energi till ämnet) kommer partiklarna inuti att röra sig allt snabbare. Energitillförseln övergår till värme och ämnets inre temperatur ökar. Dessa rörelser eller skakelser kan till slut vara så starka att bindningskraften mellan atomerna inte räcker till och ämnet kommer att förlora sin inre struktur och smälta till en vätska.
Varje fast ämne har sin egen smälttemperatur eller smältpunkt. Så länge ämnet smälter stiger inte temperaturen. All energi som tillförs just då går för att bryta bindningarna. Den inre temperaturen ökar alltså enbart när ämnet fortfarande är fast.

När alla bindningar har brutits kan temperaturen i vätskan stiga igen. Energitillförsel (upphettning) gör att partiklarna återigen rör sig allt snabbare och temperaturen stiger. Vibrationerna kan igen vara så starka att bindningskraften inte räcker till och ämnet övergår så småningom till en gasform. Man säger då att vätskan kokar. Varje vätska har sin egen koktemperatur eller kokpunkt. När vätskan kokar ökar inte temperaturen. All energitillförseln går så för att bryta bindningar och gas bildas. Rent vatten kokar vid 100 grader Celsius. Observera att vattnets temperatur inte ökar så länge vattnet kokar, dvs kokpunkt för vatten kan inte överstiga 100 grader. Vattenånga (gasform för vatten) kan däremot nå högre grader.

När ett fast ämne övergår till vätska och vidare till gas blir ordningen (eller ordningsgraden) mindre. För att dessa processer kan ske behöver man ofta tillföra energi. Samtidigt som oordningen ökar så minskar energiinnehållet. Ämnet blir energifattigare när det övergår från fast till vätska vidare till gas. Ämnet blir mindre bundet och den kemiska bundna energin minskas.

Man kan då undra över varför man behöver tillföra energi till ett fast ämne när man vill omvandla det till vätska. Förklaringar till denna och andra frågor som berör grundläggande idéer och teorier inom kemi och fysik kan vara väldigt komplicerade. Vi nöjer oss med följande sammanfattning:

Fasta ämnen --- hög ordningsgrad --- stark bindningsenergi mellan atomerna --- energirika.
Gaser --- låg ordningsgrad --- svag bindningsenergi --- energifattiga.

Ett energifattigt system kan aldrig omvandlas till energirikt system utan tillförsel av energi.

Livets kemiska beståndsdelar.

Livets kemiska beståndsdelar.

Cellerna eller vår kropp består av många olika kemiska föreningar. Bortsett från vatten tillhör de flesta av de någon av de fyra ämnesgrupperna lipider, kolhydrater, proteiner eller nukleinsyror.

Lipider:

Lipider är en gemensam beteckning på alla fettliknande ämnen. De kan vara fetter, steroider eller vaxer. Lipider är olösliga i vatten men lösliga i andra organiska lösningsmedel som t ex bensin.

Cellen av olika levande organismer behöver lipiderna som:
1. Energireserv. De är mer energirika än t ex kolhydrater.
2. Byggnadsmaterial. Fett ingår som byggnadsmaterial i cellmembraner (se cellen) och används som isoleringsmaterial hos många djur. Växter och frukter har en vattentät yta som utgörs av vaxer. En mycket viktig steroid är kolesterol som också ingår i cellmembraner. Kolesterol är också en råvara vid framställning av D-vitamin och könshormoner.

Fetternas grundstruktur består av en lång kedja av kolväte (CH) och en ände av
karboxylsyra (COOH).

CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 + COOH


Fosfolipider som bygger cellmembraner består av två långa kolväte kedjor (två svansar) och en ände av fosforsyra (huvud).
Svansarna är o-polära och huvudet är polärt. I vatten miljö vänder de vattenlösliga polära huvuden sig mot vattnet, medan de o-polära svansarna vänds ifrån vattnet. På så sätt bildas en membran. De fettlösliga/vattenolösliga svansarna bildar ett lager som gör det svårt för olika ämnen att komma genom.




















Kolhydrater:

Kolhydrater är en gemensam beteckning på olika socker arter, som t ex druvsocker, fruktsocker, rörsocker, stärkelse, glykogen och cellulosa.
Vissa är vattenlösliga som t ex druvsocker och fruktsocker.
Andra är svårlösliga i vatten som te x stärkelse och glykogen.
Och sist vattenolösliga – som cellulosa.

Kolhydrater behövs för
1. Energikälla - cellernas direkta energi försörjning.
2. Lagring av energi i olika former, t ex som stärkelse i växtceller.
3. Byggmaterial – t ex cellulosa i växtceller.

Växterna tar emot solenergi och omvandlar den till socker genom fotosyntesen. På så sätt lagras energi inuti växterna.
Djur kan inte tillverka socker direkt från solenergi, men intaget av socker sker genom födan. Vi får in i hos kolhydrater genom att äta olika typer av sockerprodukter.
Kolhydrater är inte absolut nödvändiga att äta, eftersom kroppen kan tillverka (syntetisera) kolhydrater ur proteiner.
Cellulosa i växtceller är viktiga för att stödja och stabilisera cellen. De ingår i växtcellernas cellväggar.

Kolhydraternas struktur kan variera förstås, men en vanlig byggnadsenhet är en glukos. Glukos är en liten molekyl, men flera glukosmolekyler kan vara sammanfogade med varandra och bilda en glukoskedja.











Glukos


Stärkelse t ex består av många glukosmolekyler som är sammanfogade med varandra till vridna och grenade kedjor. Cellulosa består också av många glukosmolekyler som är sammanfogade med varandra, men i det här fallet är kedjorna långa och raka (det gör att de är hårdare packade och mer vatten täta och det passar bra funktionellt i cellväggarna).


Proteiner:

Proteinerna sköter om cellen och varje protein har en specifik uppgift. I varje cell sker hela tiden väldigt många kemiska reaktioner och dessa reaktioner måste kontrolleras så att de sker på ett visst sätt. Det är proteinerna som styr och kontrollerar alla dessa kemiska aktiviteter i cellen. De mest vanliga proteiner är enzymer.

Ex1. Proteiner kontrollerar och hjälper till att spjälka och bryta ner stora molekyler i cellen till mindre bitar och de hjälper till att bygga stora molekyler ur små bitar.
Ex 2: Proteinerna sköter transporten av ämnen in och ut ur cellen. De släpper genom bara vissa ämnen och på så vis ser de till att cellen bara får in de kemiska ämnen den behöver och att den blir av med de ämnen som den inte ska ha kvar.

Proteiner är stora molekyler som består av en eller flera långa kedjor av aminosyror. Aminosyror är proteinernas byggnadsenheter.
Det finns 20 olika aminosyror och de kan sitta i olika ordning i proteinet. Varje aminosyra är som en specifik ”pusselbit” och alla pusselbitar kan sitta ihop på olika sätt och bilda ett specifikt protein. Varje aminosyra har egna egenskaper. De kan vara stora eller små, polära eller o-polära, sura eller basiska och laddade eller oladdade.
Olika proteiner innehåller olika aminosyror och aminosyrorna kan dessutom sitta i olik ordning i proteinkedjan. På så sätt får proteiner olika egenskaper. Varje protein har sin egen form och egenskaper och den sköter en specifik uppgift.

Ex1: Enzymet amylas är ett protein som finns i saliven i munnen. Deras uppgift är att bryta ner stärkelse (socker).

Ex2: Hormoner är proteinmolekyler och de fungerar som budbärare från en cell eller organ i kroppen till en annan cell eller grupp av celler. Insulin t ex är en hormon som kontrollerar blodsockrets koncentration.














Insulin – består av långa kedjor av aminosyror.


Nukleinsyror:

Nukleinsyror bär på informationen om hur cellens alla proteiner ska sammanfogas. De är som ”ritningar” till varje proteins struktur. Genom att bestämma hur proteinerna kommer att se ut, så bestämmer de dessutom vilka funktioner och egenskaper som cellerna kommer att ha.
Nukleinsyrorna tar hand om cellernas genetiska (ärftliga) egenskaper.
Det finns två olika typer av nukleinsyror, DNA och RNA. DNA-molekyler kan bilda exakta kopior av sig själva. På så sätt bevaras den genetiska informationen, eftersom den genetiska informationen då kan överföras till nya celler.
RNA bildas med DNA som mall och den har olika uppgifter. Det finns tre olika grundläggande typer av RNA med var sin speciella uppgift. Generellt kan man väl säga att RNA hjälper till med att överföra den genetiska informationen till de nya cellerna och det hjälper till med att bygga proteiner.

Vi nöjer oss med den här korta introduktionen just nu. Ett senare kapitel handlar om genetik och vi kommer att gå genom de här sakerna i detaljer

Medicin.

Medicin:

Kroppen har många egna olika mekanismer för att kontrollera eller driva fram olika kemiska reaktioner. Antal kemiska reaktioner i cellen eller i kroppen är otroligt stort och det måste kontrolleras och hjälps till på olika sätt. Det finns kemiska ämnen som hjälper till att driva fram olika kemiska reaktioner. Nästan alltid är det en reaktions kedja, dvs en reaktion som leder till en andra som leder till en tredje och vidare. De vanligaste molekyler som hjälper till att driva fram kemiska reaktioner är enzymer, hormoner och olika signalsubstanser.

Ett enzym är ett protein som kan fungera som en biologisk katalysator. Det är alltså ett ämne som påbörjar och påskyndar kemiska reaktioner. Det som är speciellt med enzymer är att de hjälper till utan att själva förbrukas. Eftersom biologiskt liv bygger på kemiska reaktioner har enzymer en avgörande betydelse.
Hormoner är molekyler som fungerar som budbärare från en cell eller organ i kroppen till en annan cell eller grupp av celler. Alla flercelliga organismer producerar hormoner, även växter.
Hormonerna kan verka över kortare eller längre avstånd. I de flesta fall frisätts hormonerna i blodbanan, och verkar på ett målorgan som kan finnas i en helt annan del av kroppen än där hormonet tillverkas.
En signalsubstans är en molekyl som förmedlar en nervsignal på kemisk väg från en nervcell till en annan i nervsystemet. När vi känner, tänker, upplever och minns är signalsubstanser inblandade. Exempel är dopamin eller adrenalin. Signalsubstanser brukar inverka genom att de fastnar på cellens yta. De fastnar på cellens yta på en plats som kallas receptor. Och när de fastnar på receptorer kan de hjälpa till med en specifik kemisk reaktion.

Dessa tre ”huvud” medhjälpare är livsnödvändiga. Men vad händer när de inte fungerar som de ska? Ju, då blir man sjuk.
Rubbningarna kan ibland vara medfödda eller på grund av ett virus eller en bakterie.

En del läkemedel fungerar så att de försöker härma (efterlikna) kroppens egen signalsubstans (som inte fungerar som den ska). Ett bra exempel på denna kategori är insulin. Hormonet insulin som finns i kroppen är en signalsubstans som kan fästa sig på cellens yta. När ett insulin binds till en cellyta ökar cellens upptag av glukos (socker) och då sjunker halten av socker i blodet. Insulin gör alltså att sockerhalten i blodet minskas. En människa som drabbas av diabetes har inte tillräckligt med insulin i kroppen. Sockerhalten i blodet kan inte regleras optimalt och det kan leda till alvarliga konsekvenser. Medicin för diabetes sjuka innehåller då insulin som härmar det naturliga insulinet.

Andra läkemedel fungerar så att de hämmar (bromsar) verkan av en kropps signalsubstans och på så sätt leder de till ett bättre tillstånd hos den sjuke. Läkemedlet binds alltså till receptorerna på cellens yta och hindrar därmed kroppens egna signalsubstanser från att bindas där. De vanliga signalsubstanserna kan inte fungera på rätt sätt, eftersom receptorerna är upptagna av läkemedlet. Exempel på detta är olika beta blockerare medicin mot högt blodtryck. Läkemedlet fäster sig i receptorerna och det hindrar signalsubstanser som normalt ökar blodtrycket, att binda sig till sina receptorer.

Det finns läkemedel som härmar enzymer istället för hormoner eller signalsubstanser. Ett exempel på denna kategori är medicin mot Parkinson. Hos människor som drabbas av Parkinson fungerar inte ämnet dopamin som det ska. Dopamin saknas helt eller delvis hos de sjuka. Medicin mot Parkinson (t ex selegiline) hämmar det dopamin nedbrytande enzymet MAO-B.
Det sista exempel är av läkemedel som hämmar enzymer. Magnecyl, eller andra läkemedel som innehåller acetylsalicylsyra är världens vanligaste läkemedel. De används mot feber och inflammationer. Kroppen framställer ett ämne som kallas prostaglandin som orsakar feber och inflammationer. Prostaglandin bildas av ett speciellt enzym i kroppen. Läkemedlet hämmar detta enzyms aktivitet och på så sätt hindras bildningen av prostaglandin.

En annan intressant skillnad är mellan sjukdomar som uppstår av bakterier respektive virus. Sjukdomar som uppstår p.g.a bakterier bekämpas med läkemedel som antigen dödar eller hämmar bakterierna. Penicillin t ex dödar bakterierna genom att det hindrar bakterierna från att bilda ett cellmembran. Bakterierna överlever inte som följd. Läkemedel som innehåller sulfa hämmar däremot bakteriers tillväxt genom att de hämmar viktiga enzymer hos bakterier som är ansvariga för tillväxten.

Virus är de minsta biologiska enheterna som kan infektera levande organismer. Virus brukar inte räknas som en livsform, då de saknar egen ämnesomsättning, utan beskrivs ofta snarare som "ett mellanting mellan liv och död materia". De kan inte föröka sig utan att infektera en levande cell. Med hjälp av cellens maskineri tillverkar viruset fler viruspartiklar.
Virus kan infektera alla levande organismer så som bakterier, växter, djur och människor.
Virus kan inte förflytta sig av egen kraft, utan förlitar sig på att det förr eller senare kommer i kontakt med en möjlig värdcell av rätt slag för just denna typ av virus. Virus sprids ofta via kroppsvätskor och avföring, direkt kontakt med smittokälla eller via luften. Då virus inte är levande partiklar är många mycket motståndskraftiga mot tuffa miljöer både utanför och innanför kroppen.

Detta gör att det är mycket svårare att bekämpa virus än bakterier. Problemet är att få fram läkemedel som endast skadar viruset utan att skada den sjuke egna celler.
HIV-medicinen AZT hämmar HIV-virusets tillväxt men dödar inte viruset. Samtidigt ingriper det också i normala cellers tillväxt och delning. Bieffekterna är för stora, kan man väl tycka. De finns dock läkemedel mot virus som inte ingriper i normala celler. Vissa läkemedel mot herpesvirus hämmar virusenzymet och de hindrar förökningen av herpesviruset, men utan att skada normala kroppsceller.

Alla exempel ovan beskrivs med en viss förenkling av verkligheten. Ofta är det så att det finns flera orsaker och verkan och flera faktorer är inblandade. Kroppens reaktioner är mer komplicerande och saker och ting hänger ihop. Enzymer som kan påverkas av signalsubstanser som i sin tur påverkar hormoner. Reaktionskedjan kan innehålla många steg.

Men för att kunna förstå saker och ting måste man förenkla verkligheten, eller åtminstone ”dela den till mindre bitar”.

Människans kropp.

Hierarki inom kroppens inre struktur.

Den inre strukturen av varje organism (t ex en människa eller en häst) kan delas in i olika nivåer. Vi tittar på två exempel samtidigt.

Nivå A: Celler

Ex 1: En muskelcell.
Ex 2: En epitelcell.



Nivå B: Vävnader.

Ex 1: En muskelvävnad – består bl.a. av många muskelceller.
Ex 2: En epitelvävnad – består bl.a. av många epitelceller.



Nivå C: Organ.

Ex 1: Hjärtat – består bl.a. av muskelvävnader (samt andra typer av vävnader)
Ex 2: Magsäcken – består bl.a. av epitelvävnader (samt andra typer av vävnader).



Nivå D: Organsystem.

Ex 1: Cirkulationssystem – består bl.a. av hjärtat (samt vener artärer, kapillärer osv).
Ex 2: Matspjälkningskanalen – består bl.a. av magsäcken (samt tarmarna, levern osv).



Nivå E: Organismen.

Ex 1: En häst – består bl.a. av ett cirkulationssystem.
Ex 2: En människa – består bl.a. av matspjälkningskanalen.

Matspjälkningskanalen.

Inledning.

Matspjälkning (även digestion) är nedbrytningen av föda till former som kan tas upp av organismen. Hos däggdjur består detta av nedbrytande av mat till mindre komponenter, som kan tas upp i blodet. Nedbrytningen sker i matspjälkningssystemet (digestionssystemet).

Maten sönderdelas mekaniskt av tänderna i munnen, varigenom saliv utsöndras som bland annat innehåller enzymet amylas. Amylas startar en reaktion där kolhydrater (sockerarter) bryts ner till enklare beståndsdelar. Massan förs via svalget, matstrupen och övre magmunnen till magsäcken.
Saltsyra och enzymet pepsin utsöndras ur körtlar från magsäcksslemhinnan och fortsätter med nedbrytningen. Syran avdödar även många bakterier som är känsliga för sura miljöer.

Nedre magmunnen portionerar maten till tolvfingertarmen, som är tunntarmens första del. Galla flödar ut i tolvfingertarmen via gallgången från gallblåsan. Denna för med sig enzymer, gallsalter och bilirubin för vidare sönderdelning av födan (gallsalter sönderdelar större fettdroppar till mindre droppar varefter lipas spjälkar fetterna).
I gallgången mynnar även gången från bukspottskörteln ut; bukspottskörteln utsöndrar "bukspott", som består av dels buffrande bikarbonat och dels en rad enzymer, bl.a amylas och lipas. Denna blandning av enzymer, galla och bikarbonat har ett basiskt pH-värde på ungefär 8,8.


De spjälkade molekylerna, samt återvunnen galla, tas upp i tarmen till blod- och lymfkärl varifrån de transporteras via portvenen till levern och vidare till vävnader och celler. Levern ser till att koncentrationen av näringsämnen i blodet, främst glukos, håller sig på en konstant nivå. Skulle glukosnivån bli för låg skulle cellerna lämna ifrån sig glukosen till blodet, istället för att få den. De ospjälkade resterna av födan transporteras till tjocktarmen där vattnet upptas. Den fasta avföringen (ospjälkade fibrer, döda epitelceller och tjocktarmsbakterier) stöts ut via analöppningen.

Det tar ungefär sex sekunder för födan att färdas från munnen till magsäcken. Det tar ca fyra timmar för maten att lämna magsäcken portionsvis till tolvfingertarmen där den behandlas i ungefär sju timmar, för att sedan transporteras vidare till tunntarmen. Vägen genom den cirka 5-7 meter långa tunntarmen tar ytterligare sex timmar, varefter födan når tjocktarmen och till slut ändtarmen. Maten lämnar ändtarmen ungefär ett dygn efter att den kommit in i munhålan. Tiderna varierar dock kraftigt med personens tillstånd och matens egenskaper.


Vi tittar närmare nu på viktiga punkter.

Vi har lärt oss att cellernas många olika kemiska föreningar tillhör någon av ämnesgrupperna lipider, kolhydrater eller proteiner (vi bortser nukleinsyror, vatten osv).

Födan som vi äter innehåller dessa ämnen, men de är alldeles för stora för att kunna tränga sig (diffusera) in i cellen.

Matspjälkningskanalens uppgift är att bryta ner (spjälka) de stora molekylerna till väldigt små bitar.

Födan spjälkas till mindre och mindre bitar på vägen genom kanalen.




















Observera att födan inte går genom levern och bukspottkörteln.






















Näring: De viktiga molekylerna blir tillräckligt små i stort sätt i tunntarmen. Näringen diffuserar utifrån tunntarmen via villi (och på så sätt utifrån matspjälkningskanalen) och hamnar istället i blodkärl och lymfkärl.
Blod – och lymfkärlen transporterar då det mesta av dessa ämnen till levern. Levern rensar bort blodet från t ex överskott av socker eller giftiga ämnen och det rena blodet fortsätter sedan vidare mot cellerna. Se bilden nedan.

Vi har pratat ännu så länge om stora molekyler och små bitar. Vi tittar närmare på det.
Observera att de som sköter det mesta av nedbrytningsprocessen är enzymer.

Några ord från latin:
Poly betyder många.
Di betyder två.
Mono betyder ett.

Proteiner bryts ner i flera steg, ungefär på följande sätt:

Proteiner till Polypeptider till Dipeptider till aminosyror

Kolhydrater bryts ner på ungefär enligt:

Kolhydrater till Polysackarider till Disackarider till Monosackarider

Och till sist fetter:

Fetter till Mindre fett droppar till Glycerol och fettsyror


Observera att inte alla dessa tre grupper spjälkas redan från början, utan:

I munhålan: endast kolhydrater.
I magsäcken: endast proteiner.
I tunntarmen (inkluderad tolvfingertarmen): alla tre, dvs kolhydrater, proteiner och fetter.

Vilka enzymer behöver vi känna till?

A) Amylas och Maltas – spjälkar kolhydrater.
B) Pepsin och Typsin – spjälkar proteiner.
C) Lipas – spjälkar fett.
D) Gallsalter – spjälkar fetter - är inte enzymer, men viktiga ändå.

Ytterliggare punkter som är bra att känna till:

1) Innehållet i magsäcken är väldigt surt. Det beror på magsaften som innehåller bl.a. saltsyra. Saltsyran hjälper också med att bryta ner proteiner.

2) Bukspottet från bukspottskörteln neutraliserar innehållet (födan) som kommer från magsäcken till tolvfingertarmen. Bukspottet gör alltså att innehållet är mycket mindre surt.

3) Tunntarmen innehåller enormt många villi. Detta gör att överföring (diffusion) av näring till blodet blir mycket mer effektivt. Ytan ökar betydligt på grund av alla villi och mycket mer näring kan diffusera då från tunntarmen till blodet.

4) Aminosyror och socker (sackarider) transporteras bort via blodkärl, medan glycerol och fettsyror via lymfkärl.

5) En av tjocktarmens uppgift är att återuppta vattnet till kroppen.



Levern har flera viktiga funktioner. Vi sammanfattar några:

1) Hjälper till att bryta ner fetter med sin galla.
2) Gör om giftiga ämnen till vattenlösliga ämnen som avges via njurarna.
3) Bryter ner gamla röda blodkroppar.
4) Gör om överskott av socker, aminosyror och fettsyror till nya ämnen (som t ex proteiner och glykogen). Vi går inte djupare på den här punkten.

Andning och gasutbyte.

Inledning.

Andning, respiration, syftar till den process där högre organismer inhämtar syrgas (O2) och avger koldioxid (CO2) till omvärldens luft eller vatten, vilket sker med hjälp av ett speciellt andningsorgan ( lungorna). Utan lungor skulle endast kroppens allra mest ytliga celler kunna försörjas med syrgas och avge koldioxid. För att uppnå detta genomgår andningen följande fyra faser: Ventilation (in och utflöde av luft), gasutbyte ( diffusion av syrgas och koldioxid mellan blod och alveoler) även kallad extern respiration, transport av syrgas och koldioxid till och från cellerna även kallad intern respiration samt reglering av ventilationen.

Andning är en komplex procedur som involverar många olika vävnadstyper av strukturer i bröstkorgen. När en inandning påbörjas dras ihop (kontraheras) diafragman, vilket i sin tur utvidgar lungorna och lungsäcken. Det leder i sin tur till ett undertryck i lungorna och undertrycket skapar ett sug av luft in till lungorna. Vid en utandning slappnar diafragman och andra muskler av, vilket på grund av lungornas elastiska uppbyggnad gör att lungan dras ihop. Då trycket ökar inne i lungorna kommer luft flöda ut mot munhålan.
Vi tittar närmare på vissa saker och vi börjar med att påminna oss om cellandningsprocessen:

Socker + Syre omvandlas till Koldioxid + Vatten + Energi


Alltså, cellen behöver syre för att överleva, samtidigt som den behöver
bli av med koldioxiden.


Syret finns i luften som vi andas in, och utbytet syre/koldioxid sker via andningsorgan.


”Luftens väg”:








































Bra att veta:

A. Näshålan, luftstrupen, bronkerna och bronkiolerna är intäckta av ”små svansar” som kallas cilier. Dessutom finns det celler på luftvägarna som producerar slem.
På så sätt kan en del ”skräp” rensas bort ur luftrören. De oönskade partiklarna fastnar
i slemmet och sedan transporteras mot munhålan med hjälp av cilierna.

B. Andningsmekanismen:
Mellangärdet (diafragman) är en stor muskel som ligger mellan bröstkorgen och lungorna. När den här muskeln, samt andra muskler som fäster sig i revbenen, kontraheras (dras ihop) vidgas bröstkorgen. Lungorna får då mer plats att utvidgas och luft sugs in på grund av undertycket som uppstår.
När musklerna slappnar sedan av sjunker bröstkorgen och luften pressas ut.

Alveoler.

Vi tittar närmare på alveolerna:

Det är egentligen just i alveolerna som gasutbytet sker, i en process som kallas diffusion (igen).

Diffusion –ämnen kan flyttas från ett område med en högre koncentration till ett område med lägre koncentration.

Syret diffuserar från alveolerna till blodet (lungvener).
Koldioxid diffuserar från blodet (lungartär) till alveolerna.

Syret transporteras senare med blodet in i cellen.
Koldioxiden transporteras senare med blodet ut ur cellen.

Lägg märke till att syret som diffuserar från alveolerna via lungvener når så småningom cellen (slutstationen), men det hamnar först i hjärtat som pumpar det syrerike blodet vidare till kroppen.

Det finns mycket gemensamt mellan alveoler och villi.

A) Det finns miljoner av alveoler i lungorna och miljoner villi i tarmen.
B) Båda villi och alveolerna är små och tunna.
C) Där sker diffusionsprocessen.
I alveolerna: diffusion av syre/koldioxid mellan lungorna (alveolerna) och blodet.
I villi: diffusion av näring mellan tunntarmen (villi) och blodet.
D) Diffusionsprocesserna är väldigt effektiva. Det beror på att det finns otroligt många alveoler och villi, samt det tunna skiktet.

Hur regleras andningen?

Hur regleras andningen?

Det finns åtskilliga saker i kroppen som måste behållas under en viss nivå, t ex temperatur, vatten, salt och socker. Underskott eller överskott kan annars leda till olika sjukdomar och problem.
Samma sak gäller för syre och koldioxid. Kroppen klarar sig inte med alldeles för lite syre eller för mycket koldioxid.
Kroppen strävar efter en normal nivå för att inte kollapsa. Kroppen har många intressanta mekanismer som hjälper till med att behålla en jämvikt.
Senare kommer vi se hur kroppen reglerar vattennivån (urinproduktion).
Nu tittar vi på hur andningen regleras.

För att kunna reglera andningen krävs det ett samarbete mellan tre olika organ, nämligen hjärnan, hjärtat och lungorna.
Närmare sagt mellan:
Ett andningscentrum i hjärnan.
Diafragman och revbensmuskler runt lungorna.
Musklerna i hjärtat.



Informationen mellan lungorna och hjärnan överförs via nerver, medan informationen
mellan hjärtat och hjärnan överförs via nerver och blodkärl.




















Cellandningen har avfallsprodukten koldioxid. Koldioxiden hamnar i blodet.
När koldioxiden reagerar med vattnet i blodet bildas kolsyra. Kolsyran gör blodet surt.
Ju mer kolsyra desto surare blir blodet (pH –värdet blir lägre).

Andningscentrumet i hjärnan är känsligt för blodets surhetsgrad. När blodet når andningscentrumet (den röda linjen) kan det ”mäta” pH värdet.
Om blodet är surare än den normala nivån (dvs blodet innehåller mer koldioxid än den normala) kommer andningscentrumet att skicka en signal till hjärtat och till musklerna runt lungorna. Signalen är en nervimpuls (de tre blåa linjerna).
Signalerna leder till att hjärtmusklerna, samt revbensmusklerna och diafragman kontraheras. Mer koldioxid lämnar då kroppen och mer syre andas in och blodets surhetsgrad minskas till den normala. Musklerna kan slappna då av, tills samma process sker en gång till.

Observera att andningscentrumet är känsligt för koldioxiden och inte för syret (även om reglering av koldioxiden innebär indirekt en reglering av syret).
Men det finns egentligen en extra hjälp.
I hjärtat finns det en sensor som är känslig för syre. Om syrehalten i blodet minskar till lägre än normalnivå, skickar syresensorn en signal (en nervimpuls) till andningscentrumet. Därmed kan andningsrytmen ökas.


Hur transporteras syre och koldioxid i blodet?

Vi kommer att se senare att blodet består av blodplasma och blodkroppar. Blodplasman består mest av vatten och blodkropparna består mest av röda blodkroppar.
En röd blodkropp är en cell (utan en kärna) som innehåller inuti bland annat vatten och ett ämne som heter hemoglobin. Hemoglobin är ett järnhaltigt protein
De röda blodkropparna och hemoglobinet tar ansvar av transport av syre och koldioxid.















Hemoglobin.


Transport av syre – Mer än 95 % av det syre som transporteras i blodet (från alveolerna
till cellerna) är bundet till hemoglobin.
Varje hemoglobin kan bära fyra syremolekyler.

Transport av koldioxid – Ungefär 25 % av det koldioxiden som transporteras i blodet
(från cellen till alveolerna) är bundet till hemoglobin.
Det mesta (70 %) bärs med cellvätskan i de röda blodkropparna.

Brist på järn eller blod förlust (t ex under mensration hos kvinnor) kan leda till dåligt syreupptagning. Man kan ibland känna sig trött eller yr.

Cirkulationssystem.

Cirkulationssystemet.

Inledning.

Hjärt-kärlsystemet eller blodcirkulationssystemet, är det organsystem som transporterar ämnen mellan cellerna och som även hjälper till att reglera pH och kroppstemperatur. Organsystemet består av hjärta och blodkärl och sjukdomarna som drabbar systemet brukar benämnas hjärt- och kärlsjukdomar.

Människan har ett komplext cirkulationssystem med dubbla parallell kopplade hjärtan och hemoglobin som binder syre i blodet. Andra djur har cirkulationssystem som inte är lika effektiva, fiskar har till exempel ett enda kretslopp där syrerikt och syrefattigt blod blandas, vilket leder till mindre effektivt gasutbyte.

I vår kropp finns ett blodkärls- och ett lymfkärlssystem.

Lymfvätskan strömmar runt tack vare att skelettmuskler, när de drar ihop sig, trycker ihop de tunnväggiga lymfkärlen. För att inte strömmen ska gå åt fel håll har lymfkärlen klaffar som bara tillåter transport i en riktning.
Vi har lärt oss att vissa näringsämnen transporteras via lymfkärl, nämligen glycerol och fettsyror. Lymfkärlen har en viktig roll i kroppens immunförsvar (men det ingår inte i kursen).

Vi ska koncentrera oss mer i blodet och blodomloppet.

Blodcirkulationen sköts av hjärtat och blodet är ett transportverktyg för näring (aminosyror och socker) och syre, samt restprodukter (koldioxid och urinämnen).

Man säger att blodomloppet hos människan är fullständigt. Vad man menar med detta är att kroppens alla blodkärl är indelade till syrerika blodkärl och syrefattiga blodkärl. Dessa två typer av blodkärl blandas inte samman.

De blodkärl som transporterar blod från hjärtat till cellen är syrerika och de kallas artärer.
De blodkärl som transporterar blod från cellen till hjärtat är syrefattiga och de kallas vener.

Venerna och artärerna träffpunkter är kapillärer, som är väldigt tunna blodkärl.
Transport av ämnen mellan kapillärerna och cellerna sker via diffusion.
(I vissa litteratur kallar man kapillärerna för hårkärl istället)

Kapillärerna har samma uppgift som villi och alveolerna!
De fyra punkter som vi tog upp när vi jämförde alveoler och villi gäller också för kapillärerna! (Titta tillbaka på anteckningarna).

Diffusionsprocessen hos kapillärerna:
Näring och syre från kapillärerna till cellen.
Avfall och koldioxid från cellen till kapillärerna.

Kapillärerna är spridda i alla organ och vävnader och ingen cell ligger längre bort än 130 mikrometer från en kapillär. Något som gör diffusionen mer effektivt.

Blodomloppet är dubbelt. Vad man menar med detta är att det finns två blodkretslopp.
Det stora kretsloppet: hjärta – kroppen (celler) – hjärta.
Det lilla kretsloppet: hjärta –lungor – hjärta.

Blodet passerar alltså också genom lungorna för att inta syre och utta koldioxid.
Människans hjärta är fyrrummigt. Detta för att kunna klara sig två kretslopp samtidigt.
Det består av två förmak och två kammare.

Titta på nedanstående bilder.






























Vi gör en liten jämförelse mellan strukturen hos vener och artärer:

Likheten:
Båda består av tre lager:
Inre epitel, glatta muskler i mitten, yttre bindväv med elastiska fibrer.
Syftet med dessa lager är att göra blodkärlen täta (för att inte blodet ska läckas), starka (för att klara sig ett visst blodtryck) och elastiska för att kunna vara någorlunda flexibla och inte helt hårda.

Olikheter:

1. Venerna innehåller klaffar (finns inte i artärerna).
2. Muskellagret är tunnare i venerna.

Dessa skillnader beror på att blodtrycket i venerna är mycket lägre än artärerna och att blodet strömmar mycket långsammare in i venerna.
Klaffarna behövs för att blodet inte ska strömma år fel håll och det krävs muskler utifrån för att hjälpa till blodet att strömma framåt. Den tunna muskel lagret ger mindre motstånd.


Flera intressanta punkter angående hjärtat:

1) Hjärtat hos vältränade personer kan pumpa mer blod än otränade i varje slag. Det betyder också att hjärtat inte behöver pumpa lika ofta hos vältränade för att förse cellerna med syre och näring. Vilopulsen kan ligga runt 40 slag/minut, medan hos de flesta människor ligger det runt 90 slag/minut.

2) Hjärtats arbete delas till två faser – den ena när hjärtmusklerna dras ihop och den andra när hjärtmusklerna slappnar av.
När hjärtmusklerna dras ihop kommer blod att pumpas och cirkulera vidare.
Fasen kallas systole eller arbetsfasen.
När hjärtmusklerna slappnar av fylls hjärtat med blod på nytt.
Fasen kallas diastole, eller vilofasen.

3) Blodtrycket är högre under systole än diastole.
I aortan är blodtrycket ca 120 mm Hg under systole och 80 under
diastole (”120 över 80”).
Värdena 120 över 80 stämmer endast i aortan, där trycket är som högst.
Blodtrycket minskar ju längre bort från aortan.
I mindre artärer kan det ligga på ” 100 över 70” och i kapillärerna runt 20 mm Hg.
I venerna är blodtrycket väldigt lågt (mellan 15 mm till nästan noll) och man kan inte
se någon skillnad i blodtrycket mellan systolen och diastolen.
Hg står för kvicksilver.

4) Det finns klaffar mellan förmak och kammare. De kallas segelklaffar.
Deras uppgift är att hindra att blodet strömmar åt fel håll inuti hjärtat,
precis som klaffarna i venerna.




















Blodets sammansättning:

Blodet består av 55 % blodplasma och 45 % blodkroppar.

Blodplasman består av 90 % vatten och resten är fetter, glukos, vitaminer och hormoner.

Blodkropparna är allra mest röda blodkroppar, men en del blodplättar och vita blodkroppar.

Blodplasman är ett transportmedel för all näring till cellerna och restprodukter ur cellerna (utom en del av syret och koldioxiden).

De röda blodkropparna hjälper att transportera syre och koldioxid.
De vita blodkropparna deltar i kroppens försvar mot smittämnen.
Blodplättarna deltar vid koagulering av blodet om ett blodkärl skadas.

Vattenbalansen.

Vattenbalansen.

Många ämnen i kroppen måste behållas under en viss gräns. Det får inte finnas för mycket eller för lite. Kroppens inre miljö måsta behållas någorlunda konstant eller i jämvikt.
T ex - koncentrationen av socker och salt kan inte vara för stor eller för liten. Temperaturen kan variera bara under en viss gräns. Kroppens kan inte innehålla alldeles för mycket giftiga ämnen och koldioxid. Avfallet ska alltså bort.
Samma sak gäller för vatten. Vatten är livsnödvändigt, men mängden av vatten i kroppen måste behållas under en viss gräns. Vi måste dricka när vi har för litet vatten i kroppen, men överskottet av vätska ska bort på ett och annat sätt.

Varifrån får vi vatten i kroppen?

Mest , ca 2,5 liter per dag, kommer från dryck och mat.
Men en del, ca 3 deciliter per dag, genom cellandning.

Cellandning:

Syre + Socker omvandlas till Koldioxid + Vatten + Energi.

6O2 + C6H12O6 omvandlas till 6CO2 + 6H2O + energi.



Vatten ur kroppen?

Mest via urin, men också genom svett och utandningsluft (vattenånga i så fall).

Var finns allt vatten i kroppen?

Mest, ca 65 %, är in i cellerna, en del (ca 30 %) utanför cellerna (vävnadsvätska och lymfvätska), och en liten del (ca 5 %) i blodet (blodplasman).

Varför är vattnet i kroppen så pass viktigt?

Vi nämner två viktiga aspekter:

1. Transport medel.

Blodet innehåller vatten och blodet är ett transportmedel för bland annat syre, näring, hormoner, olika enzymer samt restprodukter som urinämne och koldioxid.
Lymfvätskan innehåller vatten och lymfvätskan är ett transportmedel för bl. a glycerol, fettsyror och vita blodkroppar.
Utan vatten skulle t ex blodet vara ett tjockt smet, som knappt kunde vara användbart.

2. Stöd medel.

Cellen innehåller vatten. Vattnet gör att cellen har ett visst inre tryck, och vattnet stödjer cellväggarna inifrån. Utan vattnet skulle de flesta cellerna kollapsa, eftersom cellväggarna inte är tillräckligt starka.
Utanför cellerna finns det vatten (vävnadsvätska), som stödjer många vävnader och organ att behålla sin form.
Hela människans kropp består av 60 % vatten. Det stödjer alla organ och andra kroppsdelar att behålla sin form (eftersom det bildas ett stödjetryck inifrån).


Urin:

Urin är en blandning av vatten (överskottet av vatten) och kvävehaltiga rester.
Kväveresterna bildas mest när proteiner bryts ner i cellerna. Aminosyrorna bildas då ammoniak (giftig). Kväveresterna förs med blodet från cellerna till levern och levern gör om kväveresterna (ammoniak) till vattenlösligt urinämne. Urinämnet förs med blodet från levern till njurarna där det avskiljs från blodet och avges med urinen.
Kväveresterna avges, men viktiga ämnen som järn och socker behålls och återförs till blodet.

Hur kontrolleras urinproduktionen?

Det krävs ett samarbete mellan hjärnan, hormoner och njurarna för att kunna kontrollera urinproduktionen.
Urinproduktionen regleras av ett hormon som kallas ADH.
ADH hormonet tillverkas i den del i hjärnan som kallas hypotalamus.
ADH produktionen ökar när antigen blodets innehåller för mycket salt (dvs salt koncentrationen är hög), eller när blodtrycket är för lågt.
I de här två fallen kommer ADH hormonet att strömma i blodet från hjärnan till njurarna.
När hormonet når njurarna kommer det öppnas portar i njurarna som gör att mer vatten återtas till blodet. Mer vatten stannar då i kroppen (urinmängden minskar).
Saltkoncentrationen minskar eller blodtrycket ökar som följd.

Hjärnan har känsliga celler som kan registrera när saltkoncentrationen eller blodtrycket ändrar sig. Tillverkningen av ADH hormonet bestäms av hjärnan.

Vi gör en liten jämförelse mellan reglering av andningen respektive urinproduktion:

a) Reglering av andningen beror på blodet surhetsgrad (pH-värde), medan reglering av urin beror på blodets saltkoncentration.

b) Hjärnan skickar en signal via nervsystemet (en nervsignal) för att kunna reglera andningen. Urinmängden regleras med hjälp av hormoner (hormonsystemet) från hjärnan.

Genetik, Genteknik och Evolution.

Inledning.

Genetik, ärftlighetslära, är en vetenskap inom biologin som studerar hur egenskaper nedärvs, hur arvsmassan (genomet) är uppbyggt och fungerar, hur förändringar av generna (arvsanlagen) uppstår, samt den biologiska variationen.

Alltsedan förhistorisk tid har människorna förbättrat husdjur och odlade växter genom att använda indirekt kunskap om hur egenskaper ärvs från föräldrar till avkomman för att genomföra mer eller mindre systematisk avel.
Men det vetenskapliga studiet av de genetiska mekanismerna tog sin början först med Gregor Mendel vid mitten av 1800-talet. Mendel kände inte heller till de grundläggande molekylära genetiska mekanismerna. Men genom systematiska kontrollerade experiment och noggrann statistik kunde han klarlägga generella principer för hur nedärvningen går till, till exempel att det som ärvs är ett antal enskilda särdrag, arvsanlag, som ärvs oberoende av varandra. Detta kom senare att kallas gener.

Arvsanlagen (generna) finns i oerhört långa molekyler, DNA, som vardera består av en kedja av nukleotider. Dessa kedjor sitter ihop parvis och bildar något som ser ut som en spiralskruvad stege. Nukleotiderna sticker ut åt sidan från vardera kedjan. I DNA används fyra olika nukleotider. De är olika långa, men matchar varandra kort mot lång, så att varje steg i stegen blir ungefär lika långt. Den ordningsföljd som nukleotiderna har i kedjan utgör den genetiska informationen. Det här är lite likt hur ordningsföljden mellan bokstäverna på en boksida gör att vi kan utläsa ett meddelande.

Generna motsvarar delsträckor längs kedjan. Sekvensen av nukleotider i genen översätts i två steg till en sekvens av aminosyror som bildar ett protein. En grupp om tre nukleotider motsvarar en aminosyra. Denna motsvarighet kallas den genetiska koden.

Aminosyrasekvensen avgör vilken form proteinet får och därmed vilken funktion det kan fylla. I stort sätt alla uppgifter som behöver utföras i den levande cellen sköts av proteiner.
Genetiken har stor betydelse för vilken yttre form och vilket beteende en organism ska få. Men den är inte allenarådande. Miljön som organismen lever i påverkar också hur den blir. Slutresultatet formas av ett samspel mellan arv och miljö. Som exempel bestäms den längd ett människobarn uppnår i vuxen ålder både av de gener det får av sina föräldrar och av hur mycket näring det får, vilken näring det får, vilka sjukdomar det råkar ut för och hur mycket det motionerar.

Det är nog lite svårt att förstå inledningen. Vi går genom saker och ting mer i detaljer.

DNA molekyl.

DNA molekyl.

DNA (förkortning av ”deoxyribonucleic acid”), eller deoxiribonukleinsyra, är det kemiska ämne som är bärare av den ärftliga informationen, genomet, i kroppens celler. Molekylen består av en kedja av nukleotider som genom den genetiska koden beskriver hur en organisms proteiner skall byggas upp av aminosyror.
Merparten av en cells DNA finns i form av en eller flera kromosomer. I de celler som bygger upp eukaryota organismer, så som växter, djur, svampar, finns det mesta av DNA:t i cellkärnan. En mindre del återfinns i kroppens kraftstationer mitokondrierna. Hos växter finns en mindre mängd DNA också i kloroplasterna, där fotosyntesen sker. Även det genetiska materialet i virus består ofta av DNA.
DNA är ärftlighetens molekyl och innehåller all information om de ärftliga egenskaperna hos en organism. Vid celldelningen överförs hela informationen i DNA-molekylerna till nästa generation av celler genom att molekylerna replikeras och kopior av molekylerna hamnar i alla dotterceller. Genom fortplantning förs DNA till en ny avkomma.




















DNA Modell.













DNA är en nukleinsyra som är uppbyggd av två långa kedjor av nukleotider. Varje nukleotid kan sägas bestå av tre delar: en socker molekyl, en fosfat molekyl och en av de fyra kvävebaserna adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T). Kvävebasernas ordningsföljd i DNA-molekylen bestämmer uppbyggnaden av kroppens alla proteiner.

Nukelotidernas socker- och fosfat-delar är vända utåt och bildar två ”ryggrader” som är hoptvinnade till en dubbel spiral. Kvävebaserna är vända inåt mot spiralernas mitt där de parvis, en bas från varje kedja, är ihopkopplade med vätebindningar. Baserna kan inte kopplas ihop hur som helst. En adeninbas i den ena kedjan är alltid bunden till en tyminbas i den andra, detta genom två vätebindningar, medan en cytosinbas alltid är bunden till en guaninbas i den andra kedjan och detta genom tre vätebindningar. På så sätt är den ena kedjan den andra kedjans ”komplement”; från en kedja kan man alltid återskapa den andra. Detta är grunden för DNA-molekylens funktion som bärare av den genetiska informationen.















Fosfat (lila cirklar), Socker (ljusblå femhörningar),
Kvävebaser: A och T ihop, samt C och G ihop.















I alla högre organismer finns DNA-molekylerna i kombinationer med speciella proteiner (kallas histoner) i en tätpackad form som kallas kromatin i cellens kromosomer.

Replikation.

Replikation.

Replikation är den process som dubblerar DNA-molekylen vid celldelningen så att en kopia av molekylen kan hamna i varje dottercell. På så sätt förs den genetiska informationen vidare från cellgeneration till cellgeneration.
Replikationen i en eukaryot cell är omfångsrik och komplex. Flera olika enzym deltar i reaktionerna och det krävs både snabba och exakta metoder vilket uppfylls genom att en rad olika enzym verkar tillsammans.

Vid celldelningen rätas dubbelspiralen i DNA-molekylen ut, och de två kedjorna skiljs åt likt de två delarna av ett blixtlås under inverkan av enzymet helikas. Med hjälp av ett flertal proteiner och enzymer varav det viktigaste är DNA-polymeras byggs en ny komplementär kedja upp genom att matchande nukleotider läggs på plats. Snart har två nya kompletta identiska DNA-molekyler bildats. De två nya DNA-molekylerna hamnar sedan i varsin dottercell.
Oftast sker denna DNA-replikation utan problem och de båda nya DNA-molekylerna blir identiska med den ursprungliga. Ibland inträffar emellertid ett fel i kopieringen och den genetiska informationen har förändrats; en mutation har uppstått. Cellen har olika system för att upptäcka och reparera sådana fel kopieringar, men det hjälper inte alltid. Olika former av yttre påverkan som till exempel hög energetisk strålning eller olika kemikalier ökar antalet mutationer.






















Repliktion: En DNA molekyl blir två identiska kopior.



RNA molekyl.

RNA, ribonukleinsyra är en molekyl som finns i alla levande organismer. Hos levande celler finns det genetiska materialet i form av den besläktade, mer stabilamolekylen DNA medan RNA återfinns i mer kortlivade molekyler. En del virus har sitt genom uppbyggt av RNA, exempelvis HIV.
Molekylen är uppbyggd som en kedja av sammankopplade nukleotider. Varje nukleotid består av en socker och fosfat molekyler, samt en av de möjliga fyra kvävebaser, precis som hos DNA. Kvävebaserna som finns i RNA är adenin, uracil (U), guanin och cytosin.
Till skillnad från DNA som har de kemiska kvävebaserna A, T, C och G så har RNA bokstaven U för uracil i stället för T. Vilket ger A, U, C och G.

RNA-molekylen är oftast enkelsträngad, till skillnad från DNA:s dubbelspiral bestående av två kedjor.


Olika typer av RNA har olika biologiska funktion. De vanligaste formerna av RNA är:

1) mRNA, budbärar-RNA, på engelska messenger-RNA. mRNA är ett steg på vägen i informationsöverföringen från gen till protein. Budbärar-RNA överför informationen om hur proteinet ska byggas upp från cellkärnans arvsmassa till ribosomerna ute i cytoplasman, där proteinerna tillverkas.

2) rRNA, ribosom-RNA, som tillsammans med olika proteiner bygger upp ribosomerna.

3) tRNA, transport-RNA, som kopplar sig till aminosyrorna och transporterar dem till proteintillverkningen i ribosomerna. Det finns en tRNA-variant för varje typ av aminosyra.

Transkription.

Transkription.

Den genetiska informationen i DNA-molekylen är uppdelad i bitar, gener, som var och en utgör ett recept på, en instruktion för, hur ett protein ska tillverkas. Tillverkningen av proteiner sker i ribosomer. Informationen från DNA i cellkärnan överförs till ribosomerna med hjälp av mRNA

Denna process när DNA-information förs över till RNA-information kallas transkription. Vid transkriptionen översätts en gens bassekvens i en av DNA-kedjorna till motsvarande sekvens av baser i en RNA-molekyl. Den på så sätt skapade RNA-typen kallas budbärar-RNA eller mRNA, eftersom den fungerar som en ”budbärare” från DNA i cellkärnan till proteintillverkningen i ribosomerna.

Generna spelar sin huvudsakliga roll när cellen tillverkar proteiner. Genen innehåller den information som avgör hur proteinerna ska bli. Cellerna är de allra minsta självständiga delarna i organismer. En människokropp innehåller många miljoner celler, medan mycket små organismer, till exempel bakterier, består av en enda cell vardera. En cell är som en mycket liten och mycket komplicerad fabrik som kan tillverka alla beståndsdelar som behövs för att bygga upp en kopia av fabriken själv. Precis detta inträffar när cellen delar sig.
Den principiella arbetsuppdelningen i celler är enkel - generna innehåller instruktionerna för arbetet och proteinerna utför arbetet. Uppgifterna kan till exempel bestå i att bygga en ytterligare kopia av cellen eller att reparera skador i den. Varje proteintyp är en utpräglad specialist och utför endast ett visst speciellt jobb. Så när en cell ska förändra sina aktiviteter måste den tillverka nya typer av proteiner. Om en cell ska göra någonting snabbare eller långsammare kan den reglera detta genom att skapa fler proteiner för den uppgiften (snabbare) eller färre (långsammare). Därför varierar uppsättningen proteiner i cellen från tid till annan. Men generna för alla proteinerna finns alltid tillgängliga.

Protein består av långa kedjor av aminosyror. Kedjorna tillverkas som pärlband. En aminosyra i taget läggs till i ena änden. Varje gång en aminosyra ska läggas till finns 20 olika att välja mellan. Det är genen som avgör vilken aminosyra läggs till. Ordningsföljden mellan nukleotider i DNA bestämmer ordningsföljden mellan aminosyror i proteinet. Proteinet viker sedan ihop sig till en kompakt form. Den tre dimensionella som proteinet då får bestäms av den ordningsföljd som aminosyrorna sitter i längs kedjan och det är denna form som i sin tur bestämmer vad proteinet kan göra, vad det har för funktion. En del protein har till exempel inbuktningar och utbuktningar som stämmer precis med ytan på ett annat protein. Det gör att de två proteinerna häktar fast i varandra och bildar en större enhet tillsammans. Andra proteiner är enzymer, det vill säga fungerar som små maskiner som ändrar andra molekyler till exempel genom att ta isär dem.

Om en del av genen tas bort blir proteinet kortare och kanske inte fungerar. Detta är förklaringen till att organismer med olika gener kan ha olika egenskaper, motsvarande proteiner fungerar olika. Som exempel beror hårfärgen på hur mycket melanin (mörkt pigment) som byggs in i håret när det växer fram. En person med normal uppsättning gener för tillverkning av melanin får mörkt hår. Men om genen har en sekvens som är så annorlunda att motsvarande protein inte fungerar, då produceras mycket mindre melanin, och personen blir ljushårig.

Sammanfattning: Från DNA till protein i bild.

Mitos resp Meios celldelning.

Celldelning är den process som ligger till grund för alla levande organismernas förökning. Vid celldelningen omvandlas en cell till två celler. Man brukar skilja på två huvudtyper av celldelning hos eukaryoter, mitos (vanlig celldelning) och meios (celldelning som producerar könsceller).

Mitos är ett annat namn för vanlig celldelning. I 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.

Meios eller reduktionsdelning är den celldelning som sker när det bildas könsceller.
En människa har 46 kromosomer. Dessa är kopior av de 46 kromosomer som ingick i den befruktade äggcell som en människa utvecklas av. 23 kromosomer härstammar från modern (ägget) och 23 från fadern (spermien).

Eftersom varje sorts kromosom ärvs i dubbel uppsättning, brukar man säga att människan har 23 par kromosomer i sina celler. Det är nödvändigt att våra könsceller har hälften så många kromosomer som övriga celler i kroppen. Annars skulle antalet kromosomer i människan fördubblas för varje generation. Bildningen av könsceller föregås därför av reduktionsdelning (meios) som ger halverat kromosomantal. Hos människan är det celler i äggstockarna respektive i testiklarna som genomgår reduktionsdelning.

Sammanfattning av mitos och meios i bild:

Vi tittar på en enkel modellbeskrivning av mitos - och meios celldelningar.

Observera färgerna.

Genteknik.

Genteknik.

Genteknik kallas det arbete med att urskilja och flytta DNA- bitar mellan olika arter. Inom gentekniken finns det ett antal olika tekniker som används för att undersöka och överföra generna.

Med hjälp av genteknik kan man bland annat få bakterier att tillverka mänskligt insulin eller ett får att tillverka mänskligt tillväxthormon i sin mjölk. Dessa hormoner kan sedan användas som medicin. Forskare kallar gentekniken för 2000-talets antibiotika. Genteknik kan användas mot en lång rad olika sjukdomar, både medfödda och förvärvade. Aids leversjukdomar och kärlsjukdomar är några av områdena, där forskare hyser stora förhoppningar om genteknik.

Hybrid-DNA-teknik är en metod med vilken man kan manipulera arvsanlagen. Med hybrid-DNA-tekniken kan forskarna foga samman arvsanlag av helt olika ursprung till nya kombinationer. Man kan byta ut flera anlag och till och med lägga till ett eller flera. Den nya, konstgjorda produkten, ett hybrid-DNA, kan föras in i en ny cell och förökas där. Denna teknik kan användas till framställning av läkemedel, till exempel tillverkas insulin på detta sätt. Då infogas anlaget för insulintillverkning från en människa i en bakteries plasmid. DNA-hybriden placeras sedan i en bakterie, när bakterien delar sig förökas också det infogade arvsanlaget från människan. Detta är en förhållandevis enkel och billig metod att utvinna medicin till diabetiker.

GMO, genetiskt modifierade organismer, är organismer där man har förändrat arvsmassan. Benämningen avser oftast växter (till exempel GMO-majs, GMO-potatis och GMO-raps) men kan också avse djur och bakterier.

Man använder sig igen av en bakterie, som innehåller en DNA-plasmid som bakterien överför till den infekterade växten och som sedan blir en del av växtens arvsmassa.

Kritiker anser att det finns risk för spridning till andra grödor (har skett bland annat i Danmark, Kanada och England) och att man inte vet till vilka växter spridningen kan ske. Konsekvenser av sådan spridning är svår att förutse men kritiker ser det som ett stort hot mot biologisk mångfald. Dessutom så kan det finnas risker vid förtäring. Motståndarna hävdar att man med genmodifieringen kan t ex föra över protein, som vissa personer är överkänsliga mot, till en ny ingrediens som inte haft den innan och därmed minska mängden livsmedel som dessa personer kan förtära.

Förespråkarna anser att vinsten med att göra växter resistenta mot bekämpningsmedel och skadeinsekter är så stor att man kan acceptera risken. Dessutom har man bara kunnat se spridning till närbesläktade växter. Förespråkarna pekar på att kontrollen som finns i EU är gott och väl tillräckligt för att skydda oss mot stora risker.

Hittills har genmodifierade livsmedel varit restrikterade och måste först godkännas av EU för att få säljas inom EU. För att godkännas ska en riskvärdering göras. I riskvärderingen bedömer man bland annat om de genmodifierade livsmedlen skiljer sig från "originalet", exempelvis med avseende på fett, protein, vitaminer, och näringsvärde. Dessutom så bedömer man om ämnet kan utlösa allergiska reaktioner eller bli giftigt.

Evolution.

Evolution.

Evolution i biologisk mening är den process varigenom levande organismer förändras från en form till en annan. Evolutionsteorin beskriver hur ärftliga egenskaper i en population förändras från generation till generation. Evolution är ursprunget till den stora variation som finns i den biologiska världen. De nu förekommande arterna är alla besläktade genom ett gemensamt ursprung, och med tiden utvecklas nya arter från de existerande genom artbildning, en produkt av små successiva förändringar över stora tidsrymder.
De ärftliga egenskaperna finns i generna. I dessa uppstår då och då slumpvisa förändringar, så kallade mutationer, som oftast är mycket små. De olika varianter av motsvarande gener som uppstår på detta sätt kallas alleler. Evolutionen inträffar när alleler blir mer vanliga eller mindre vanliga.

Med evolutionsteorin menas den vetenskapliga modell som beskriver hur allt liv på jorden har utvecklats från en gemensam urform. Ibland används ordet evolution också som synonym till evolutionsteorin eller utvecklingsläran.

Den moderna evolutionsteorins historia började 1858 med att Charles Darwin och Alfred Russel Wallace publicerade en artikel där de införde begreppet det naturliga urvalet.
Darwins bok 'Om arternas uppkomst' introducerade en mer fullödig teori för en större publik.
På 1930-talet kombinerades Darwins teori med Gregor Mendels genetik vilket gav grunden för den moderna evolutionära syntesen (också kallad neo-darwinism) där evolution och genetik förenades till grundvalen för den moderna evolutionsbiologin..

Evolutionsteorin är en av våra mest allomfattande vetenskapliga teorier, och tillämpningar av teorin används inom många områden i samhället. Det finns nästan inget område inom biologin som går att förklara förutom i ljuset av evolutionsteorin. Det finns också en enorm mängd olika vetenskapsgrenar som såväl tillsammans som var och en för sig bekräftar att en evolution ägt rum och äger rum

Arvs mekanismer i levande organismer verkar på enskilda och särskiljbara egenskaper. Ögonfärgen hos människor är en sådan egenskap som barn ärver från sina föräldrar. De nedärvda egenskaperna kontrolleras av gener och den fullständiga uppsättningen av gener i en organism kallas genotyp. Den fullständiga uppsättningen observerbara egenskaper kallas fenotyp. Hit räknas bland annat organismens uppbyggnad och i förekommande fall dess beteende. Dessa egenskaper uppstår genom en samverkan mellan genotypen och omgivningens påverkan.

Fenotypen är alltså långt ifrån helt bestämd av genotypen. När människans hud exponeras för solstrålning blir den normalt mörkare. Graden av solbrändhet är uppenbarligen en följd av hur mycket solstrålning huden varit med om. Men det är också så att olika personer blir olika mörka efter att ha varit i precis samma strålning. Även detta kan vara en miljöeffekt. Det kan till exempel bero på att de ätit olika mat. Men en stor del av skillnaderna beror på genetiska skillnader. Ett extremt exempel är att albinoer inte alls blir bruna, hur mycket de än solar. Det är också välkänt att typiska nordbor har ganska olika hudtyp inbördes och behöver vara olika försiktiga med solbad.

De ärftliga egenskaperna överförs mellan generationerna genom DNA, den molekyl som bär den genetiska informationen. Vissa avsnitt längs den långa DNA-molekylen specificerar funktionella enheter i organismen. Ett sådant avsnitt kallas en gen. Olika gener har olika nukleotid sekvenser. I cellen bildar DNA tillsammans med vissa proteiner en sammanpackad struktur som kallas kromosom och som är tillräckligt stor för att synas även i ganska enkla mikroskop. Varje gen har sin speciella plats i kromosomen. Olika personer har ofta små skillnader mellan nukleotid sekvenserna. Även om det är i princip samma gen, kan denna gen ge aningen skilda egenskaper även i fenotypen för olika individer.

Nukleotid sekvensen i DNA förändras slumpmässigt då och då. En sådan förändring kallas mutation. På detta sätt skapas nya alleler. En del mutationer får synbar effekt på organismens yttre och påverkar därmed alltså fenotypen. Andra mutationer ger ingen yttre skillnad alls. Förhållandet mellan genotyp och fenotyp är oftast komplicerat genom att sådant som vi uppfattar som en egenskap påverkas av flera gener och genom att en genförändring kan påverka flera yttre egenskaper.

Evolutionen sker genom processer som ökar respektive minskar variationen (mångfalden) i en genpool. På grund av att nya gener tillförs populationen och gamla gener sorteras bort är genpoolen stadd i ständig förändring. När miljön är någorlunda konstant är förändringarna vanligtvis måttliga. Men när miljön ändras kan betydande förändringar ske på mindre än 100 000 år.
En del egenskaper blir mer vanliga i populationen medan andra blir mindre vanliga och till och med försvinner. Bland processer som ändrar egenskaper eller dess vanlighet finns mutationer och det naturliga urvalet.

Mutationer är bestående förändringar av arvsmassan. Sker mutationen i en könscell kan den nedärvas till avkomman, annars nedärvs den bland celler inom individen.
I evolutionssammanhang är det nästan uteslutande mutationer i DNA som man diskuterar. Ett annat exempel är RNA i vissa virus.
Mutationerna åstadkommer variation och är den enda källan till helt nya varianter. Mutationerna är vanligtvis neutrala (de påverkar inte organismens överlevnadsförmåga), ofta till nackdel och mera sällsynt till fördel.
En typ av mutation som är en viktig drivkraft för evolutionen är genduplikation. Dupliceringen av en bit genetiskt material (det vill säga DNA) åstadkommer oftast ingen förändring i sig självt, men tillhandahåller bitar av tämligen funktionella gener som i sig inte behövs. De kan omformas till nya gener med olika funktioner utan att ersätta de gamla.
Stora mutationer kan uppkomma genom att en gen överförs från en art till en annan. Den nya genen kan sedan överföras till avkomman. Bakterier kan också utbyta gener. Även växter kan överföra gener till avkomman.

Det naturliga urvalet verkar på den variation som finns i populationen. Föräldrarna får fler individer som avkomma än som kan överleva till mogen ålder och i sin tur reproducera sig. Individer har olika sannolikhet att överleva beroende på vilka ärftliga egenskaper de har. Antalet avkomma och överlevnadsförmåga hos avkomman bestämmer tillsammans hur stor nästa generation blir. Det är detta som ibland kallas "survival of the fittest" (de anpassades överlevnad).
Det är också viktigt i sammanhanget att evolutionen verkar genom urvalssannolikheter på hela populationer. Tillfälligheter gör att även många individer med gener som i genomsnitt ger god framgång, dör utan att reproducera sig.
Det naturliga urvalet kan delas in i "Ekologiskt urval" som handlar om hur väl organismen klarar att överleva i sin miljö och "Sexuellt urval" som handlar om förmågan att befrukta andra individer. Vilka egenskaper som är optimala ändrar sig över tiden. Det gör att förmågan att förändras från generation till generation också är en egenskap som favoriseras av det naturliga urvalet.Det naturliga urvalet liknar på många sätt det artificiella urval som människor gör till exempel på husdjur och odlade växter. Men i det naturliga urvalet finns det ingen person s