Енциклопедичен справочник

Биология и здравно образование

Основните знания от 5. до 12. клас в един преглед. Всяка глава завършва с въпроси за самопроверка: отвори ги след като си отговорил наум.

Клетката основата на живота

Клетъчната теория: всички организми са изградени от клетки, клетката е най-малката единица на живото и всяка клетка идва от предишна клетка.

СтруктураФункция
Клетъчна мембранаИзбирателна пропускливост, обмен с околната среда
ЯдроСъхранява ДНК, управлява клетката
МитохондрииКлетъчно дишане, образуват АТФ
РибозомиСинтез на белтъци
ЕПР и апарат на ГолджиТранспорт, модификация и опаковане на вещества
ЛизозомиРазграждат вещества с ензими
Хлоропласти (растения)Фотосинтеза
Клетъчна стена (растения, гъби, бактерии)Опора и защита
Вакуола (растения)Резерви на вода и вещества
Клетъчна мембранаЯдро (с ядърце)МитохондрияЕндоплазмен ретикулумАпарат на ГолджиРибозоми лизозома
Схематичен строеж на животинска клетка. Растителната клетка има още клетъчна стена, хлоропласти и голяма вакуола.

Прокариоти и еукариоти

Прокариотите (бактерии) нямат оформено ядро и мембранни органели. Еукариотите (растения, животни, гъби, протисти) имат ядро и органели. Животинската клетка няма клетъчна стена, хлоропласти и голяма вакуола.

Обмяна на веществата

Фотосинтеза: 6CO₂ + 6H₂O + светлина → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
Клетъчно дишане: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + енергия (АТФ)
Фотосинтезахлоропласти (растения)нужна е светлина Клетъчно дишанемитохондрии (всички еукариоти)освобождава се АТФ C₆H₁₂O₆ + O₂ CO₂ + H₂O ☀ светлинна енергияенергия за клетката
Веществата, образувани при фотосинтезата, са изходни за дишането, и обратно.
  • Дифузия: движение по градиент на концентрацията, без енергия. Осмоза: дифузия на водата през мембрана.
  • Активен транспорт: срещу градиента, с разход на АТФ.
  • Ензимите са белтъци, които ускоряват реакциите. Действат специфично и зависят от температура и pH.
  • Основни органични вещества: въглехидрати (енергия), липиди (резерви, мембрани), белтъци (строеж, ензими), нуклеинови киселини (информация).

Клетъчно делене

МитозаМейоза
КъдеТелесни клеткиПолови клетки (гамети)
Резултат2 клетки, 2n, идентични4 клетки, n, различни
ЗначениеРастеж, регенерацияПолово размножаване, комбинативна изменчивост
ПрофазакондензацияМетафазапо екватораАнафазаразделянеТелофазадве нови ядра
Фази на митозата в животинска клетка. След телофазата цитоплазмата се разделя (цитокинеза) и се получават две идентични дъщерни клетки.

Фази на митозата: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Човек има 46 хромозоми (23 двойки) в телесните клетки и 23 в гаметите.

Самопроверка

Къде се образува АТФ в клетката?

Основно в митохондриите при клетъчното дишане; във фотосинтезиращите клетки и в хлоропластите (светлинна фаза).

Защо мейозата е важна за изменчивостта?

Хомоложните хромозоми се разпределят случайно и обменят участъци (кросинговър), затова гаметите са генетично различни.

Наследственост и изменчивост генетика

  • ДНК е двойна спирала от нуклеотиди (дезоксирибоза, фосфат, база). Бази: A–T, G–C (комплементарност). В РНК тиминът е заменен с урацил (U).
  • Ген е участък от ДНК, кодиращ белтък или РНК. Генотип е съвкупността от гени, фенотип е проявата им.
  • Протеинов синтез: транскрипция (ДНК → иРНК в ядрото), транслация (иРНК → белтък на рибозомите). Три бази образуват кодон, който кодира аминокиселина.
Захарно-фосфатни вериги + двойки азотни бази (A–T, G–C)около 10 двойки бази на един завой (3,4 nm)
Двойна спирала на ДНК. Двете вериги са антипаралелни и се държат заедно от водородни връзки между комплементарните бази.
ДНК иРНК Белтък транскрипция транслация в ядротовърху рибозома ДНК: A–T, G–C · иРНК: A–U, G–C · 3 бази = 1 кодон = 1 аминокиселина
Централна догма на молекулярната биология: пътят на информацията от ген до белтък.

Законите на Мендел

  • Закон за еднообразие: потомците от кръстосване на две чисти линии (AA × aa) са еднакви (Aa).
  • Закон за разпадане: при Aa × Aa във F₂ фенотипно 3:1, генотипно 1 AA : 2 Aa : 1 aa.
  • Закон за независимо комбиниране: гени на различни хромозоми се унаследяват независимо; при дихибридно кръстосване 9:3:3:1.
Aa × Aa → AA, Aa, Aa, aa → 75% доминантен, 25% рецесивен фенотип
♂ \ ♀Aa
AAAAa
aAaaa
Решетка на Пънет за Aa × Aa: генотипно 1 AA : 2 Aa : 1 aa, фенотипно 3 доминантни : 1 рецесивен.

Определяне на пола и сцепено унаследяване

  • Жената е XX, мъжът е XY. Полът на детето се определя от бащината гамета.
  • Болести, свързани с X-хромозомата (рецесивни): далтонизъм, хемофилия. Засягат предимно мъже.
  • Кръвни групи АВ0: кодоминантност на IA и IB, рецесивен i. Резус факторът е доминантен (Rh+).

Изменчивост

  • Модификационна: от средата, не се наследява (загар, тегло).
  • Комбинативна: от мейозата и оплождането.
  • Мутационна: промени в ДНК или хромозоми. Пример: синдром на Даун (три хромозоми 21), сърповидноклетъчна анемия (генна мутация).

Самопроверка

Какви са гаметите на Aa и каква е вероятността за аа при Aa × Aa?

Гамети A и a; вероятност за aa е 1/4.

Каква иРНК се получава от ДНК верига ATGC?

Комплементарна иРНК: UACG.

Еволюция произход и многообразие

  • Дарвин (1859, „Произход на видовете“): променливост, борба за съществуване, естествен подбор. Оцеляват и се размножават най-приспособените.
  • Съвременна синтеза: еволюцията протича чрез мутации, естествен подбор, генетичен дрейф, миграция и изолация. Единица на еволюцията е популацията.
  • Видообразуване: най-често при географска изолация.

Доказателства

  • Палеонтологични: вкаменелости, преходни форми (напр. Archaeopteryx).
  • Сравнително-анатомични: хомоложни органи (ръка на човек, крило на прилеп), аналогични органи (крило на птица и на насекомо), рудименти (апендикс).
  • Молекулярни: сходство на ДНК и белтъци. Ембриологични: сходство на зародишите.
РибиЗемноводниБозайнициВлечугиПтициобщ предшественикднес →чертите се променят по пътя:хриле → бели дробове → яйце с черупка → топлокръвност
Опростено родословно дърво на гръбначните. Всеки разклон е общ предшественик на групите след него.

Етапи в историята на живота

ЕраПреди (млн. г.)Събития
Архай и Протерозой4 000 – 541Първи прокариоти, фотосинтеза, еукариоти, многоклетъчни организми
Палеозой541 – 252„Камбрийски взрив“, риби, излизане на сушата, земноводни, влечуги
Мезозой252 – 66Динозаври, първи бозайници и птици, цветни растения
Кайнозой66 – днесРазцвет на бозайниците, поява на приматите и на човека

Произход на човека

Човекът и човекоподобните маймуни имат общ предшественик. Етапи: австралопитеци, Homo habilis, Homo erectus, неандерталци, Homo sapiens (около 300 000 години). Всички съвременни хора са един вид.

Самопроверка

Каква е разликата между хомоложни и аналогични органи?

Хомоложните имат общ произход и различна функция; аналогичните имат различен произход и сходна функция.

Многообразие на организмите систематика

Класификация: вид → род → семейство → разред → клас → тип/отдел → царство. Двойно име на вида по Линей (напр. Homo sapiens).

ГрупаОсновни черти
ВирусиНеклетъчни, паразитират в клетки; белтъчна обвивка и нуклеинова киселина
БактерииПрокариоти. Полезни: млечнокисели, азотфиксиращи. Вредни: холера, туберкулоза
ПротистиЕдноклетъчни еукариоти: амеба, еуглена, парамеция, плазмодий (малария)
ГъбиХетеротрофи с хитинова стена. Дрожди, плесени, шапкови гъби; микориза; лишеите са гъба + водорасло
РастенияАвтотрофи. Мъхове, папрати, голосеменни (иглолистни), покритосеменни (цветни)
ЖивотниХетеротрофи. Безгръбначни (гъби, червеи, мекотели, членестоноги) и гръбначни
Вирус(бактериофаг)нуклеоид (кръгова ДНК), без ядробичлеБактериална клеткапрокариоткокибацилиспирилиФорми на бактериите
Вирусът няма клетъчен строеж и е много по-малък от бактерията. Бактериалната клетка има стена и ДНК, но няма оформено ядро.

Гръбначни

  • Риби: хриле, перки, студенокръвни. Земноводни: метаморфоза, влажна кожа.
  • Влечуги: суха ороговяла кожа, яйца с черупка. Птици: пера, топлокръвни, четирикамерно сърце.
  • Бозайници: косъм, млечни жлези, топлокръвни, раждат живи малки (с изключение на клоачните — птицечовка и ехидна).

Растенията накратко

  • Корен (поглъща вода), стъбло (проводене, опора), лист (фотосинтеза, транспирация през устицата).
  • Цвят: чашка, венче, тичинки (прашец), плодник (яйцеклетка). Оплождането е двойно. От семепъпката става семе, от яйчника плод.
Близалце (част от плодника)Прашник на тичинкатаВенчелистчеЯйчник със семепъпкиЧашелистчеЦветно стъбло
Строеж на цвят на покритосеменно растение. След опрашване и оплождане семепъпката става семе, а яйчникът плод.

Самопроверка

Защо вирусите не са клетъчни организми?

Нямат клетъчен строеж и собствена обмяна; размножават се само в клетка гостоприемник.

Човекът анатомия и физиология

СистемаОсновни органи и функция
Опорно-двигателнаСкелет (206 кости), стави, мускули. Поддържа тялото и осигурява движение. Мускулите действат по двойки (антагонисти)
ХраносмилателнаУста → хранопровод → стомах → тънко черво (усвояване) → дебело черво (вода) → анус. Черен дроб (жлъчка), панкреас (ензими)
ДихателнаНосна кухина, гърло, трахея, бронхи, бели дробове. Газообмен в алвеолите
КръвоноснаСърце (4 камери), артерии (от сърцето), вени (към сърцето), капиляри (обмен). Голям и малък кръвоток
ОтделителнаБъбреци (филтрират кръвта), пикочопроводи, мехур. Отделят урея и излишна вода
НервнаГлавен и гръбначен мозък, нерви. Рефлекси. Неврон: тяло, дендрити, аксон
ЕндокриннаХормони: инсулин (панкреас), адреналин (надбъбрек), тироксин (щитовидна), растежен (хипофиза)
РазмножителнаЯйчници и матка, тестиси и семепроводи. Оплождане, бременност около 40 седмици
ИмуннаЛевкоцити, антитела. Защита от патогени
Устанишесте(амилаза)Хранопроводпреглъщане(перисталтика)Стомахбелтъци(пепсин, HCl)Тънко червоусвояванена веществатаДебело червовсмукванена водаПраво червоизхвърлянена остатъцитеЖлъчката от черния дроб и ензимите от панкреасапостъпват в дванадесетопръстника (началото на тънкото черво).
Храносмилателен тракт: основни отдели и какво се случва във всеки от тях.
Тяло (органи) Дясно предсърдие Дясна камера Бели дробове Ляво предсърдие Лява камера малък кръвоток: дясна камера → бели дробове → ляво предсърдие голям кръвоток: лява камера → тяло → дясно предсърдие
Двата кръвооборота. Синьо: кръв, бедна на кислород. Червено: наситена с кислород.

Кръв

  • Плазма (вода, белтъци), еритроцити (хемоглобин, пренос на O₂), левкоцити (защита), тромбоцити (съсирване).
  • Кръвни групи А, В, АВ, 0. Група 0 е универсален донор на еритроцити, АВ е универсален реципиент.

Сетивни органи

  • Око: роговица, ирис, зеница, леща, ретина (колбички за цветове, пръчици за здрач). Късогледство се коригира с вдлъбната леща, далекогледство с изпъкнала.
  • Ухо: външно, средно (чукче, наковалня, стреме), вътрешно (охлюв за слух, полукръгли канали за равновесие).
ДендритиКлетъчно тялоАксонмиелинова обвивка (ускорява импулса)Синапсиимпулсът върви: дендрити → тяло → аксон → синапс
Неврон — основната клетка на нервната система.
РоговицаИрис (зеница)ЛещаРетинаЗрителен нервСтъкловидно тяло
Око: лещата събира лъчите върху ретината. Изображението там е обърнато, а мозъкът го възприема правилно.

Висша нервна дейност

Безусловни рефлекси са вродени (светването на зеницата). Условни рефлекси се придобиват (Павлов). Сън, внимание и памет зависят от главния мозък.

Самопроверка

По какво артерията се различава от вената?

Артерията води кръв от сърцето, има дебела еластична стена. Вената води кръв към сърцето, има клапи. По съдържание на кислород има изключение: белодробните артерии носят венозна кръв, а белодробните вени — артериална.

Къде става газообменът?

В алвеолите на белите дробове (кръв ↔ въздух) и в капилярите на тъканите (кръв ↔ клетки).

Екология организми и среда

  • Екологични фактори: абиотични (светлина, температура, вода), биотични (взаимоотношения между организми), антропогенни (човешка дейност).
  • Популация: организми от един вид на едно място. Съобщество (биоценоз) + местообитание (биотоп) = екосистема. Съвкупността от екосистеми е биосферата.
  • Връзки: хранене (хищник — плячка), конкуренция, паразитизъм, мутуализъм (лишеи, микориза), коменсализъм.

Хранителни вериги и кръговрати

Продуценти (растения) → консументи I (тревопасни) → консументи II (хищници) → редуценти (бактерии, гъби)
  • Енергията протича еднопосочно и намалява с около 90% на всяко трофично ниво (правило на 10%). Веществата се въртят в кръговрат (въглерод, азот, вода).
  • Основни биоми: тундра, тайга, широколистна гора, степ, пустиня, савана, тропическа гора.
ТревапродуцентСкакалецконсумент IЖабаконсумент IIЗмияконсумент IIIОрелконсумент IVРедуценти (гъби, бактерии)
Хранителна верига. Стрелката сочи накъде се предава енергията. Редуцентите разграждат остатъците на всички нива.
хищници Консументи II Консументи I (тревопасни) Продуценти (растения) 10 kJ100 kJ1 000 kJ10 000 kJ
Пирамида на енергията: само около 10% от енергията преминава на следващото трофично ниво.
CO₂ във въздухаРастенияЖивотниРедуценти и почваГоривафотосинтезахраненеотмрели остатъциостатъцидишанедишане и разлаганеизгаряне
Кръговрат на въглерода. Въглеродът преминава от въздуха в организмите чрез фотосинтезата и се връща чрез дишането, разлагането и изгарянето.

Човекът и околната среда

  • Замърсяване на въздуха, водата и почвата; парников ефект и глобално затопляне (CO₂, метан); озонова дупка (фреони); киселинни дъждове (SO₂, NOₓ).
  • Опазване: защитени територии (национални и природни паркове, резервати), Червена книга, рециклиране, устойчиво развитие.

Самопроверка

Защо хранителните вериги са кратки?

На всяко ниво се губи около 90% от енергията (дишане, топлина), затова за по-високите нива остава много малко.

Здравно образование здраве и безопасност

Здравето е състояние на пълно физическо, психическо и социално благополучие, а не само липса на болест (СЗО).

Здравословен начин на живот

  • Хранене: разнообразно, с въглехидрати, белтъци, мазнини, витамини, минерали, вода и фибри. Пирамидата на храненето: зеленчуци и плодове, пълнозърнести, по-малко захар, сол и наситени мазнини.
  • Движение: поне 150 минути умерена активност седмично. Сън: 7–9 часа за възрастни, повече за подрастващите.
  • Лична хигиена: миене на ръце, зъби, чисто облекло. Психична хигиена: управление на стреса, споделяне, почивка.
Мазнини, сладкиши, солсамо в малки количестваМляко, месо, риба, яйца, бобовибелтъци и калцийЗеленчуци и плодовевитамини, минерали, фибриЗърнени храни, хляб, картофиосновен източник на енергия
Хранителна пирамида: колкото по-ниско е нивото, толкова повече се препоръчва.

Индекс на телесната маса (ИТМ)

ИТМ = маса (kg) / ръст² (m²)
ИТМКатегория
под 18,5поднормено тегло
18,5 – 24,9нормално тегло
25 – 29,9наднормено тегло
над 30затлъстяване

Витамини

ВитаминРоля / недостиг
AЗрение; недостигът води до „нощна слепота“
CИмунитет, съединителна тъкан; недостиг: скорбут
DУсвояване на калций; недостиг: рахит
B₁₂Кръвотворене; недостиг: анемия

Инфекциозни болести

  • Причинители: вируси (грип, COVID-19, хепатит), бактерии (туберкулоза, салмонелоза), гъби, протисти (малария), паразитни червеи.
  • Пътища на предаване: въздушно-капков, чрез храна и вода, контактен, кръвен, полов, от майката на плода.
  • Профилактика: ваксини (имунопрофилактика), хигиена, дезинфекция, карантина. Антибиотиците действат срещу бактерии, не срещу вируси; прекомерната им употреба поражда резистентност.

ХИВ/СПИН и полово предавани инфекции

  • ХИВ поразява Т-лимфоцитите и води до СПИН. Предава се по полов път, по кръвен път и от майка на дете. Не се предава с ръкостискане, прегръдка, съдове или комари.
  • Защита: презерватив, стерилни игли, тестване. Други ППИ: хламидия, гонорея, сифилис, HPV (има ваксина), хепатит B.

Рискови вещества и зависимости

  • Тютюнопушене: рак на белия дроб, ХОББ, сърдечно-съдови болести; вредно и пасивното пушене.
  • Алкохол: поразява черния дроб, нервната система, преценката и реакциите. Наркотици: бързо водят до психическа и физическа зависимост.
  • Умения за отказ: ясно „не“, избягване на рискови ситуации, търсене на помощ от родител, учител или специалист.

Неинфекциозни болести

Сърдечно-съдови, диабет, злокачествени заболявания, затлъстяване. Рисковите фактори са тютюнопушене, лошо хранене, липса на движение, стрес. Ранна диагностика и профилактични прегледи спасяват животи.

Първа помощ

  • Първо осигури безопасност на мястото, после обади се на 112.
  • Проверка на съзнание и дишане. Без дишане: 30 натиска на гръдния кош (5–6 cm, 100–120 в минута), 2 вдишвания. Ако има дефибрилатор, използвай го.
  • Кървене: директен натиск върху раната, превръзка. Изгаряне: охлаждане с хладка течаща вода 10–20 минути, без масла и паста.
  • Счупване: обездвижване без поставяне на костта. Задавяне: 5 удара между лопатките, после 5 натиска в стомаха (Хаймлих).
  • Безсъзнание с дишане: странично стабилно положение.
Безопасностна мястотоПроверисъзнаниетоПроверидишанетоОбади сена 11230 : 2реанимацияНатискай в средата на гръдния кош: 5–6 cm дълбочина, 100–120 натиска в минута, после 2 вдишвания.Ако има дефибрилатор, включи го веднага и следвай гласовите указания.
Последователност при човек без съзнание и без дишане.
Запомни: при съмнение за инсулт (изкривено лице, слабост на ръка, неясна реч) или инфаркт веднага звъни на 112; времето е решаващо.

Пубертет и репродуктивно здраве

  • Пубертет: хормонални промени, вторични полови белези; менструален цикъл около 28 дни.
  • Отговорно поведение: информирано решение, контрацепция, предпазване от ППИ. Консултация с лекар или гинеколог/уролог.

Самопроверка

Какво е съотношението при реанимация?

30 компресии към 2 вдишвания, с честота 100–120 натиска в минута.

Защо антибиотиците не лекуват грип?

Грипът е вирусен, а антибиотиците убиват бактерии.