Kurssi 4 tehtävät
Tältä sivulta löydät vanhoja ylioppilastehtäviä sekä muita hyviä haastavampia tehtäviä kurssi 4:een liittyen.
Tässä vielä sivun sisällysluettelo:
Monivalintatehtävät:
1. Mikä seuraavista ihmisen näkökykyyn liittyvistä väittämistä on virheellinen? (yo syksy 2018)
Mykiö tarkoittaa linssiä. Iiris supistaa ja laajentaa mustuaista, ei linssiä. Linssin koveruutta säätelee sädekehän lihakset.
2. Mikä seuraavista ihmisen imusuonistoa kuvaavista väitteistä on virheellinen? (yo syksy 2018)
imusuonisto kuljettaa imunestettä, ei verta.
3. Uimari sai rannalta jalkapohjaansa lasinsirun. Jonkin ajan päästä haavan alue alkoi kutista ja punoittaa. Lisäksi alue tuli kipeäksi. Ilmiöön liittyy elimistömme immuunijärjestelmän epäspesifeistä puolustusmekanismeista … (yo kevät 2018)
neutrofiilit vastaavat osaltaan tulehdusreaktiosta.
4. Suussa pureskeltu ruoka kulkee ruoansulatuskanavassa … (yo kevät 2019)
mahanportti on mahalaukun ja pohjukaisssuolen (osa ohutsuolta) välissä.
5. Mikä seuraavista väittämistä on virheellinen? (yo kevät 2018)
kilpirauhanen ei tuota melaniinia. Melaniinia tuottaa ihon pigmenttisolut.
6. Kohdun seinämän lihassupistuksen saa aikaan … (yo kevät 2019)
7. Mikä/mitkä väitteistä pitävät paikkaansa? (lääk. pääsykoe 2015)
Please select 2 correct answers
esim. uuden oppiminen luo uusia synapseja aivoissa. koukistusrefleksit ja sympaattinen hermosto käyttää molemmat asetyylikoliinia välittäjäaineenaan.
8. Mikä/mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkaansa? Tiedetään, että silmämuna kehittyy alkiokaudella väliaivojen pullistumana. Siksi on ymmärrettävää, että … (lääk. pääsykoe 2013)
Please select 3 correct answers
9. Mikä/mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkaansa? Ihmisen kuulo- ja tasapainoaistista tiedetään, että … (lääk. pääsykoe 2016)
10. Mistä soluista vasta-aineita tuottavat plasmasolut syntyvät? (lääk. pääsykoe 2017)
11. Millä seuraavista tekijöistä on keskeisin merkitys synnynnäisessä immuniteetissa? (lääk. pääsykoe 2017)
12. Trypsiinientsyymi … (lääk. pääsykoe 2018)
13. Sappineste … (lääk. pääsykoe 2018)
sappineste ei synny sappirakossa, vaan maksassa. Se vain kerääntyy ja varastoituu sinne.
14. Mikä entsyymi pilkko ohutsuolessa glukoosista ja galaktoosista koostuvat disakkaridin? (lääk. pääsykoe 2018)
15. Mitä verelle tapahtuu sen virratessa hiussuonessa? (lääk. pääsykoe 2017)
diffuusion kautta veren sokeri kulkeutuu hiussuonta ympäröiviin kudoksiin.
16. Mitä sydämessä tapahtuu diastolen aikana? (lääk. pääsykoe 2017)
diastole on sydämen lepovaihe, jolloin kammiot täyttyvät.
17. Mitä tarkoitetaan sydämen iskutilavuudella? (lääk. pääsykoe 2017)
18. Mikä seuraavista aiheuttaa ilman virtaamisen ihmisen keuhkoihin? (lääk. pääsykoe 2018)
pallean supistuminen aiheuttaa alipaineen keuhkoissa
19. Veren pH:n kohoaminen voi olla seurausta … (lääk. pääsykoe 2018)
hyperventilaatiossa hengitetään paljon hiilidioksidia ulos. Hiilihapon määrän pieneneminen veressä nostaa sen pH:ta.
20. Mikä seuraavista lisää voimakkaimmin hengityksen tiheyttä ja syvyyttä? (lääk. pääsykoe 2018)
aivojen hengityskeskus tarkkailee veren hiilidioksidipitoisuutta ja säätelee siihen perustuen hengitystä.
21. Mikä/mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkaansa? (lääk. pääsykoe 2013)
Please select 2 correct answers
ejakulaatiossa siittiöt vapautuvat lisäkiveksistä, ei kiveksen siementiehyistä.
Elintoimintojen säätely
1. Impulssit saapuvat aksonia pitkin hermopäätteeseen. Mitkä elimistön omat solutason mekanismit liittyvät impulssien siirtymiseen synaptisen raon ylitse, sekä siihen, miten tiheään impulsseja syntyy vastaanottajasolussa? (lääk. pääsykoe 2014)
- Impulssi vapauttaa viejähaarakkeen päässä hermovälittäjäainetta synapsirakoon.
- Välittäjäaine sitoutuu vastaanottajasolun (neuronin tai esim. lihassolun, postsynaptisen solun) solukalvolla olevaan reseptoriin.
- Reseptoriaktivaatiosta seuraa ionikanavien aukeaminen, jolloin kynnysarvon ylittyessä syntyy sähköinen vaste (toimintajännite).
- Na+/K+ -ATPaasin toiminta sähköisten impulssien (aktiopotentiaalien) synnyn edellytyksenä.
- Estävien synapsien vaikutus ilmenee siten, että impulssitiheys vastaanottajasolussa laskee tai estyy kokonaan.
- Välittäjäaineen hajoaminen synaptisessa raossa tai välittäjäaineen takaisinotto soluun (endosytoosi).
- Välittäjäainevaikutusten ajallinen ja/tai paikallinen summaatio, jonka seurauksena impulssitiheys vastaanottajasolussa kasvaa.
- Uusien synapsien muodostuminen on mahdollista jatkuvan käytön (ja opettelun) seurauksena;
synapsien lukumäärän kasvu edistää impulssien summaatiota (välittäjäaineiden vapautuminen lisääntyy ja impulssien kulku tehostuu).
2. Alkoholilla on sekä välittömiä että pitkäaikaisia haittavaikutuksia ihmisen keskus- ja ääreishermostoon. Alkoholi muuttaa ihmisen käyttäytymistä estämällä aivojen inhibitoristen ja voimistamalla stimulatoristen hermovälittäjäaineiden vaikutuksia. Pitkäaikaiskäyttö aiheuttaa myeliinitupen ohentumista. Ääreishermosolujen vaurioituminen heijastuu mm. käsien ja jalkojen tuntoaistimuksen heikkenemisenä, pistelynä ja liikkeiden hidastumisena. Alkoholi vähentää myös antidiureettisen hormonin (ADH) eli vasopressiinin eritystä.
a) Määrittele keskushermosto ja ääreishermosto.
b) Mikä on myeliinituppi, ja mikä sen merkitys on hermoston toiminnassa?
c) Miksi alkoholin nauttiminen lisää virtsaamistarvetta? (yo kevät 2014)
a)
- Hermoimpulsseja lähettävään ja vastaanottavaan keskushermostoon kuuluvat aivot ja selkäydin. Aivojen osat ovat isot aivot, väliaivot, keskiaivot, aivosilta, ydinjatke sekä pikkuaivot.
- Ääreishermostoon kuuluvat aivohermot, selkäydinhermot ja autonomisen hermoston ääreisosat (sympaattiset ja parasympaattiset radat).
b)
- Myeliinituppi on hermoston tukisolujen (ääreishermostossa Schwannin solujen ja keskushermostossa nk. gliasolujen) tuottama lipidi- ja proteiinipitoinen vaippa hermosolun viejähaarakkeen (aksonin) ympärillä.
- Mitä paksumpi eristeenä toimiva myeliinituppi on, sitä nopeammin hermoimpulssi etenee aksonissa kohti synaptista päätelevyä. Nopeuden lisääntyminen selittyy hyppivällä hermoimpulssin etenemistavalla; uusi impulssi ei voi syntyä myeliinitupen kohdalla vaan ainoastaan Ranvierin kuroumissa. Myeliinitupen ohentuessa impulssin kulku hidastuu.
c)
- Väliaivot reagoivat veren väkevyyteen (suolapitoisuuteen). Kun veri on väkevää, antavat väliaivot aivolisäkkeen takalohkolle viestin lisätä ADH:n eritystä verenkiertoon.
- ADH lisää veden takaisinottoa verenkiertoon munuaisten kokoojaputkista. Tämän seurauksena veri laimenee
ja vastaavasti virtsarakkoon erittyvän virtsan määrä ja virtsaamistarve vähenevät (virtsa väkevöityy). Alkoholin vaikutuksesta virtsa laimenee ja virtsaamistarve lisääntyy.
3. Näköaistin avulla ihminen saa visuaalista informaatiota ympäristöstään.
a) Millä tavoin rodopsiini liittyy näköaistimuksen syntyyn?
b) Miksi linssin eli mykiön läpi kulkevan valonsäteen on taituttava verkkokalvon keskikuoppaan, ja millä tavoin tämä liittyy värinäköön? (yo kevät 2014)
a)
- Rodopsiini on silmän verkkokalvon sauvasolujen näköpigmentti, joka reagoi herkästi valoon ja mahdollistaa hämäränäön.
- Kirkkaassa valaistuksessa rodopsiini pysyy toimimattomassa (hajonneessa) muodossa, mikä tulee esiin astuttaessa kirkkaasta valaistuksesta pimeään tilaan; silmä alkaa erottaa kohteita viiveellä (adaptaatio).
- Kun valo osuu sauvasoluissa olevaan valoherkkään rodopsiiniin, retinaali ja opsiinimolekyyli irtoavat toisistaan, mikä aiheuttaa hermoimpulssin synnyn sauvasoluissa.
- Hermoimpulssi siirtyy välittävien hermosolujen kautta näköhermoa muodostaviin gangliosoluihin. Näkörata kulkee väliaivojen kautta isoaivojen näkökuorialueelle, joka sijaitsee takaraivolohkoissa.
- Varsinainen näköaistimus (kuvan muodostuminen) tapahtuu isoaivokuorella.
b)
- Keskikuoppa (keltatäplä) on tarkan näkemisen piste, johon valo taittuu siitä kohdasta (kohteesta), johon silmä on kulloinkin kohdistettuna.
- Jos valonsäde taittuu keskikuopan etupuolelle tai verkkokalvon taakse, on kyseessä näkökykyä heikentävä taittovirhe (liki- tai kaukotaitteisuus).
- Keskikuopassa on vain tappeja, joissa kussakin on joko sinistä, vihreää tai punaista valoa absorboivaa näköpigmenttiä (n. 400–540 nm, 450–630 nm, 470–690 nm). Koska pigmenttien spektrit menevät osin päällekkäin, kaikkien näkyvän valon aallonpitoisuuksien (värien) havaitseminen on mahdollista.
4. Ihmisen sisäkorvalla on kolme tärkeää tehtävää: kuuloaistimuksen muodostaminen, pään asennon ja pään liikkeen aistiminen. Selitä näiden aistitoimintojen periaatteet. (yo kevät 2016)
Kuuloaisti:
- Ääniaallot kulkevat korvakäytävää pitkin tärykalvolle, jossa ne muuttuvat mekaaniseksi tärykalvon liikkeeksi.
- Liike välittyy vasaran, alasimen ja jalustimen kautta eteisikkunan läpi simpukan eteiskäytävään.
- Nesteen värähtely saa aikaan simpukkatiehyessä sijaitsevan tyvikalvon värähtelyn.
- Tyvikalvolla olevat karvasolut (aistinsolut) koskevat värähdellessään katekalvoa, mikä saa aikaan aistinsolujen ärtymisen ja hermoimpulssin synnyn. Simpukan tyviosassa aistitaan korkeat äänet ja matalammat taas lähempänä kärkeä.
- Kuulohermoa pitkin impulssit siirtyvät isoaivojen ohimolohkojen kuulokeskukseen, joissa kuuloaistimus syntyy.
Liikeaisti
- Sisäkorvan liike‐elin aistii pään liikkeen muutoksia.
Liike‐elin muodostuu kolmesta toisiinsa nähden suorassa kulmassa olevasta nesteen täyttämästä kaarikäytävästä. - Pään liikkuessa kaarikäytävissä oleva neste liikkuu ja ärsyttää kaarikäytävien tyvessä hyytelön peitossa olevia karvasoluja. Karvasoluissa muodostuva hermoimpulssi kulkee aivoihin.
Pään asentoaisti:
- Pään asentoaisti koostuu soikeasta ja pyöreästä rakkulasta.
Soikean ja pyöreän rakkulan toiminta perustuu niiden sisällä nesteessä olevaan hyytelökekoon, jossa on karvasoluja (aistinsoluja) ja kalkkikiteitä. - Pään asennon muuttuessa kalkkikiteet liikkuvat ja ärsyttävät karvasoluja, joista lähtee hermoimpulssi aivoihin, jossa ne saavat aikaan aistimuksen pään asennosta maan vetovoimaan nähden.
5. Taulukossa on esimerkkejä vasteista, joita hormonit voivat aiheuttaa elimistössä. Täydennä taulukkoon kyseisen vasteen aiheuttaman hormonin nimi ja kerro, mistä kyseistä hormonia pääasiassa eritetään verenkiertoon. (lääk. pääsykoe 2018)
6. Täydennä kohdat 1–12 yhdellä sanalla.
1) …… on ihmisen suurin elin. Sen tärkein tehtävä on suojata kehoa ulkoa tulevilta haittatekijöiltä. Toinen tärkeä tehtävä on toimia lämmönsäätelijänä. Tämän elimen uloin kerros on nimeltään 2) …… . Sen päällimmäistä osaa sanotaan 3) …… . Viimeksi mainittu muodostuu kuolleista soluista, joissa on tapahtunut ohjelmoitunut solukuolema eli 4) …… . Uloimman kerroksen alla on 5) ……, jossa on kollageeni- ja kimmosäikeiden muodostamaa 6) ……, verisuonia, imusuonia ja aistinsoluja. 7) …… suojaavat kehoamme UV-säteilyn haittavaikutuksilta ehkäisten mm. 8) …… . Auringon valon vaikutuksesta tässä elimessä syntyy 9) ……-vitamiinia. Kuumalla ilmalla 10) ……tuottavat vettä, ammoniakkia, ureaa ja suoloja sisältävää eritettä, joka veden haihtuessa viilentää kehoamme. 11) ……eritteet voitelevat kehomme ulkopintaa pitäen sen notkeana ja vettä hylkivänä. Karvat ja kynnet ovat 12) …… . (yo syksy 2010)
- iho
- orvaskesi
- marraskesi
- apoptoosi
- verinahka
- tukikudos
- melanosyytit
- ihosyöpää
- D
- hikirauhaset
- talirauhaset
- keratiinia
7. Seuraavissa väittämissä on kaikissa virhe. Korjaa virheet ja perustele korjauksesi.
a) Antigeeneiksi kutsutaan niitä vasta-aineita, joiden avulla imusolut puolustautuvat taudinai- heuttajia vastaan.
b) Syöjäsolut vastaavat elimistön valikoivasta puolustuksesta.
c) Immuunipuolustus ei koskaan tuhoa kehon omia soluja.
d) Rokotus perustuu valmiiden vasta-aineiden antamiseen.
e) Veressä on valmiina vasta-aineita kaikkia vieraita veriryhmätekijöitä vastaan.
f) A- ja B-veriryhmiä edustavat vanhemmat eivät voi saada lasta, jolla on O-veriryhmä. (yo kevät 2013)
a) Antigeenit ovat yleensä (pinta)proteiineja, jotka käynnistävät vasta-ainereaktion: imusolut alkavat tuottaa vasta-aineita taudinaiheuttajaa vastaan.
b) Syöjäsolut ovat kehon valikoimattoman puolustuksen eturintama; ne tuhoavat kaikkia kehoon tunkeutuneita mikrobeja.
c) Kehon puolustusjärjestelmä voi eräissä autoimmuunisairauksissa tulkita kehon omat proteiinit vieraiksi (esim. tyypin 1 diabetes) ja alkaa tuhota niitä tuottavia soluja.
d) Rokotus perustuu aiheutettuun immunologiseen reaktioon, jossa syntyy muistisoluja, jotka valmistavat myöhemmin vasta-aineita taudinaiheuttajille. Yleisimmin immunisaatio saadaan aikaan heikennetyillä taudinaiheuttajilla tai niiden osilla (antigeeneilla).
e) Veressä on valmiina vasta-aineita A- ja B-veriryhmätekijöitä vastaan, mutta rhesusreaktio syntyy antigeenin laukaisemana, kuten muutkin vasta-ainereaktiot.
f) A- ja B-ryhmiin kuuluvat vanhemmat voivat saada 0-lapsen, jos kummatkin ovat heterotsygootteja (IAi tai IBi), ja he periyttävät lapselle i-alleelin -> ii.
8. Millä eri keinoin ihmisen elimistö suojautuu elinympäristön bakteereja ja viruksia vastaan? (yo kevät 2015)
Infektioita estävät epäspesifit perusmekanismit:
- ihon rakenne (mikrobeja läpäisemätön) ja toiminta (hiki, tali, happamuus, hyödyllinen bakteerikanta), verenvuodon tyrehtyminen ja haavan arpeutuminen
- kyynelnesteen ja syljen suojaava vaikutus, virtsan pH ja virtaus, emättimen happamuus
- limakalvojen eritteet, hengitysteiden värekarvat, mahalaukun ja sappinesteen alhainen pH
- veren mukana infektoituneelle alueelle hiussuonten seinämien läpi saapuvat syöjäsolut poistavat mikrobeja solusyönnillä (fagosytoosi)
- infektion aiheuttamaan tulehdusreaktioon (verisuonten laajeneminen, verenkierron vilkastuminen, kemiallinen viestintä) liittyvä kuume lisää mm. syöjäsolujen toimintaa ja hidastaa bakteerien kasvua.
Infektioita estävät spesifit puolustusjärjestelmät:
T‐soluvälitteinen immuniteetti:
- T‐imusolut kypsyvät kateenkorvassa ja ovat keskeisiä etenkin virusten torjunnassa.
- Tappaja‐T‐solut tuhoavat elimistön omia soluja, joihin on päässyt viruksia.
- Auttaja‐T‐solut edistävät erittämillään sytokiineilla makrofagien ja muiden puolustusjärjestelmän solujen toimintaa.
- T‐muistisolut reagoivat nopeasti saman taudinaiheuttajan toistuvaan tunkeutumiseen elimistöön.
B‐soluvälitteinen immuniteetti:
- B‐imusolut muuttuvat antigeenin kohdatessaan vasta‐aineita tuottaviksi plasmasoluiksi.
- Osa plasmasoluista muuttuu pitkäikäisiksi muistisoluiksi, jotka ovat infektion uusiutuessa heti valmiita tuottamaan vasta‐aineita.
- Vasta‐aineet voivat säilyä verenkierrossa kuukausia, jopa vuosia.
- Vasta‐aineet tehostavat mm. makrofagien toimintaa, mikä nopeuttaa infektoituneiden, vasta‐aineilla merkattujen mikrobien ja solujen tuhoamista; vasta‐aineet voivat myös edistää bakteerien solukalvon hajoamista.
9. a) Nimeä kuvaan merkityt munuaisen rakenteet 1-6.
b) Selitä 1 ja 2 tärkeimmät tehtävät. (yo kevät 2015)
a) Rakenteet: 1 ydinkerros/munuaispyramidi, 2 kuorikerros, 3 munuaispikari, 4 munuaisallas, 5 virtsanjohdin, 6 munuaisvaltimo
b)
Rakenne 1:
- Ydinkerros (munuaispyramidi) sisältää munuaistiehyet (kiemuratiehyet, mukaan lukien Henlen lingot), joiden tehtävänä on säädellä eritettävän virtsan määrää ja koostumusta sekä ylläpitää elimistön osmoottista tasapainoa.
- Tiehyet osallistuvat myös elimistön pH:n säätelyyn.
- Kiemuratiehyistä otetaan ympäröivien hiussuonten välityksellä talteen tarpeellisia aineita (kuten vesi, epäorgaaniset natrium‐ ja kaliumionit, aminohapot, glukoosi, vitamiineja, protoneja). Talteenoton seurauksena eritettävän virtsan määrä on vain noin yksi prosentti (1 %, n. 1,5 litraa/vrk) alkuvirtsan määrästä.
- Ydinkerroksessa kulkevat myös kokoojaputket, joissa aivolisäkkeen erittämän antidiureettisen hormonin (ADH, vasopressiini) vaikutuksesta tapahtuu virtsan lopullinen väkevöinti. ADH edistää veden takaisinottoa kokoojaputkista verenkiertoon. Kokoojaputket kuljettavat eritettävän (lopullisen) virtsan munuaispikareihin, joista se siirtyy munuaisaltaaseen.
Rakenne 2:
- Kuorikerros sisältää munuaiskeräsiä (koostuvat hiussuonikeräsestä ja keräsenkotelosta), joissa alkuvirtsan suodatus veren plasmasta tapahtuu.
- Suodattumisen saa aikaan munuaisvaltimon korkea verenpaine. Normaalitilanteessa munuaiskeräsen rakenne estää verisolujen ja valkuaisaineiden pääsyn alkuvirtsaan.
10. Maksa hajottaa, muokkaa ja varastoi elimistön aineenvaihduntareaktioissa syntyneitä aineita sekä ylläpitää elimistön homeostaasia. Luettele ne maksan tehtävät, jotka liittyvät glukoosiin ja kolesteroliin (soluhengitystä ei tarvitse käsitellä). (lääk. pääsykoe 2017)
Maksan tehtävät, jotka liittyvät glukoosiin:
- valmistaa glukoosista glykogeenia
- säätelee veren sokeripitoisuutta
- valmistaa glukoosista rasvoja
- valmistaa glukoosia aminohapoista/maitohaposta/glyserolista/rasvasta (glukoneogeneesi)
Maksan tehtävät, jotka liittyvät kolesteroliin:
- valmistaa kolesterolia
- erittää kolesterolia sappeen
- valmistaa kolesterolista sappihappoja/sappisuoloja
- poistaa kolesterolia verenkierrosta
- erittää kolesterolia verenkiertoon lipoproteiinien mukana
11. Selitä, millä tavoin kalsiumpitoisuuden säätely toimii ihmisen elimistössä. (yo kevät 2019)
- Lisäkilpirauhasen tuottaman parathormonin eritys verenkiertoon lisääntyy veren kalsiumpitoisuuden vähentyessä tai pitoisuuden ollessa pieni.
- Parathormoni edistää kalsiumin vapautumista luustosta (luukudoksen väliaineesta) aktivoimalla luukudosta hajottavien osteoklastisolujen toimintaa. Parathormoni (D-vitamiinin välityksellä) edistää myös kalsiumin imeytymistä suolistosta verenkiertoon. Munuaisissa parathormoni vähentää kalsiumin erittymistä virtsaan.
- Kilpirauhasen tuottaman kalsitoniinin erittyminen voimistuu veren kalsiumpitoisuuden suurentuessa.
- Kalsitoniini vähentää veren kalsiumpitoisuutta edistämällä kalsiumionien siirtymistä verenkierrosta takaisin luustoon, missä se edistää luun väliainetta muodostavien osteoblastien toimintaa. Munuaisissa kalsitoniini lisää kalsiumin erittymistä virtsaan.
- Veren suuri kalsiumpitoisuus vähentää parathormonin tuotantoa ja pieni kalsiumpitoisuus vähentää kalsitoniinin tuotantoa (palautesäätely). Parathormonilla ja kalsitoniinilla on siten päinvastainen ja tasapainottava vaikutus veren kalsiumpitoisuuteen (homeostasia).
Energia ja aineenvaihdunta
12. Rasvat ovat sokerien ohella tärkeä aerobinen energianlähde sekä
rakennusaine. Selvitä vaihe vaiheelta mitä ihmisen nielemälle varsinaiselle
rasvalle (triasyyliglyserolille eli triglyseridille), sen rakenneosille ja tämän rasvan sisältämälle energialle elimistössämme tapahtuu? (biologian pääsykoe 2012)
- Rasva pilkotaan ruuansulatuselimistössämme vasta ohutsuolessa.
- Sappirakon kautta eritettävä sappi pienentää rasvapisaroita lisäten näin rasvan pinta-alaa ja haiman erittämä lipaasientsyymi pilkkoo rasvaa pienempiin rakenneosiin.
- Vapautuneet rasvahapot imeytyvät pääosin diffuusiolla suolen seinämään, missä ne syntetisoidaan rasvoiksi ja pakataan suuriin lipoproteiinipartikkeleihin eli kylomikroneihin
- Kylomikronit vapautetaan ensin imusuoniin, joita pitkin ne siirtyvät (solislaskimon kautta) verenkiertoon kuljetettavaksi edelleen kehon eri kudoksiin.
- Rasvat pilkotaan kudoksissa ja vapautuneita rasvahappoja käytetään solujen kaikkien lipidikalvojen rakenneosiksi ja
kuljetetaan mitokondrioihin energian tuottoa varten. - Mitokondrioissa rasvahappojen sisältämä energia muuntuu soluhengityksen reaktioketjuissa ATP:ksi.
- ATP:tä käytetään eri kudoksissa kemialliseen työhön, kuten erilaisten aineenvaihdunnallisten reaktioiden aikaansaamiseen ja aineiden kuljetukseen, tai mekaaniseen työhön, kuten esimerkiksi luulihasten supistamiseen ja kehon liikuttamiseen.
- Huomattava osa rasvan energiasisällöstä vapautuu lämpönä.
- Ylimääräiset rasvahapot varastoidaan rasvana (triasyyliglyserolina) pääosin rasvakudoksiin mutta osin myös muihin kudoksiin, kuten lihaksiin ja maksaan
13. Nykypäivän ihmiseen verrattuna kivikauden ihminen sai ravinnossaan huomattavan vähän glukoosia. Selitä, miten tämä suuri muutos ravintokoostumuksessa voi heijastua haiman toimintaan. (yo kevät 2014)
- Haiman saarekkeiden α- ja ß-solujen perustoiminta veren glukoosipitoisuuden säätelemisessä on tärkeää, koska glukoosia käytetään elimistössä aineenvaihdunnan energianlähteenä soluhengityksessä ja rasvojen sekä glykogeenin muodostamiseen.
Haiman säätelytoiminnan peruspiirteet:
- Veren glukoosipitoisuuden noustessa hiilihydraattipitoisen aterian jälkeen haiman ß-solujen insuliinineritys vereen kiihtyy, jolloin glukoosia pääsee verestä soluihin, mikä laskee veren glukoosipitoisuuden normaalitasolle.
- Kun veren glukoosipitoisuus laskee aterioiden välillä, haiman α-solujen glukagonin eritys vereen kiihtyy, jolloin maksa alkaa vapauttaa glykogeenistä glukoosia vereen ja normaali veren glukoosipitoisuus palautuu.
Haiman säätelytoiminnan muutos:
- Kivikauden ihminen sai ravinnossaan vain vähän hiilihydraatteja, jolloin haiman insuliinineritystä tarvittiin vain silloin, kun onnistuttiin saamaan hiilihydraattipitoista ravintoa.
- Nykypäivän ihminen saa hiilihydraatteja ja sokereita ravinnossaan jatkuvasti ja usein liikaa, mikä voi johtaa lihavuuteen. Runsaan ravinnonsaannin seurauksena veren glukoosipitoisuus on jatkuvasti suuri, jolloin haima joutuu erittämään jatkuvasti insuliinia. Tämä voi altistaa II tyypin diabetekselle, jossa kohdesolujen insuliiniherkkyys on vähentynyt ja veren glukoosipitoisuus on jatkuvasti liian suuri.
14. Miten ravintoaineet ja kuona-aineet kuljetetaan valtimoiden, hiusverisuonten ja laskimoiden kautta soluihin ja soluista pois? (yo kevät 2015)
Valtimo‐ ja laskimojärjestelmän peruskuvaus:
- Valtimot kuljettavat sydämen ylläpitämän verenpaineen avulla ravintoaineita, kuten sokereita, rasvoja, aminohappoja, vitamiineja ja hivenaineita kudoksiin niiden rakenneaineiksi ja
energia‐aineenvaihduntaan. Valtimoissa kuljetetaan myös hapekasta verta kudoksiin. Valtimoiden seinämät ovat paksut ja joustavat, joten ne pitävät veren virtauksen tasaisena eivätkä läpäise ravinto‐ tai kuona‐aineita. - Laskimoiden kautta viedään vähähappista ja hiilidioksidipitoista verta pois kudoksista (poikkeuksena keuhkovaltimot ja ‐laskimot, joissa hapellisuus on vastakkainen).
- Laskimoiden verenpaine on alhainen, ja verenvirtausta niissä edesauttavat seinämien läpät ja ympäröivien luustolihasten supistelu (lihasliikkeet).
Ravintoaineiden siirtyminen soluihin:
- Valtimopuolella verenpaine työntää osan veren sisältämästä vedestä ja siihen liuenneista aineista (veriplasma) ohutseinäisten hiussuonten seinämien läpi solujen väliseen kudosnesteeseen.
- Solukalvon kuljetusmekanismit (passiivinen diffuusio, avustettu diffuusio ja aktiivinen kuljetus) mahdollistavat ravintoaineiden kuljetuksen kudosnesteestä soluihin.
Kuona‐aineiden siirtyminen soluista laskimoihin:
- Syntyneet kuona‐aineet, kuten hiilidioksidi ja ammoniumionit, diffundoituvat soluista konsentraatiogradientin mukaisesti kudosnesteeseen ja sieltä edelleen laskimopuoleisiin hiussuoniin. (Veressä hiilidioksidi on pääosin bikarbonaattina.) Noin 90 % kudosnesteestä palautuu laskimohiussuoniin ja 10 % imusuonistoon.
15. Ihmisen hengityksen tiheys ja syvyys vaihtelevat huomattavasti eri tilanteissa. Esimerkiksi liikunnan aikana hapen tarve kasvaa, jolloin keuhkotuuletus lisääntyy. Selosta tahdosta riippumattomat tekijät ja mekanismit, jotka säätelevät hengitystehokkuutta. (lääk. pääsykoe 2014)
- ydinjatkeen hengityskeskus hengityslihaksien toiminnan säätelijänä
- aortan, kaulavaltimoiden ja ydinjatkeen aistinsolut ja veren pH:n vaikutus edellä mainittuihin
- pH:ta laskevista tekijöistä hiilidioksidi ja rasituksen aikana verenkiertoon kuljetetut protonit (”maitohappo”)
- hyvin alhaisen happipitoisuuden ja adrenaliinin hengitystä tehostava vaikutus
- lihastyön aikana (lihaksista ja nivelistä) hengityskeskukseen tulevat viestit
16. Kuva esittää ihmisen niveltä ja siihen kiinnittyvää luustolihasta.
a) Nimeä kuvaan merkityt nivelen rakenteet 1–5 ja selosta lyhyesti niiden keskeiset tehtävät.
b) Mitkä tekijät saavat luustolihaksen supistumaan ja palautumaan lepotilaan? (yo syksy 2018)
a)
- Luuydin (luun ydinontelo). Luuytimessä on kaikkien verisolutyyppien kantasolut.
- Nivelrusto. Nivelrusto (lasirusto) muodostaa vastakkaisten luiden päihin kulutusta kestävän, helposti liukuvan pinnan. (Nivelrustossa ei ole hermoja eikä verisuonia).
- Nivelontelo. Nivelontelossa on nivelrustojen liikettä helpottavaa (voitelevaa) nivelnestettä.
- Nivelvoidekalvo (nivelpussin sisäpinta) tuottaa nivelnesteen.
- Lihaksen (sidekudoksinen) jänne kiinnittää lihaksen luun pintaan. Jänteessä olevat tuntoreseptorit kertovat lihasten jännitysasteesta ja toimivat näin asentoreseptoreina.
b)
- Luustolihakset ovat tahdonalaisia lihaksia, joiden supistumiskäsky lähtee isoaivojen motorisesta kuoresta ja välittyy selkäytimestä lähtevien liikehermojen kautta lihakseen.
- Reflekseissä raajasta tuleva tuntoaistimus välittää hermoimpulssin suoraan selkäytimen kautta liikehermoon (esim. koukistusrefleksi).
- Liikehermopäätteestä erittyvä asetyylikoliini käynnistää lihassolujen kalsiumriippuvaisen supistumisen.
- Supistuminen perustuu aktiini- ja myosiinisäikeiden liukumiseen lomittain, jolloin säikeiden muodostamat sarkomeerit lyhenevät. Supistuminen vaatii ATP-energiaa.
- Lihaksen veltostuminen tapahtuu välittömästi ja automaattisesti liikehermoimpulssin mentyä ohitse, jolloin sarkomeerit palautuvat alkuperäiseen pituuteensa.
17. a) Mitä tehtäviä ihmisen luustolla on?
b) Nimeä kuvaan A merkityt luut 1–4.
c) Nimeä luukudoksen mikroskooppikuvassa B näkyvät rakenteet 5 ja 6. (yo syksy 2013)
a)
- Luusto toimii tukirankana, lihasten jänteiden kiinnityskohtina, ja se antaa vartalolle sen perusmuodon.
- Luiden nivelet mahdollistavat kehon liikkeet.
- Luusto suojaa sisäelimiä (esim. pääkopan luut aivoja), ja luuytimessä muodostuu verisoluja (kantasoluvarasto).
- Pitkät luut vastaavat pituuskasvusta (joka päättyy murrosiän jälkeen luiden kasvulevyjen umpeutuessa).
- Luusto on tärkeä kalsiumvarasto.
b)
1. solisluu
2. lapaluu
3. olkaluu
4. kämmenluut
c)
5. verisuoni- ja hermokanava (Haversin kanava)
6. luusolu (osteosyytti tai osteoblasti)
Lisääntyminen ja yksilönkehitys
18. Hedelmöityksen jälkeinen yksilönkehitys voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen: solunjakautumisvaihe, alkiovaihe ja sikiönkehitys.
a) Selvitä kunkin vaiheen tapahtumat pääpiirteittäin.
b) Pohdi, mitkä eri tekijät voivat johtaa kehityshäiriöihin. (yo syksy 2017)
a)
Solunjakautumisvaihe:
- Munasolu alkaa jakautua, kun siittiö on hedelmöittänyt sen. Aluksi alkio ei kasva kokoa.
- Kuusitoistasolu- eli muurainasteella alkiota kutsutaan morulaksi, jonka kaikki solut ovat kaikkikykyisiä eli totipotentteja. Jakautuminen jatkuu, ja alkioon kertyy nestettä.
- Syntyy alkiorakkula (blastokysta/blastula). Rakkulan sisäosan soluista kehittyy alkionysty ja ulko-osan soluista osa istukkaa sekä sikiökalvot.
- Alkiorakkula kiinnittyy ja uppoaa kohdun limakalvoon 6–9 vuorokauden kuluttua hedelmöittymisestä (solut toti- ja pluripotentteja). Alkionystyn soluista kehittyy alkiolevyn kolme kerrosta (gastrulaatio).
Alkiovaihe:
- Solujen erilaistuessa kantasoluista kehittyy erilaisia solutyyppejä (aikuisessa yli 200 eri solutyyppiä).
Kaavoittumisessa syntyy alkion kolmiulotteinen rakenne (alkiolle kehittyy pää–häntä-, vasen–oikea- ja selkä–vatsa-suunta). Muotoutumisessa elinten ja raajasilmujen syntyä ohjaavat naapurisolujen erittämät viestiaineet. Kehitystä säätelevät kehitysgeenit. - Alkioon muodostuneista eri kerroksista syntyy
- hermostolevy, josta kehittyy hermostoputki (neurulaatio) ja iho (ulkokerroksesta)
- verenkiertoelimistö, erityselimistö, sukupuolielimet, tuki- ja liikuntaelimistö ja perna (keskikerroksesta)
- hengitys- ja ruuansulatuselimistöjen epiteelit, maksa ja haima (sisäkerroksesta).
Sikiövaihe (viikon 8 jälkeen):
- Istukka ja napanuora kehittyvät, ja sikiön koko alkaa kasvaa nopeasti. Verenkiertoelimistö ja sydän kehittyvät, ja sydän alkaa sykkiä. Luuranko alkaa luutua, ja karvoitus, aistit ja keuhkot alkavat kehittyä. Viikolla 12 tärkeimmät sisäelimet ovat kehittyneet. Sikiö erittää virtsaa lapsiveteen.
- Noin viikosta 20 eteenpäin sikiö alkaa nukkua, sillä on tarttumisrefleksi ja äiti tuntee sikiön liikkeet. Noin viikolla 30 karvapeite katoaa, keuhkot ovat kehittyneet ja pupillit reagoivat valoon. Viikon 28 jälkeen syntyvä lapsi selviytyy nykyään todennäköisesti keskoshoidon avulla.
- Täysiaikainen lapsi syntyy viikolla 38.
b)
Kehityshäiriöihin voivat vaikuttaa monet ulkoiset ja sisäiset tekijät:
- Suvussa periytyvät geenimutaatiot voivat aiheuttaa kehityshäiriötä. Esimerkiksi monisormisuus ja suomalaiseen tautiperintöön kuuluvat kehityshäiriöt (AGU, rustohiushypoplasia ja hydroletalusoireyhtymä/vesipäisyys) johtuvat peritystä geenimutaatiosta.
- Sukusolulinjassa tapahtuvat pistemutaatiot voivat aiheuttaa kehityshäiriöitä.
- Meioosin häiriöt saattavat aiheuttaa kromosomi- ja kromosomistomutaatioita (esim. trisomia / Downin syndrooma, sukupuolikromosomien määrien poikkeamat).
- Yksilön somaattisissa soluissa esimerkiksi ionisoivan säteilyn vaikutuksesta tapahtuvat geenimutaatiot (pistemutaatiot, nukleotidin kahdentuminen tai häviäminen) aiheuttavat alkiolle ja sikiölle helposti kehityshäiriöitä, koska kehittyvän yksilön solut erikoistuvat ja jakautuvat nopeasti.
- Säätelygeeneissä tapahtuvat mutaatiot johtavat yleensä vakaviin kehityshäiriöihin ja keskenmenoon.
- Jotkin lääkeaineet (esim. talidomidi), ympäristömyrkyt ja alkoholi häiritsevät solujen välistä viestintää. Häiriöt solujen välisessä viestinnässä voivat johtaa kehityshäiriöihin, sillä lähekkäiset solut ja kudokset ohjaavat toistensa kehitystä (induktio).
- Virukset, esimerkiksi vihurirokkovirus ja zikavirus, voivat aiheuttaa vakavia kehityshäiriöitä.
19. Eläimet koostuvat neljästä eri pääkudostyypistä. Nimeä pääkudostyypit. Anna kaksi esimerkkiä kustakin tyypistä ja niiden toiminnasta elimistössä. (yo kevät 2017)
1. Epiteeli‐ eli pintakudos
- Ihon pinta (epidermis) suojaa ja estää kuivumiselta.
- Ohutsuolen sisäpinnan kautta ravintoaineet imeytyvät verenkiertoon.
- Rauhasepiteelit tuottavat erityyppisiä eritteitä, esimerkiksi limaa ja hormoneja.
2. Side‐ ja tukikudos
- Lihaskalvo suojaa lihassoluja ja koko lihasta sekä toimii verisuonten ja hermojen kulkureittinä.
- Hermojen sidekudos tukee viejähaarakkeita eli aksoneja.
- Veri kuljettaa aineita kehossa.
- Rasvakudos varastoi energiaa.
- Luukudos toimii tukirankana, mahdollistaa liikkeet, antaa vartalolle muodon, suojaa sisäelimiä sekä toimii kalsium‐ ja fosfaattivarastona.
- Rustokudos vähentää kitkaa nivelessä.
- Jännekudos kiinnittää lihaksen luuhun.
3. Lihaskudos
- Ruuansulatuskanavan sileä lihaskudos vastaa ruokamassaa eteenpäin vievästä ja sitä sekoittavasta liikkeestä.
- Luurankolihakset vastaavat tahdonalaisista liikkeistä.
- Sydänlihas vastaa sydämen supistelusta.
4. Hermokudos
- Hermokudos muodostuu hermosoluista eli neuroneista ja niitä ympäröivästä tukisolukosta (gliasolut, Schwannin solut).
- Hermokudos kuljettaa hermoimpulsseja keskushermoston ja elimistön välillä.
- Selkäytimessä hermokudos ohjaa hermoimpulsseja aivojen ja ääreishermoston välillä ja toimii osana refleksikaarta.
20. Ihmisyksilön elämä alkaa hedelmöityksessä ja päättyy elämänkaaren lopussa.
a) Käsittele hormonaalisen säätelyn merkitystä sukusolujen tuotannossa.
b) Millä tavoin hormonaaliset muutokset ilmenevät ihmisen elämänkaaren aikana? (yo syksy 2014)
a)
Hormonien määritelmä:
- Hormonit ovat elimistön umpirauhasten verenkiertoon erittämiä viestiaineita, jotka kohdesoluissa olevien reseptoriensa avulla säätelevät, yleensä voimistavat, solujen geenien ilmentymistä ja yleistä toimintaa. Rasvaliukoisten hormonien (kuten testosteroni, estrogeenit ja tyroksiini) reseptorit ovat tumassa, vesiliukoisten hormonien reseptorit ovat solukalvolla.
Sukusolujen tuotanto:
- Sukusolujen tuotantoa säätelee väliaivojen pohjasta (hypotalamus) erittyvä gonadotropiineja vapauttava hormoni (GnRH). GnRH saa aikaan aivolisäkkeen etulohkosta LH:n (luteinisoiva hormoni, lutropiini) ja FSH:n (follikkeleja stimuloivan hormonin eli follitropiinin) erityksen verenkiertoon, jonka välityksellä ne siirtyvät kiveksiin ja ovaarioihin (munasarjoihin). Kiveksen ja ovaarion soluilla on reseptoreita LH:lle ja FSH:lle.
- Miehillä LH saa aikaan kiveksen välikudoksen soluissa testosteronituotannon, joka yhdessä FSH:n kanssa saa aikaan siittiötuotannon.
- Naisilla FSH ja LH saavat aikaan kuukautiskierron aikana munasolun kypsymisen, estrogeenituotannon ja munasolun irtoamisen (ovulaation) kuukautiskierron puolivälissä. Ovulaatioon liittyy hetkellinen LH- ja FSH-tasojen nousu.
- Kiveksen ja ovaarion hormonaalinen säätely on negatiivisen palautejärjestelmän kontrolloimaa, mikä tarkoittaa, että testosteroni- ja estrogeenitasojen nousu vaimentaa GnRH:n, LH:n ja FSH:n tuotantoa.
b)
Kasvu ja kasvupyrähdys:
- Kasvuhormoni (somatotropiini) erittyy aivolisäkkeen etulohkosta. Kasvuhormoni on tärkeä ihmisen kasvua ja pituuskasvua (luiden pituuskasvua) edistävä tekijä (jonka eritystä lisää riittävä uni/nukkuminen). Kasvuhormoni edistää solujen rakennusaineenvaihduntaa (proteiinituotantoa); kehittyvissä luissa rusto- ja luusolujen tuotantoa. Kasvuhormoni edistää rasvojen pilkkoutumista glukoosiksi ja sillä tavoin solujen energia-aineenvaihduntaa (ja veren glukoosipitoisuutta). Kasvuhormonin tuotanto on voimakkaimmillaan lapsuus-, nuoruus- ja murrosiässä.
- Murrosiässä tapahtuva nopean kasvun vaihe eli kasvupyrähdys liittyy hormonaaliseen aktivoitumiseen (kasvuhormoni- ja sukupuolihormonituotantoon). Puberteetin liian varhainen tai myöhäinen käynnistyminen voi heijastua lyhytkasvuisuutena.
- Tyroksiini säätelee aineenvaihduntaa edistäen yksilön fyysistä ja psyykkistä kehitystä ja kasvua. Tyroksiinin eritystä aivolisäkkeen etulohkosta säätelee tyreotropiini.
Murrosikä:
- Murrosiässä (10–15 vuoden iässä) hypotalamuksen GnRH-tuotanto voimistuu, ja se käynnistää pojilla kiveksen hormonaalisen aktivoitumisen ja siittiötuotannon. Tytöillä vastaavasti käynnistyy kuukautiskierto ja siihen liittyvä munasolutuotanto. Testosteroni saa aikaan pojilla sekundaaristen (toissijaisten) sukupuoliominaisuuksien miehistymisen, estrogeeni vastaavasti tytöillä naisistumisen. Sukupuolihormonit muokkaavat myös aivojen kehitystä. Testosteroni lisää luustolihasten kasvua.
Ikääntyminen ja vaihdevuodet:
- Ikääntyessä kasvuhormonin ja sukupuolihormonien tuotanto vähenee, mikä heijastuu lihasmassan vähenemisenä ja rasvakudoksen lisääntymisenä. Solujen aineenvaihdunnan heikkeneminen heijastuu myös muina ikääntymismuutoksina.
- Naisilla munasarjojen hormonaalinen aktiivisuus ja munasolutuotanto alkavat vaiheittain hiipua ja loppuvat vaihdevuosina 45–55 vuoden iässä. Estrogeenituotannon hiipuminen heijastuu yleisinä fysiologisina muutoksia (hikoilu, limakalvomuutokset), joista keskeinen on osteoporoosiriskin suureneminen (luuston haurastuminen). Miehillä tapahtuvat fysiologiset muutokset eivät ole näin selvärajaisia