Természet-Tudomány-Történet I-II-III. tankönyvsorozatához

Országos Közoktatási Intézet (http://www.oki.hu)

Szinopszis Bánkuti — Both — Csorba

Természet-Tudomány-Történet I-II-III. tankönyvsorozatához A Természet-Tudomány-Történet könyvcsalád fejezetei és a természettudományos tárgyak összefüggése Fizika

Kémia

Biológia

1. Az ősi gondolkodás 2. Jelek az égbolton 4. Axiómák és következtetések 6. Új föld, új ég 9. Mérlegelés 10. Az élők mechanikája 13. Az élet kémiája 11. Vonzás és taszítás (elektro- és magnetosztatika, elektrokémia) 14. Hang és fény 15. Láthatatlan rezgések 20. A véletlen megszelídítése 21. A rész és az egész 28. Kozmogónia

12. Változatok hat elemre

16. Ész és ösztön 18. A szervezet

22. Élettelen minták

Filozófia, etika, Földrajz pszichológia 3. A bölcsesség szeretete 5. Hitből nyert tudás 7. Kétely és 8. Földi Kozmosz bizonyosság

23. Öröklődés és változékonyság 24. Életciklusok

17. A tudattalan birodalma 19. Sokaság és történelem

25. A Föld formálódása

26. A biológiai evolúció gondolata 27. Együttélés (ökológia) 29. Az élet története a Földön

30. Megújuló gondolkodás

1

Országos Közoktatási Intézet (http://www.oki.hu) A Természet-Tudomány-Történet tartalomjegyzéke / A szürke háttér logikai kapcsolatot, a fekete háttér szűkebben vett diszciplináris témaköröket jelzi F: fizika; K:kémia; G:földrajz; B:biológia; P:pszichológia; E:emberismeret/etika; Fl: filozófia M:más 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tervezett cím Az ősi gondolkodás Jelek az égbolton A bölcsesség szeretete Axiómák és következtetések Hitből nyert tudás Új föld, új ég Kétely és bizonyosság Földi Kozmosz Mérlegelés Az élők mechanikája

Témakörök Mítosz, rítus, elvonatkoztatás, tudomány A folyam menti kultúrák öröksége (naptár, csillagászat) Klasszikus görög filozófia. A logika alapjai A hellenizmus tudománya (sztatika, csillagászat, geográfia …) A középkor gondolkodása Újkori csillagászat és fizika (mechanika, hőtan) Újkori filozófia (racionalizmus, empirizmus) Újkori földrajz (térképészet, külső erők, zonalitás) Újkori kémia (atomok, elemek, halmazok) Újkori biológia (összehasonlító szervezettan, élettan)

11 12 13 14 15 16 17 18

Vonzás és taszítás Változatok hat elemre Az élet kémiája Hang és fény Láthatatlan rezgések Ész és ösztön A tudattalan birodalma A szervezet

Elektro- és magnetosztatika, elektrokémia Szerves kémia Sejtbiológia, a szervezet biokémiai folyamatai Hullámtan, akusztika, optika Elektrodinamika Etológia, kísérleti pszichológia Filozófia, pszichológia Immunitás, hormonális és idegi szabályozás

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Sokaság és történelem A véletlen megszelídítése A rész és az egész Élettelen minták Öröklődés és változékonyság Életciklusok A Föld formálódása A biológiai evolúció Együttélés (az evolúció színpada) Kozmogónia Az élet története a Földön Megújuló gondolkodás

A XX. század filozófiája Termodinamika Atomfizika, magfizika, „elemi részek” A periódusos rendszer, szervetlen kémia, ásványok Genetika Szaporodás, szexualitás, egyedfejlődés Geológiai evolúció: lemeztektonika, kőzetek Evolúciós elméletek és tények Ökológia (szünbiológia) Az ősrobbanástól a Föld keletkezéséig (modern csillagászat) Az ősföldtől a mai emberi civilizációig. Környezetvédelem Nyitott kérdések, új felismerések, problémák

F

K

B

G

P

E

Fl

M

2


Részletes leírás I. AZ ŐSI GONDOLKODÁS Témakör 1. A világkép 1.1 A szent és a profán 1.2 A három világ 1.3 A sámán 2. A szimbólumok 2.1 A totem átváltozásai 2.2 A tér és az idő megjelenítése 2.3 Beszéd és írás 2.4 A számolás 3. Varázslás, mágia 3.1 A varázslat 3.2 Gyógyítás, rontás

Tartalom A szent tér és idő: rítusok, ciklikus időszemlélet. Animizmus, antropomorf szemlélet, kritikátlanság Ősi világképek a sámándobok és mítoszok alapján Elkülönültsége, tudása A totem, a tárgyi szimbólumok átalakulása (korona) A „világ középpontja”. Közös megjelenítés, térképvázlat. Uszadékfa- és pálcikatérképek. Elvont kifejezések. Piktogram, szótag- és hangírás Az elvont számfogalom kialakulása Analógiák: név- és képmágia Mágikus gyakorlat. Jelenléte a mai gondolkodásban

II. JELEK AZ ÉGBOLTON (AZ ŐSI FÖLDMŰVELŐ KULTÚRÁK) Témakör 1. Az ősi földművelő kultúrák 1.1 Az állam 1.2 Világkép, vallás 1.3 Jelek tudománya 2. Csillagászat, naptár 2.1 Ég és föld kapcsolata 2.2 A nap és az órák 2.3 Égtájak, bolygók, csillagok 2.4 Az évszakok és az év 2.5 A hónapok és a hét 2.6 A naptár

Tartalom

Az ókori állam, vallás, a papság szerepe a tudás megőrzésében és átadásában. Az egyiptomi teremtésmítosz, a körforgás, világábrázolások, politeizmus, monoteizmus, szinkretizmus Csillag-, bél-, madárjóslás. Az alkalmazott módszerek Ciklikus égi események, mint földi időegységek Delelés, a babilóniai és a mai órák A gnómon és a Sarkcsillag használata tájolásra. „Állócsillagok” (csillagképek) és bolygók Napéjegyenlőségek és napfordulók A holdfázisok, az ekliptika, az állatöv, a hét napjai A naptárkészítés nehézsége. Babilóni, egyiptomi és görög (Julianus) naptár

3


III. A BÖLCSESSÉG SZERETETE (A KLASSZIKUS GÖRÖG FILOZÓFIA) Témakör 1. A filozófia születése 2. Az eredet (arkhé)

Tartalom A jós és a filozófus életforma Az arkhé Thalész, Anaximenész, Empedoklész szerint

A püthagoreusok: szimmetria, számmisztika, matematika, harmónia, diszharmónia 3. Az arányok Hippokratész elmélete (nedvtan) és gyakorlata 4. A görög orvoslás 5. Állandóság és változás Parmenidész és Zénón érvei a változás ellen (Akhilleusz és a teknős). Hérakleitosz érvelése. Dialektika Démokritosz érvelése (atomok, vákuum). Az atomelmélet ellen: a vákuum léte 6. Az atomok („horror vacui”), a rend magyarázata, az „összetett elemi” problémája A szofisták, az igazság relativitása. Paradoxonok 7. Kétely és igazság „Ismerd meg önmagad!” – Szókratész módszere Az ideák fogalma, a barlang-hasonlat. Anamnézis, őselemtan (szabályos testek). 8. Az ideák 9. Arisztotelész Kozmosza 9.1 A változások fajtái Aktuális és potenciális létezés, cél-ok, ható ok, anyagi ok. Szférák, természetes A négy ok hely, természetes és kényszerített mozgások. Érvek az atomelmélet ellen A szférák 9.2 Az égi szférák Érvek a gömb alak és a világ végessége mellett A Föld alakja A szférikus csillagászat (bolygómozgások) Az Eudoxosz-modell A nap- és holdfogyatkozások magyarázata A Hold változásai A Nap középpontú modell Arisztarkhosz heliocentrikus modellje. Ellenérvek: összefüggés a földi fizikával, parallaxis-probléma. 9.3 A Hold alatti világ Az őselemek egymásba alakulása. 9.4 A szférák kapcsolata Meteorologika: a víz körfogása a természetben 10. Az élő világ 10.1 Test és lélek Anyag – forma – lélek. Összetettsége, önállósága. Ősnemzés. 10.2 A lélek működései Táplálkozás és szaporodás. Érzékelés: látósugár-elmélet (Platón), az érzékszervek és a „közös érzék”. A memória: viasztábla-modell. Akarat, indulat, helyes mérték (arany közép). Etika 11. A logika 11.1 A logika tárgya 11.2 Alapelvek Önazonosság, a harmadik kizárása. 11.3 A logikai formák A fogalom definíciója. Hibás definíciók A felosztás A felosztás (osztályozás) alapja, dichotómia, trichotómia, típusok. Téves felosztások. A logika és az élőlények rendszerezése. Az ítélet Feltétlen, feltételes és szétválasztó ítéletek. Függvénykapcsolatok. Következtetés 11.4 A logika módszerei A részleges és teljes indukció. A dedukció: következtetés, bizonyítás (szillogizmus). Indirekt bizonyítás, dilemma. Sejtés, valószínűsítés (heurisztikus okoskodás). Hibás következtetések

4


IV. AXIÓMÁK ÉS KÖVETKEZTETÉSEK (A HELLENIZMUS TUDOMÁNYA) Témakör 1. A hellenizmus kora 2. Geometria 2.1-.2 3. Csillagászat 4. Geográfia 4.1 Az oikumené

Tartalom Korszakhatárok, tudományos szervezetek (Muszeion). Az eukleidészi rendszer: posztulátumok, axiómák. Logikai, matematikai és természettudományos érvelés Ptolemaiosz rendszere, a fényességváltozások magyarázata

Az ókori görögség földrajzi világképe Az első útleírások, a lakott világ 4.2 A gnomonikus A gnomón készítése, égtájak meghatározása, napszakok mérése világkép Az éggömb, földgömb, a Föld tengelye A napfordulók és napéjegyenlőségi körök A földgömb nevezetes szélességi körei A szoláris éghajlati övek 4.3 A fokhálózat Hosszúsági és szélességi körök Helymeghatározás 4.4 Geometria a Távolságmérések a Földön – a háromszögelés gyakorlatban Eratosztenész mérése 4.5 A vetület – a térképek A vetület készítés elve torzítása Vetülettípusok, torzítások 4.6 A Római Birodalom A térképezés gyakorlati feladatai, az itineráriumok térképei 5. Sztatika A súly is erő; 5.1 Axiómák és tapasztalatok a fizikában az egyensúly feltétele; egyszerű gépek (egykarú és kétkarú emelő, álló- és mozgócsiga); súlypont; 5.2 Csigák forgatónyomaték 5.3 A felhajtóerő Arkhimédész törvénye; fajsúly, fajsúlymérés Feltevések (célszerűségi szempont), kutatási módszerek. Eredmények: a keringés 6. Orvostudomány a árapály-modellje (Galénosz) hellenizmusban 7. A hellenizmus filozófiája 7.1 A szkeptikusok Szkepszis, a valószínűség és bizonyosság kérdése 7.2 Az epikureusok Atomelmélet, szabadság és véletlen (Epikurosz) 7.3 A sztoikusok Természettörvény (füzisz), fátum, szümpatheia 7.4 Az újplatonikusok Plótinosz emanáció-tana

5


V. HITBŐL NYERT TUDÁS (A KÖZÉPKOR GONDOLKODÁSA) Témakör 1. A keresztyénség születése 1.1 Történeti háttér 1.2 A zsidó hagyomány 1.3 A partisztika 1.4 A szerzetesség 2. A törvények 2.1 Az igazság 2.2 A teremtés 2.3 A törvények érvényessége 2.4 Teljesség és hiányosság 3. Az idő 3.1 A lét csírái 3.2 Az egyirányúság 3.3 Idő és emlékezet 4. Az iszlám kultúra 4.1 Történeti háttér Kezdetek Az iszlám kultúra 4.2 Atomizált idő 4.3 A kettős igazság 5. A tudás rendszere 5.1 A skolasztika 5.2 Nominalizmus és realizmus 5.3 „A filozófia a teológia szolgálóleánya” 5.4 A világ rendje 6. A reformáció kora 6.1 A vitatott kérdések 6.2 Predestináció és önismeret 6.3 Az ellenreformáció 6.4 A reformáció és ellenreformáció Magyarországon 7. A táguló világ 7.1 A középkor térképei 7.2 A fizika útkeresése: Minőség és mennyiség 7.3 Asztrológia. alkímia 7.4 Az emberi test: szerkezet és szervezet

Tartalom Korszakhatárok (középkor, patrisztika, iszlám, skolasztika). A zsidó-keresztyén és a görög gondolkodásmód kapcsolata. Mono- és politeizmus, messiásvárás. Elkülönülés a zsidó, pogány és dualista tanoktól. A Biblia értelmezése: zsinatok, eretnek tanok A rendek hatása: testi munka, kolostoriskolák, laboratóriumok. A fontosabb rendek Plurális és ortodox gondolkodásmód. Szkepszis, viszonyítási pont, bizonyosság A transzcendencia kérdése, teremtés a semmiből A csodák és a természettörvények viszonya (Augustinus) A hiányosság és megfosztottság. Teleológia, hiány, folyamat kapcsolata. A potenciális és az aktuális létezés problémája Világtörténelem, döntés, felelősség, cél Az időfogalom az egyén szempontjából (emlékezet, figyelem, várakozás: múlt, jelen, jövő) Alapítás. Monoteizmus. Terjeszkedés A művelődés (arab egyetemek), fordítások, önálló eredmények a természettudományokban Az idő-atomok és a folyamatos teremtés hipotézise A „kettős igazság” problémája (averroizmus) Egyetemek kialakulása: érvelésmód, szerveződés, a hét szabad művészet Az egyes és általános viszonyának kérdése Anzelm és Aquinói Tamás istenérvei Szabadság és predestináció, véletlen és előre látható Ki és miről dönthet a teológiában. Bibliakritika Kálvin tanítása a kegyelemről és a predestinációról. Képesség, lehetőség, önismeret A jezsuiták: iskolarendszer, kísérletezés. Hatásuk Magyarországi nyomdák, egyetemek, művelődés.

Az OT-térképek és a portolanok, a méretarány, arányszám, kicsinyítés A hőmennyiség összeadási kisérlete (Bacon). A mozgás természete (impetuselmélet, Buridan). Analógiákon alapuló gondolkodásmód a késői középkorban. Az alkímia eredményei Mikrokozmosz-Makrokozmosz. Gyakorlati eredmények: boncolás, anatómia. Automaták, mint analógiák.

6


VI. ÚJ FÖLD, ÚJ ÉG (AZ ÚJKORI FIZIKA KIBONTAKOZÁSA) Témakör 1. A kopernikuszi fordulat A Gergely-féle naptárreform Püthagórasz újrafelfedezése; Kopernikusz 1.2 Kopernikusz gondolatmenete

Tartalom A Julianus- és a Gergely-naptár, a reform szükségességének okai, a Gergely-naptár pontossága, a görög és arab csillagászati rendszerek újrafeldolgozása Egyszerűbb csillagászati modell keresése, a napközéppontú elképzelések előtérbe kerülése, a számok szerepe; Kopernikusz elméletének alapgondolata és problémái A Nap-középpont mellett szóló érvek, a ptolemaioszi és a heliocentrikus modell összevetése, szemléletbeli következmények

2. Az ég törvényei 2.1 Tycho Brahe A Nap a körülette keringő bolygókkal a Föld körül kering; Brahe munkássága és kompromisszum-kísérlete megfigyelései (üstökösök, szupernóva) 2.2 Kepler Kepler gondolatmenete (a Mars keringési idejének és pályájának meghatározása); a Kepler-törvények A reneszánsz világszemlélete, a perspektíva és a koordinátarendszer alkalmazása, 3. A reneszánsz hatása, a térről, az időről és a mozgásról alkotott elképzelések megváltozása, természetfilozófia Giordano Bruno filozófiája 4. Matematika a fizikában: Galilei 4.1 Csillagászati Galilei távcsöves megfigyelései, következtetései és számításai felfedezések 4.2 „A természet nyelve: A kísérletezés és a matematikai leírás összekapcsolása a matematika” 4.3 Tehetetlenség és A tehetetlenségi elv kimondása; relativitás a viszonyítási rendszerek egyenértékűsége 5. A kinematika fogalmai 5.1 Mozgás és sebesség Vonatkoztatási rendszer, elmozdulás, pálya, út, átlag- és pillanatnyi sebesség 5.3 A mozgások fajtái Egyenesvonalú egyenletes mozgás, egyenletesen gyorsuló mozgás, gyorsulás Szabadesés, mozgás lejtőn; 6. Kinematika a gravitációs gyorsulás, négyzetes úttörvény, összetett mozgások (függőleges, gyakorlatban vízszintes, ferde hajítások) 7. A dinamika születése 7.1 A dinamika Mi a dinamika? 7.2 A tehetetlenség Newton I. axiómája; az abszolút tér és idő; inerciarendszer 7.3 Tömeg és erő Newton II. axiómája, tömeg, erőmérés; impulzus, 7.4 Súly- és tömegmérés Gravitációs erő, súly, a súly függése a helytől, tömegmérés mérleggel 7.5 A kölcsönösség Newton III. axiómája; tökéletesen rugalmas és rugalmatlan ütközés 7.6 „Valódi” és Gyorsuló viszonyítási rendszerek, tehetetlenségi erők (centrifugális erő, Coriolis„látszólagos” erők erő) f

7


VI. AZ ÚJKORI FIZIKA KIBONTAKOZÁSA – folytatás Témakör 8. A gravitáció 8.1 A körmozgás dinamikája 8.2 Alma, Hold, ágyúgolyók 8.3 A gravitációs erő nagysága 8.4 A távolhatás problémája 9. Munka, energia, hő 9.1 Az örökmozgó ábrándja 9.2 Energia és munka 9.3 Munka és hő

9.4 Az energiamegmaradás törvénye 9.5 Energiaprofil, stabilitás

Tartalom Centripetális erő, egyenletes körmozgás, keringési idő, kerületi és szögsebesség, fordulatszám, centripetális gyorsulás Az égi és földi mozgások egysége A gravitációs erő távolságfüggése, az egyetemes gravitációs állandó, az általános tömegvonzás törvénye, Eötvös Loránd mérései Távolhatás vagy éter?

Galilei ingakísérlete; munka, helyzeti és mozgási energia; munkatétel, zárt rendszer Az első hőmérők és hőmérsékleti skálák; elméletek a hő mibenlétére; hőmennyiség és hőmérséklet, fajhő; a kalória; látens hő, olvadáshő, forráshő; a mechanikai munka hőegyenértéke, Joule kísérletei A törvény kimondásához vezető folyamat, az örökmozgó lehetetlensége Egyensúlyi helyzetek, energiaprofilok, energiaminimum-elv

8


VII. KÉTELY ÉS BIZONYOSSÁG (A MECHANIKA KORÁNAK SZELLEMI ÉLETE) Témakör 1. A tudományos közélet kialakulása 2. A bizonyosság keresése a filozófiában 2.1 A kérdésfölvetés 2.2 Empíria vagy ráció? 3. A racionalizmus 3.1 Gondolkodom, tehát vagyok (Descartes) Test és lélek Descartes hatása Magyarországon 3.2 „Ez a világ a lehetséges világok legjobbika” A rejtett terv keresése A monászok A lehető legjobb világ 3.3 „A természet a dolgokban rejlő Isten” 4. Az empirizmus 4.1 Locke 4.2 Berkeley 4.3 Hume 5. Kant 5.1 A kanti kérdésfelvetés 5.2 Ismereteink eredete 5.3 Megismerő képességünk szerkezete A szemlélet formái Az értelem kategóriái A tiszta ész eszméi Kant etikája 6. A felvilágosodás 6.1 A társadalmi háttér 6.2 A felvilágosodás filozófiai irányzatai

Tartalom Tudományos szakfolyóiratok, tudós társaságok kialakulása, új tudóstípus megjelenése, a tudományos ismeretek hozzáférhetősége Teológiától független, az ismeretszerzés módját kutató filozófia. F. Bacon Descartes módszere. Dualizmusa, deduktivitás. Analízis-szintézis. Az anyagi világ kölcsönhatásai: Ütközések, örvényelmélet, kozmogónia. Aktivitásuk, küzdelmük. Reflexió. Apáczai: Enciklopédia

A preformáció-tan. Homunculus. Leibniz monász-tana. Tér és idő Leibniz felfogásában. Az eleve megállapított harmónia kérdése Spinoza Etikája. Teleológia-ellenesség. Szabadság és determináció Spinoza felfogásában. Asszociáció-elv, „tabula rasa”. Problémái. A szubjektív idealizmus lehetősége, Berkeley megoldási javaslata Asszociációs elvek: okság, tér, idő, „Én”. Mi a tapasztalás föltétele? „A priori ismeret” A priori- a posteriori Tér és idő érzékelése Analitikus és szintetikus ítéletek Szemlélet – fogalom – eszme. A kategorikus imperatívusz A felvilágosodás létrejötte, lényege, egyes országonkénti sajátosságai A deizmus (Voltaire), a mechanikus materializmus (Holbach, Laplace), a newtoni mechanika uralkodóvá válása a világképben

9


VIII. A FÖLDI KOZMOSZ Témakör 1. A világatlasz 1.1 A térképészet aranykora 1.2 A földrajzi helymeghatározás 1.3 Az időzónák 1.4 A Föld alakja 1.5 Magasság és mélység a térképeken 1.6 A természet és a társadalom új arcai 1.7. A térkép jelrendszere 2. A légkör fizikája 2.1 A meteorológia kialakulása 2.2 Meteorológiai megfigyelőhálózatok 2.3 A magaslégköri kutatások 2.4 Az időjárás elemei A levegő hőmérséklete A levegő nyomása és mozgása A csapadék Víz a levegőben 2.5 A szélrendszerek A légkör energiamérlege Megfigyelések és modellek Légörvények Évszakos változások 3 A világtenger 3.1 A világtenger vize 3.2 A „hatalmas lendkerék” Az építő és romboló tenger A tengeráramlatok

Tartalom A nagy földrajzi felfedezések hatásai, Ptolemaiosz újkori felfedezése Mercator munkássága – a hengervetület, az Atlasz Helymeghatározás a világtengereken A kezdő hosszúsági kör kijelölése A napidő, zónaidő és a világidő fogalma A dátumválasztó vonal A Föld méretének megmérése, A geoid A domborzatábrázolás történeti fejlődése, az izovonalak A tematikus térképek kialakulása, típusai A térkép mint segédeszköz A térkép függvény A térképek típusai, a jelkulcs Az időjárási jelenségek megfigyelései a levegő fizikai állapotváltozásainak mérése, értelmezése. A meteorológiai megfigyelőhálózat születése Az időjárás-térképek A légkör szerkezete az egyes szférák jellemzése A levegő hőmérsékletváltozásai térben és időben, napi és évi ritmusok, módosító helyi tényezők A légnyomás fogalma, az izobár felületek, helyi szelek Abszolút és relatív páratartalom, a harmatpont Csapadékfajták keletkezési körülményeik. Hideg és meleg front, a főnhatás A Föld sugárzási mérlege, a mozgó levegőre ható erők (Coriolis-hatás) A passzátszelek felfedezése A forró vizes fazék, egy és háromcellás modellek Ciklon, anticiklon fogalma. A futóáramlások A mérsékelt övi és trópusi monszun, a termikus egyenlítő Az óceánok vizének fizikai és kémiai jellemzői Az árapály. A dagály és apály kialakulása, a vakár és a szökőár A különböző tengerparttípusok formakincse, torkolatok. Vihardagályok elleni védekezés Hollandiában Kialakulásuk okai és hatásaik

10


VIII. FÖLDI KOZMOSZ - folytatás Témakör 3.3 A tenger mélyén 4. A felszínt formáló külső erők 4.1 Szállítóközeg nélküli lejtős tömegmozgások 4.2 Felszín alatti vizek 4.3 Felszíni vízfolyások 4.4 Emberi hatások 4.5 A jég munkája 4.6 A szél munkája 5. Az övezetesség 5.1 Biomok és zónák 5.2 A forró övezet 5.3 A mérsékelt övezet 5.4 A hideg övezet 5.5 Függőleges övezetesség A hegyvidékek övei Tengerek

Tartalom A tengerfenék felfedezése

A gravitáció hatása, földcsuszamlás, erózió Talajnedvesség, talajvíz, rétegvíz. Források és kutak. Ásott kút, artézi kút, parti szűrésű kút. A folyók felszínformáló munkája, szakaszjellegei és ezek formakincse A gátak közé terelt folyók, az ember hatása a felszín alatti vizekre A gleccser születése, a glaciális formakincs, a moréna. A jégtakarók. A szél felszínformáló hatása, a sivatagok formakincse Humboldt fölismerése. Az éghajlati övek térbeli rendjét meghatározó természetföldrajzi tényezők Az egyenlítői, átmeneti, trópusi monszun és a térítői öv átfogó leírása. Esőerdők, szavannák, monszunerdők, füves puszták, félsivatagok, sivatagok. A meleg, hideg és a valódi éghajlati övek átfogó bemutatása Mediterrán, lomb- és fenyőerdők. A sarkköri és a sarkvidéki övek jellemzői. Tundrák Függőleges övezetesség az Egyenlítőtől távolodva Partmenti, nyílt és mélytengeri biomok

11


IX. MÉRLEGELÉS Témakör 1. A kémiai elem 1.1 A kutatás terve 1.2 A tűz Őselem helyett: folyamat Az égés flogisztonelmélete 1.3 A levegő elemzése A fix levegő (szén-dioxid) Az oxigén előállítása A levegő összetétele 1.4 Új szintézis: Lavoisier Támadás a flogisztonelmélet ellen Az oxidáció – Lavoisier elmélete A víz összetétele: analízis, szintézis Légzés és fotoszintézis Oxidáció és hőtermelés 2. Az újkor atomelmélete 2.1 Fizikai érvek

2.2 Anyagmennyiség és koncentráció Az érvényesség határai Koncentráció 2.3 A vegyületek: arány és szerkezet Az affinitás és a tömegarányok A többszörös tömegviszonyok törvénye Név, vegyjel, képlet Atom helyett erőcentrum: Boškovic Kémiai reakció – fizikai változás A Boškovic–Dalton modell

(A KÉMIA KIBONTAKOZÁSA) Tartalom A 4 (5) arisztotelészi őselem tanának hitelvesztése (gyakorlati és elméleti problémái). Boyle programja. Égés során valami egyesül a levegővel. A flogiszton feltételezett körforgása. Mi magyarázható így? A hidrogén előállítása A szén-dioxid előállítása, megkötése (gázmosó lombik) Az oxigénfogyasztás kísérleti kimutatása. Gázfejlesztő lombik használata oxigénfejlesztésre. A nitrogéngáz, mint a „maradék” azonosítása. Nemesgázok. A flogisztonelmélet problémája: tömegnövekedés égés során. Oxidáció és redukció: oxigénfelvétel ill. leadás. Példák redox folyamatokra. Vízbontás, hidrogénfejlesztés, durranógáz-reakció. Kapcsolatuk, bruttó egyenlet. Funkciójuk. Az oxigén körfogása a természetben Az oxidáció hőt termel. Az élőlények légzése és az égés hasonlósága. Torricelli kísérlete; Pascal bizonyítéka; barométer; Bernoulli magyarázata a gázok nyomására, Brown-mozgás; gáztörvények; egyesített gáztörvény Avogadro törvénye, a mól fogalma, Loschmidt-szám; moláris atomtömeg, Az ideális gáz és a reális gázok különbségei. Koncentráció, tömeg%, sűrűség. Átváltások. Elegyítés, hígítás: példamegoldások. A tömegarány. Adott érték-e ez vagy változtatható? (Proust-Berthollet vita). Elegyek, vegyületek különbsége Proust és Dalton eredményei. Az újkori atomfogalom. A vegyérték-elmélet. A vegyjel jelentése. Szerkezeti és összegképlet különbsége. A kapcsolódás és taszítás problémája a Dalton-modell számára. Boskovic megoldási kísérlete: vonzó-és taszítóerők egyidejű jelenléte. Molekulán belüli (elsődleges) és molekulák közti (másodlagos) kötőerők. Rácsállandó. Két, egymással ellentétes modell egyidejű használata.

12


IX. MÉRLEGELÉS - folytatás Témakör 3. A kémiai átalakulások 3.1 A kémiai átalakulás 3.2 Termokémia A reakcióhő A képződéshő 3.3 Reakciókinetika A kémiai reakciók sebessége Gyulladás, robbanás A katalízis A tömeghatás törvénye Az ammónia szintézise A legkisebb kényszer elve 4. Anyagi halmazok 4.1 A gáz állapot Diffúzió, viszkozitás

Tartalom Fogalma. Exoterm és endoterm folyamatok. Hess törvénye. Reakcióhő és képződéshő kapcsolata. A reakciósebesség meghatározása. Gyulladási hőmérséklet, aktiválási energia, láng. A katalizátorok általános hatása. Zárt rendszerben kialakuló kémiai egyensúlyok. A cél, és a K ismeretében elérhető eredmények. Az ammóniaszintézis a gyakorlatban: reakciókietikai megfontolások

Az anyagi halmaz. A gázok tulajdonságai. A diffúzió és a viszkozitás magyarázata, hőmérsékletfüggésük. Diffúzió vákuumban. Adszorpció, deszorpció Gyakorlati példák. 4.2 A nyugvó folyadékok A folyékony halmazállapot; hidrosztatikai nyomás, Pascal-törvény, felületi feszültség, nedvesítés, hajszálcsövesség; kohézió, adhézió; abszorpció, ozmózis és jelentősége a sejtek működésében 4.3 Az áramló folyadékok Bernoulli-elv; és gázok turbulens áramlások, örvények; közegellenállás 4.4 A szilárd testek A szilárd halmazállapot; kristályszerkezet, amorf szerkezet; elemi cellák, kristályosodás 4.5 HalmazállapotPárolgás, forrás, olvadás, oldódás, fagyás; szublimáció; változások telített gőz, fázisdiagramok; energiamérleg Energiamérleg Olvadáshő, forráshő, párolgáshő és magyarázatuk.

13


X. AZ ÉLŐK MECHANIKÁJA Témakör Tartalom 1. A formák állandósága 1.1 A faj Linné rendszere. A fajállandóság kérdése. Kategóriák. Természetes és mesterséges rendszer 1.2 A sejt Az ősnemzéstan kísérleti cáfolata. Sejtek megfigyelése (Hooke, Leeuvenhoek), elméleti általánosítás (Schwann) 1. 3 A szervezet Sejttársulások Kolóniák, telepek Előfordulásuk. A szövet Osztódó (csúcsi, kambium, közbeiktatott); bőr (epi-és rhizodermisz, elsődlegesA növényi szövetek másodlagos); szállító; alap (asszimiláló, raktározó, kiválasztó, szilárdító). Hám (lap-, köb-, henger; fedő-, mirigy-, felszívó-, csíra- érzékhám); kötő- és támasztó (tömött- és lazarostos-, zsír-, porc és csontszövet); izom (sima-, Az állati szövetek harántcsíkolt és szívizom);ideg. Szervek és A szövet – szerv – szervrendszer – szervezet szintek kapcsolata példákkal. Módosult szervrendszerek szervek 2. A mozgás mechanikája 2.1 Mozgástípusok az Aktív és passzív mozgások. Hámizomsejt, külső és belső váz, rakéta-elv állatvilágban (lábasfejűek). 2.2 A vázrendszer Emelőtípusok az emberi szervezetben és a rovarokban. Izom-antagonizmus. működési elve 2.3 A csontok Szerkezet (kémiai felépítés és mikroszkópos szerkezet: csontgerendák) mechanikája Kapcsolatok: összenövés, porcos és ízületes kapcsolat. Sérülések, elsősegélynyújtás. 2.4 Az izomműködés Vizsgálata (kimográf), rángás, remegés, görcs. Tetanusz mechanikája 2.5 Az ember fontosabb csontjai és izmai A csigolyák típusai, felépítésük. Hátizmok. Sérüléseik. A gerincoszlop A végtagok mozgatása. Bicepsz, ticepsz, mell- és hasizmok. Emberi sajátosságok: A végtagok és opponálhatóság, medenceszélesség. függesztőöveik Csontjai, ízesülése. Rágó- és csuklyásizom. Fogak, fogképlet, betegségek. Mimika A koponya 3. A gázcsere 3.1 A növényi gázcsere Szöveti szerkezete. Alkalmazkodás a környezethez A levél felépítése A turgorváltoztatás mechanizmusa. Élettani funkciója A gázcserenyílások működése 3.2 LégzőrendszerDiffúz légzés, hám- és előbél eredetű kopoltyú, köpenyüreg, trachea, tüdő típusok 3.3 Az ember légzése Nyomásváltozások a légzés fázisai során. Légzőizmok, vitálkapacitás. Betegségek, A gázcsere oka mesterséges lélegeztetés. Külső légzés: az oxigénfelvétel és szén-dioxidleadás oka. Szerepük. Védekező reflexek. A gége. Nyelés, hangképzés A légutak

14


X. AZ ÉLŐK MECHANIKÁJA - folytatás Témakör 4. A keringés mechanikája 4.1 A növényi keringés A gyökér működése Az edénynyalábok A fás szár 4.2 Harvey felfedezése Keringési rendszerek az állatvilágban 4.3 Az ember keringési rendszere A szív Pulzus és vérnyomás A nagy- és a kisvérkör 5. A szervezet harmóniája 5.1 A korrelációk tana 5.2 A környezet és a szervezet összhangja: növények 5.3 A környezet és szervezet összhangja: állatok

Tartalom Általános jellegzetességei A gyökérnyomás kimutatása, eredete. Gyökérszőrök, endodermisz, központi henger. Szelektív felszívás Felépítése, áramlási irányok. A levelek szívó hatása Az évgyűrűk keletkezése. Kéreg. Geszt, szíjács. A vérkeringés felfedezése. A billentyűk szerepe. Vándorsejtek. Nyílt és zárt keringés. Változatok vérkörökre: a halak, kétéltűek, hüllők és madarak keringési rendszere.

Részei, nyomásviszonyok, szívhangok. A szívműködés zavarai. Az artériák és vénák felépítése. Szélkazán-hatás. A vérnyomásmérés módszerei. Keringési rendellenességek A nyomás, összkeresztmetszet, áramlási sebesség változásai. Tónus, artéria-véna kapillárisok. A vénás áramlást elősegítő tényezők. Vérzéscsillapítás

A korreláció-tan (Cuvier) Mohák, harasztok, virágos növények környezete, testfölépítése és életmódja közti kapcsolatok Szivacsok, csalánozók, férgek, puhatestűek, ízeltlábúak, halak, kétéltűek, hüllők, madarak és emlősök környezete, testfölépítése és életmódja közti kapcsolatok

15


XI. VONZÁS ÉS TASZÍTÁS Témakör 1. Elektrosztatika 1.1-3. Elektromos alapjelenségek...

Tartalom

Az elektromos állapot létrehozása, vonzó és taszító hatás; vezetők és szigetelők, az elektromos állapot kimutatása; a kétféle elektromos állapot magyarázata, megosztás, töltésmegmaradás, Coulombtörvény 1.4. Az elektrosztatikus Az erőtér mint fizikai realitás, térerősség, erővonalak, fluxus; az el.sztat. mező mező konzervatív; feszültség; potenciál, Gauss-tétel 1.5 Töltés elhelyezkedése A vezető felülete, belseje, árnyékolás, csúcshatás, villámhárító, a villám a vezetőn 1.6 Kondenzátorok A kondenzátor, kapacitás, a dielektrikum szerepe; a kondenzátorok fajtái 2. Magnetosztatika 2.1 Mágneses Az állandó mágnesek tulajdonságai, az iránytű alapjelenségek, iránytű 2.2 A mágneses erőhatás A mágneses Coulomb-törvény 2.3 A mágneses tér Állandó mágnesek terének szemléltetése erővonalakkal 2.4 Az anyagok Para-, dia- és ferromágneses anyagok, doménszerkezet, ferritek mágnesezhetősége 2.5 A Föld mint mágnes A Föld mágneses terének leírása; a pólusvándorlás 3. Elektromos egyenáram 3.1 Galvani és Volta Galvani kísérletei, Volta magyarázata; elsőfajú és másodfajú vezetők, a Volta-oszlop 3.2 Elektromos áram, Az áramkör alapfogalmai áramforrások

16


Témakör 3.3 Az elektromos áram mágneses hatása

Tartalom Oersted felfedezése; galvanométer, áramok egymásra hatása; elektromágnes 3.4 Ohm törvénye Ohm-törvény, vezetők ellenállása 3.5 Feszültség, ellenállás, Soros és párhuzamos kapcsolás, eredő ellenállás, mérőműszerek kapcsolása; vegyes kapcsolás, Kirchoff-törvények, Wheatstone-híd áramerősség az áramkörben 3.6 Az elektromos áram Joule-Lenz-törvény; által termelt hő az áram munkája és teljesítménye 3.7 Az áram biológiai hatása 4. Elektrokémia 4.1 Analízis Elméleti megfontolások (kémiai kötés - elektrosztatikai kölcsönhatás), elektromossággal Gyakorlati eredmények: elektrolízis, elektrolit, anód, katód, anion, kation 4.2 Berzelius elmélete Tapasztalatok: semlegesítés, sók, indikátorok. Az első magyarázat-kísérletek: Stahl, Savak, bázisok, sók Lavoisier Az elemek erősségi sora, bomlásfeszültség Berzelius elmélete 4.3 Arrhenius elmélete Problémák és megoldás-keresés: H-savak, híg oldatok sajátságai, elektrolízis bomlásfeszültség alatt Arrhenius megoldása: elektrolitos disszociáció, hidratáció. OH- és H+ -ionok A savak és a bázisok erőssége: függése a disszociációfoktól A pH, az indikátorok működése 4.4 Brönsted elmélete A disszociáció: kölcsönhatás (a vezetőképesség koncentrációfüggése) Brönsted sav-bázis elmélete: sav-bázis párok, amfotréia 4.5 Az elemi töltés Elektrolízis a A konyhasó higanykatódos elektrolízise. Alumíniumkohó. Q= I t ; az elemi töltésegység gyakorlatban Faraday elektrolízistörvénye A katódsugárcső – katódsugárzás: elektronok (Thomson). Az elektron és a proton A vezetők típusai

4.6 Elektronok több atom vonzásában Elektronegativitás és polaritás A redox folyamatok általános elmélete Polaritás és halmaztulajdonságok 4.7 Kémiai és elektromos energia A galvánelemek működése A korrózió Akkumulátorok

Első- és másodfajú vezetők, szupravezetés. Félvezetők. Csősugarak: proton = H+ . Vákuumdióda, trióda Poláros és apoláros molekulák, ionrácsos vegyületek Elektrofelvétel (gazdagodás), elektronleadás (szegényedés) Elsődleges és másodlagos kötések. Fajhő, olvadáspont, forráspont, viszkozitás, elegyíthetőség. Diszperziós erő, dipol-dipol kölcsönhatás, H-híd A Daniell-elem: elektródpotenciálok, standard potenciál, A bomlásfeszültség - új megvilágításban (helyi elemek) Elektrokémiai korrózió, katódos felületvédelem Elektromos és kémiai energia egymásba alakítása az ólomakkumulátorban. Környezetvédelmi problémák

17


XII. VÁLTOZATOK HAT ELEMRE (SZERVES KÉMIA) Témakör 1. Élő és élettelen határán 1.1 Ősnemzés és életerő 1.2 A szerves kémia ma 2. Képlet és valóság 2.1 Összetétel és összegképlet 2.2 A szerkezeti képlet 2.3 A térszerkezet 3. A szénhidrogének 3.1 Csoportosítás, elnevezés, jelölés 3.2 A kőolaj és a földgáz Az eredet kérdése Felhasználás 3.3 Az alkánok tulajdonságai Fizikai sajátságok Kémiai reakciók 3.4 A telítetlen szénhidrogének tulajdonságai Addíció és térszerkezet Polimerizáció 3.5 Az aromás szénhidrogének A benzol szerkezete A benzol származékai 3.6 A halogénezett szénhidrogének

Tartalom Az ősnemzés elv kísérleti cáfolatai (Spallanzani, Pasteur). Az életerő-elmélet (a szerves kémia elnevezés eredete) és Wöhler kísérleti cáfolata. A szénvegyületek különleges sajátságai. Minőségi és mennyiségi analízis (példa: metán összegképletének megállapítása). A vegyértékfogalom alkalmazása. Konstitúciós izoméria. A szubsztitúciós elv alkalmazása a térszerkezet kiderítésére (vam t Hoff). Példák: metán, etán. Konformáció. Nyíltláncú és gyűrűs, telített és telítetlen szénhidrogének. Szerkezeti és gyökcsoportos képlet, vonalábra. Homológ sorok. Elnevezési alapszabályok. A szervetlen és a szerves eredet hipotézise, bizonyítékok. Gázszivárgás, biogáz termelés. Kőolajkutatás, frakcionált desztillálás, krakkolás. Oktánszám, ólmozott és ólommentes benzin. Oldhatatlanság vízben, következményei (kőolaj-katasztrófák). Forráspont és molekulatömeg, forráspont és molekula-alak összefüggése. A paraffin elnevezés magyarázata. Égés, robbanás, láng. Szubsztitúciós reakciók. A halogénezett szénhidrogének környezetvédelmi vonatkozásai (kloroform, freon).

Az etén térszerkezetének igazolása: cisz-transz izoméria (van t Hoff). Szigma- és πkötés. A polimerizáció mechanizmusa. Polietilén,. A név eredete. Kekulé gondolatmenete a gyűrűs szerkezet igazolására. A Kekulémodell problémái, a delokalizáció. A benzol kémiai sajátságai. Toluol, naftalin. Olvadás-és forráspontjuk összevetés a szénhidrogénekével. Elimináció. Műanyagok: PVC, teflon, gumi. A műanyagok környezetszennyező hatása, megoldások

18


XII. VÁLTOZATOK HAT ELEMRE – folytatás Témakör 4. Egyszerű oxigéntartalmú vegyületek 4.1 A funkciós csoportok 4.2 A funkciós csoportok hatásai Fizikai tulajdonságok Redoxi reakciók Sav-bázis reakciók Funkciós csoportok kölcsönhatása 4.3 Egyszerű oxigéntartalmú vegyületek környezetünkben Alkoholok Éterek és oxo-vegyületek Karbonsavak Észterek 5. Molekulahalmazok belső rendje 5.1 Szappanok és más mosószerek Szappanfőzés A micellák Egyéb mosószerek és hatásaik 5.2 Membránok és habok Habok Membránok

Tartalom

Oxigéntartalmú funkciós csoportok elnevezése, a vegyülettípusok elnevezési szabályai. Alkoholok, éterek, oxo-vegyületek, észterek és karbonsavak forráspont-értékeinek összevetése. Magyarázatuk a molekulaalak és a kötések polaritása alapján. Fenol. Égés és gyenge oxidációk (primer és szekunder alkoholok különbsége, ezüsttükörreakció). Az oxidációs lépcső energiaszintjei. A karbonsavak az alkoholok és a fenolok savasságának összehasonlítása, magyarázat. Egymás közelében fekvő fukciós csoportok kölcsönhatása. (oxálsavborostyánkősav). Intra- és intermolekuláris hidrogén-hidak (maleinsav-fumársav).

Etanol előállítása erjesztéssel és vízaddícióval. A glicerin és a glikol felhasználása. Éterek előállítása kondenzációval. Felhasználása. A formaldehid és az aceton felhasználása, veszélyeik. Hangyasav (elfordulás, ezüsstükör-próba); ecetsav (előállítás, felhasználás); zsírsavak, olajsavak, szalicil. Észterképződés és hidrolízis. Gyümölcsészterek, viaszok, glicerinészeterek (neutrális zsírok, foszfatidok glicerin-trinitrát): biológiai és gazdasági jelentőségük. Kencék. lakkok.

Kenő- és mosdószappanok előállítása, kémhatásuk magyarázata. A szappan, mint detergens viselkedése vizes közegben: hártyák, egyrétegű micellák. Opaleszcencia. A tisztító hatás magyarázata. A detergensek általános felépítése. A mosószerek adalékanyagai, környezetvédelmi problémák. Habképződés. Kétrétegű micellák, a biológiai membránok kémiai háttere (folyékony mozaik modell).

19


XII. VÁLTOZATOK HAT ELEMRE – folytatás Témakör 6. Aszimmetrikus molekulák 6.1 Fényforgatás A forgatóképesség felfedezése Több kiralitáscentrumot tartalmazó molekulák 6.2 Élet és aszimmetria Pasteur meglepő eredményei 7. A szénhidrátok 7.1 Egyszerű cukrok (monoszaharidok) A szőlőcukor szerkezete Egyéb egyszerű cukrok 7.2 Összetett cukrok Diszaharidok Poliszaharidok 8. Nitrogéntartalmú vegyületek 8.1 Az aminok és az amidok 8.2 Aminosavak és peptidek 8.3 A fehérjék szerkezete Elkülönítés Az aminosav-összetétel Az aminosav-sorrend A másodlagos szerkezet A harmadlagos szerkezet A funkció (enzimhatás) Miért aszimmetrikus az élet? 9. Kolloidika 9.1 A kolloid rendszerek 9.2 Kolloidok adszorpciója 9.3 Kolloidok stabilitása

Tartalom

A forgatóképesség felfedezése, Pasteur felfedezése (forgató és racem borkősav), van T Hoff nagyarázata: optikai izoméria. Ábrázolás, jelölés: kiralitáscentrumok, D és L ill. R és S sorozat. Enantiomerek, diasztereomerek. Tulajdonságaik különbsége. Az élőlények kiralitás szempontjából szelektív tulajdonságai. Magyarázat: az enzimreakciók specifitása. Az elnevezés eredete. Poli- és monoszaharidok. A nyíltláncú szerkezet kémiai analízise vázlatosan. Érvek a gyűrűs változat mellett. α- és β-izomerek. Ribóz, dezoxiribóz, fruktóz. Maltóz, cellobióz, szaharóz. Redukáló sajátságaik. Cellulóz, keményítő (amlilóz, amilopektin), eltérő sajátságaik magyarázata. Glükogén, kitin. Primer, szekunder, tercier aminok. Kémhatásuk. Előfordulásuk az alkaloidákban. Az aminosavak általános képlete, oldallánc-típusok. Ikerionos szerkezet. A peptidkötés. Az ultracentrifuga és az elektroforézis, mint elválasztó módszerek. A kromatográfia alkalmazása a szerves kémiában. Az inzulin-aminosavsorrend felderítésének elve (Sanger). Az α-hélix és a β-redő igazolása röntgendiffrakció segítségével, gyakoriságuk magyarázata a H-hidakkal (Ramachandran-koordináták). A hernyóselyem és a keratin tulajdonságai. Magyarázata az oldallánc-kölcsönhatások figyelembe vételével. Összetett fehérjék, negyedleges szerkezet. Az enzimhatás magyarázata. Enzimmérgek, gyógyszerek hatása. Denaturáció, az enzimek fajlagosságának magyarázata. Az élők aszimmetriájának magyarázata a fehérjék másodlagos és harmadlagos szerkezete alapján. A kolloid rendszer definíciója. Hidroszol, gél, emulzió, köd, füst, aeroszol. A nagy fajlagos felület következményei. Koaguláció a természetben: talajkolloidok (a Ca és Na-ionok eltérő hatása), nehézés könnyűfémsók, hőhatás (reverzibilis és irreverzibilis koaguláció).

20


XIII. AZ ÉLET KÉMIÁJA Témakör 1. A sejt feltérképezése 1.1 A sejthártya és a plazma 1.2 Öt regnum: öt sejttípus 2. A biokémiai modell 2.1 A biokémia és módszerei 2.2 Felépítés és lebontás 2.3 Életmódok 3. A fotoszintézis 3.1 A zöld színtestek 3.2 A fotoszintézis részfolyamatai 4. Lebontó folyamatok a sejtben 4.1 Az erjedés és a biológiai oxidáció 4.2 Glükolízis és erjedés 4.3 A citrát-ciklus 4.4 A végső oxidáció 4.5 A mitokondriumok szerepe 5. A sejtanyagcsere 5.1 A sejtanyagcsere térképe 5.2 A vitaminok

Tartalom A sejt részleteinek vizsgálatai módszerei. A külső és belső membránok, a membránfehérjék funkciói. A pro- és eukarióta egysejtűek, növények, állatok és gombák sejtjeinek összehasonlító vizsgálata. Szervezet-, szerv-, szövet-, sejt-, sejtszervecske és enzimszintű vizsgálatok. Előnyök, hátrányok. Asszimiláció, disszimiláció. Hetero- és autotróf; foto- és kemotróf lények. Csoportosítás a lebontó anyagcsere alapján. Határesetek. A kloroplasztiszok felépítésének és funkciójának felderítése. A klorofill elkülönítése. Segédpigmentek. A sötét- és fényszakasz elkülönítése (Hill-reakciók).

A Pasteur-effektus és energetikai magyarázata. Az erjedés típusai, feltételei. Kapcsolata a glükolízissel. Szent-Györgyi és Krebs kísérleti módszere (a körfolyamat-jelleg bizonyítékai). A folyamat lényege. Speciális enzimmérgek (KCN). A mitokondriumok és a biológiai oxidáció kapcsolatára vonatkozó tények. A kemiozmotikus hipotézis (Mitchell). Nem glükózból kiinduló lebontó és átalakító folyamatok vázlatosan (poliszaharidok, zsírok, aminosavak). Koenzimek, eszenciális aminosavak és vitaminok. Felfedezésük, szerepük az egészséges táplálkozásban.

6. Az emésztés 6.1 Az emésztés formái Külső és belső emésztés, egy- és kétnyílású bélcsatorna. 6.2 Emésztés az emberben Az ember emésztőszervrendszerének részei. Fizikai folyamatok (rágás, falatképzés, perisztaltika, emulgeálás). Az emésztés kémiája: a bontóenzimek és működési feltételeik. A vastagbél szerepe. Az emésztőrendszer betegségei. 6.3 A felszívás A felszívás helyszínei és mechanizmusa. 7. A tápanyagok útja a sejtekig 7.1 A máj szerepe A kapuérrendszer. A glükóz-glükogén átalakulás, epetermelés (Fe-forgalom), a méregtelenítés módjai. 7.2 Mi történik a A vérnyomás és a kolloid ozmózis nyomás hatása az anyagforgalomra. A hajszálerekben? nyiroknedv keletkezése. 7.3 A nyirokkeringés Nyirokerek, nyirokszervek, a mellvezeték. 8. A vér biokémiája 8.1 A vér összetétele Az alakos elemek jellemzői és a vérplazma összetétele. 8.2 A légzési gázok A hemoglobin működése (oxigén- és szén-dioxidszállítás). Alkalmazkodás és szállítása rendellenességek. 8.3 A véralvadás Az alvadás kaszkádmechanizmusa néhány alvadási faktor feltüntetésével. Vérrögoldás, trombózis, vérzékenység.

21


Témakör 9. A kiválasztás 9.1 Elválasztás és kiválasztás 9.2 Kiválasztás az élővilágban 9.3 A vese 10. Az izomműködés biokémiája 10.1 A mikroszkópos szerkezet 10.2 A kémiai összetétel 10.3 A csúszószál-modell 10.4 Energiaigény

Tartalom A fogalmak különbsége, a kiválasztás lehetőségei általában. Átmeneti formák. Növényi kiválasztás, zárványok. Lüktető űröcske, vesécske, Malpighi-edények, kopoltyú, vese. Felépítése és működése. Anyagáramlás a nefron egyes szakaszain. A vízvisszaszívás szabályozása (ADH). Vesebetegségek. A simaizom és a harántcsíkolt izom részei. A harántcsíkolat változása összehúzódás során. Aktin, miozin, Ca-ionok. A modell sematikus leírása (Huxley). Oxidáció és tejsavas erjedés, izomláz.

XIV. HANG ÉS FÉNY Témakör 1. Rezgések

2. Hullámok 3. Akusztika

4. Optika 4.1 Geometriai optika 4.2 A fény természete 4.3 A XIX. sz. optikája

5. A speciális relativitáselmélet

Tartalom A rezgőmozgás kinematikája; dinamikája, kapcsolata a körmozgással; Hooke-törvény; egyirányú és merőleges rezgések összetétele; lebegés; kényszerrezgések; rezonancia A hullámok keletkezése, leírása, fajtái; hullámjelenségek és törvényszerűségeik, állóhullámok; magyarázatuk Huygens, Young és Fresnel elmélete alapján A hang keletkezése, hullámtermészete, terjedési sebessége, a hanghullám jellemzői, kapcsolatuk a hangérzettel; húrok; sípok; a Doppler-effektus, a hangszerek és a beszéd Visszaverődés és törés, teljes visszaverődés, az optikai leképezés, tükrök, lencsék, mikroszkópok, távcsövek, száloptika, az emberi szem optikája; a szem betegségei, más típusú szemek A fény sebessége; színfelbontás prizmával; részecske-e vagy hullám a fény, Newton és Huygens megoldása Interferenciakísérletek; optikai rács; elhajlási jelenségek, polarizáció, polárszűrők; kettőstörés; optikai forgatás; a fénysebesség problémája (Fizeau mérései különböző közegekben és áramló folyadékban) A Michelson-Morley kísérlet, a relativitáselmélet alapfeltevései, az egyidejűség, hosszúságkontrakció és idődilatáció, a tömeg relativitása, tömeg-energia ekvivalencia, kísérleti bizonyítékok

22


XV. LÁTHATATLAN REZGÉSEK (ELEKTRODINAMIKA) Témakör 1. Az áramok keltette mágneses mező

Tartalom A mágneses mező mennyiségi jellemzése (mágneses indukció, fluxus), hosszú, egyenes vezető, áramhurok, tekercs mágneses mezője; örvényesség és forrásmentesség; az áram átjárta vezetőre ható erő, az ampermérő

2. Az elektromágneses indukció 2.1–3 Az elektromágneses Felfedezése, a nyugalmi és mozgási indukció és törvényei, Lenz törvénye; indukció önindukció; tekercs önindukciós együtthatója, induktív ellenállás 2.4 Gyakorlati Dinamó; alkalmazások generátor, váltakozó áram és feszültség, effektív értékek; háromfázisú generátor; elektromotor; transzformátor, a villamosenergia-hálózat; rezgőkör, csillapodó és csillapítatlan elektromágneses rezgések, Thomson-formula 3. A Maxwell-elmélet 3.1–5 A Maxwell-elmélet Az indukált elektromos mező örvényessége, az eltolódási áram jelentése, az és következményei elektromágneses hullámok létezésének kérdése, Hertz kísérletei 3.6 Gyakorlati A rádióadó és -vevő alkalmazások 3.7 A Lorentz-elmélet A Maxwell-elmélet továbbfejlesztése az anyag szerkezetének figyelembevételével; a Lorentz-erő, töltések mozgása elektromágneses mezőben 3.8 Az elektromágneses Az elektromágneses színkép összetevői, terjedési tulajdonságaik, hatásuk színkép

XVI. ÉSZ ÉS ÖSZTÖN (ismeretelmélet, pszichológia, etológia) Témakör A kísérleti pszichológia Az asszociációk vizsgálata A viselkedés pszichológiája A reflexfogalom Behaviorizmus Az alaklélektan Az etológia Az etológia kezdetei Nyílt és zárt programok Kulcsinger és motiváció Agresszió, önzetlenség, erkölcs

Tartalom Érzékelési laboratóriumi vizsgálatok, önmegfigyelés (Wundt). Reakcióidő, rövidés hosszú távú memória Képzet, érzet, indulat, figyelem, tudatos, tudattalan (Wundt). A modern reflexfogalom. Feltétlen, feltételes reflexek, kondicionálás, gátlások, ingeráltalánosítás és megkülönböztetés, Pavlov módszerei A behaviorizmus szemléletmódja: operáns tanulás (Skinner), gyakorlati felhasználása Az egész pszichológiája: a belső rend, a jó alak, a transzponálhatóság. Illúziók, hiszékenység, előítélet. Tanulás belátással (Köhler) Teleológia-ellenesség. Az öröklött mozgásminták (Fabre, Lorenz). Helyváltoztatás: taxisok, nasztiák, iránytartó mozgás A bevésődés, a tanult viselkedések korlátai Kulcsinger, szupernormális inger, motiváció, vákuumaktivitás. Hierarchikus döntési sémák Agresszió és önzetlenség kapcsolata. Territoriális viselkedés, ivadékgondozás, rituális viselkedések (behódolási póz). Humánetológia: Lorenz elmélete. Szabad döntés, etika és biológia kapcsolata.

23


XVII. A TUDATTALAN BIRODALMA Témakör 1. „Az ész trónfosztása” 1.1 A „szív érvei” (Pascal) 1.2 „A természetes ember” (Rousseau) 1.3 „A világ mint akarat és képzet” (Schopenhauer) 1.4 Az emberfölötti ember 1.5 Az élet tisztelete 2. Lelki zavarok 2.1 Egészség-betegség 2.2 Az érzékelés zavarai 2.3 A gondolkodás és az intelligencia zavarai 2.4 Az érzelmek zavarai 2.5 A személyiség 3. A tudattalan felfedezése 3.1 A gyógyítás előzményei 3.2 A pszichoanalízis Módszerek és problémák A lelki folyamatok dinamikája A személyiség rétegei Kultúra, erkölcs, vallás 3.3 A lélekelemzés irányzatai 3.4 Jung A lélektani típusok 3.5 A mindennapi élet pszichológiája Kommunikáció, metakommunikáció Reklám és propaganda Pályaválasztás Iskola, játék sport

Tartalom A ráció korlátozottsága (a véges-végtelen kérdése, az ok-okozat elv meghaladása). Az érzelem és az értelem párbeszéde (lelkiismeret), a civilizáció feltételezett hatásai Az ész mint az akarat eszköze. Az akarat általános érvénye Schopenhauer szerint. A hatalom, mint az akarat célja (Nietzsche). Albert Schweitzer. A kérdésre adott lehetséges keresztyén válasz. Neurózis és pszichózis. A normális és a zavart határa Érzékcsalódások: illúzió és hallucináció, hallucinogén anyagok. A művészi alkotás saját világa Intuíció és racionalizálás a gondolkodásban. Rögeszme kényszeresség, fóbia. Az intelligencia, mérése (IQ), a csökkent intelligencia hatásai. Az érzelmek kifejezésének társadalomfüggősége. Hangulat (melankólia, eufória), indulatkitörés, szorongás. Mánia és depresszió. Apátia Az egészséges személyiség. Személyiségzavarok(Paranoia). A lelki betegségek mitikus szemlélete (ördögűzés). Gyógyítási kísérletek a felvilágosodás korában (Mesmer). A pszichoanalízis születése: a hipnózis gyakorlata (Charcot). A megértés katharziselmélete. Szabad asszociációk, nyelvbotlások, viccek, álmok elemzése. Erósz és destrukciós ösztön. Indulatáttétel, kivetítés. A szülő-gyermek kapcsolat freudi elmélete Es, Én, Felettes Én. Elfojtás. A zavarok gyógyítása Freud valláskritikája, mítoszok pszichológiai elemzése. Szublimáció-elmélet. A freudi kép problémái Magyar pszichológusok. Róheim: összehasonlító néprajz. Szondi: sorselemzés. Adler: a hatalomvágy. Kisebbrendűségi érzés, túlkompenzálás. A nevelés célja A szerepszemélyiség (persona), az árnyékszemélyiség. Az intro- és az extravertált személyiség. Az érzékelés, a gondolkodás, az érzelem és az intuíció szerepe a lelki egyensúlyban. A személyes és a kollektív tudattalan. Archetípusok

Testbeszéd. Érzelmi manipuláció. Az emberi és állati kommunikáció Céljuk, különbségük. Meggyőzés mint a kognitív disszonancia feloldása. Mesterség, hivatás. Alkalmassági vizsga Elméletek a játék és a sport funkciójáról (szabályok, kirekeszthetőség). Az általános képzés és a specializálódás

24


XVIII. A SZERVEZET Témakör 1. A homeosztázis 1.1 A belső környezet 1.2 Stabilitás és változékonyság 2. Az immunitás 2.1 Harc a kórokozókkal A járványok Pasteur és kora Baktériumok és vírusok 2.2 A védekező szervezet Sejtes és humorális immunválasz Vércsoportok Az immunrendszer molekulái Az immunrendszer betegségei 2.3 Szervátültetések 3. A hormonális rendszer 3.1 A hormonok 3.2 Hormonok az élővilágban Növényi hormonok Állati hormonok 3.3 Szabályozó szerepű emberi hormonok A vércukorszint szabályozása A kalcium-koncentráció szabályozása 3.4 Vezérlő szerepű emberi hormonok A stressz Rövid távú és ciklikus vezérlés Egyirányú folyamatok 4. Az idegrendszer 4.1 Az idegsejt Fölépítés Elemi idegműködések A szinapszis Az elemi idegműködés zavarai Az idegsejtek és a hormonok

Tartalom A külső és belső környezet fogalma (Bernard), a homeosztázis (Cannon). Stacioner állapot és homeosztázis összehasonlítása. Szabályozott és vezérelt, ciklikus és egyirányú folyamatok. A történelem nagy járványai, immunitás, karantén, higiéné. Jenner és a vakcinálás, a baktériumtenyésztés, aktív és passzív immunitás. A baktériumszűrő, a vírusok elkülönítése (Ivanovszkij). Vírusos fertőző betegségek. A falósejtek szerepének fölfedezése (Mescnyikov). Az antitestes immunitás. A két rendszer kapcsolata. ABO és Rh-rendszerek. Fölfedezésük, jelentőségük. A T- és B-típusú immunválasz összehangolása, az immunmemória, bizonyítékok a specifitásra. Autoimmun betegségek, túlérzékenység (allergiák), AIDS, leukémia. Az immun-összeférhetetlenség (kilökődés) problémája. A sejtek közti kommunikáció típusai, a hormonok szerepe. Az auxinok és gibberellinek felfedezése, szerepük (Darwin és Paál Árpád kísérletei). A rovarok és kétéltűek vedlésének hormonális szabályozása (juvenil, ecdison, pajzsmirigy-hormonok). A cukorbetegség tünetei, kezelése, az inzulin és glukagon felfedezése, hatásmechanizmusa. A kalcitonin, a parathormon és a D-vitamin szerepe. Betegségek.

A stresszt kiváltó tényezők, hatásuk a szervezetre (Selye kísérletei) Stresszhormonok, a bélműködés hormonális irányítása. A növekedést és fejlődést befolyásoló hormonok (STH, tiroxin). Sejtalkotók és a kísérő sejtek (glia, Schwann-sejtek). A nyugalmi és akciós potenciál mechanizmusa. A szinapszisok típusai, hatásuk. A „minden vagy semmi”-elv. Depressziós, mániás tünetek élettani háttere, gyógszerek, mérgek, kábítószerek (drogok) hatásai. Függőség. A neuroendokrin rendszer egysége.

25


18. A SZERVEZET (folytatás) Témakör 4.2 A kapcsolódás módjai Az idegrendszer típusai az állatvilágban A gerincvelő Az agy felépítése Szervek autonómiája A vegetatív idegrendszer A kapcsolatok kialakulása 4.3 Az érzékelés Az adekvát inger Látószerv-típusok az állatvilágban Az emberi szem működése A retina A színlátás A formák felismerése Hallószerv-típusok az állatvilágban A hallószerv A belső fül A hallópálya A helyzetérzés 4.4 A mozgás Pályák A mozgások kiváltói 4.5 Emlékezet és figyelem Memória-modellek Ébrenlét, alvás, figyelem Az alvás és az álom élettana

Tartalom A hálózatos, dúc- és csőidegrendszer felépítése. Felépítése, a gerincvelői mozgatóreflexek. Részei, azok fő funkciói. A tápcsatorna és a keringés autonóm ingerületkeltő és vezető rendszere. Részei, hierarchiája, szerepe a homeosztázis fenntartásában. Vegetatív szabályozó működések. Inger, ingerület, érzet, receptor. Az ingerek csoportosítása. Gödörszem, mozaikszem, hólyagszem. Látótér, felbontóképesség, kritikus fúziós frenvencia. Részei. A fény és az ingerület útja (a látópálya). Pupilla-, szemhéj- és akkomodációs reflexek. Betegségek, korrekciók. Csapok, pálcikák, összekötő, kétnyúlványú és dúcsejtek. Receptormező, kontraszthatás. A háromszín-elmélet és bizonyítékai. A látvány, mint öntudatlan következtetés Rovarok és gerincesek hallószervei. Az emberi fül anatómiája, részeinek funkciói. Az ingerület kialakulása (Helmholtz – Békésy). A hallás központi folyamatai, a hallókéreg. A labirintusszerv, a szemek, és az izomorsók szerepe az egyensúlyi helyzet fenntartásában. Zavarai. A piramispálya és az extrapiramidális pálya szerepe a mozgáskoordinációban. Érzelem, késztetés Modellek a rövid és hosszú távú memória magyarázatára. A hálózatos állomány szerepe, Endogén ritmus és az ingerváltozatosság hatása. Az alvás fázisai, feltételezett funkciói. EEG-hullámtípusok.

26


XIX. SOKASÁG ÉS TÖRTÉNELEM Témakör 1. Változás, történetiség, fejlődés A történeti szemléletmód megjelenése 2. A tudományok fejlődése 2.1 A pozitivizmus 2.2 A pozitivizmus kritikája 2.3 Tudományfejlődési modellek

Tartalom Ciklikus (Nietzsche) és egyirányú (Hegel, Marx) világleírások. A cél kérdése (Chardin teleológiája). Comte tudományelmélete, hatása a fizikára (Mach) A tudományos elméletek igazolhatóságának kérdése (Popper) Tudomány, mítosz, áltudomány Kuhn, Lakatos stb. tudománymodelljei.

XX. A VÉLETLEN MEGSZELIDÍTÉSE Témakör 1. Hőtani ismeretek a XIX. század végén 2. A gázok kinetikus elmélete 3. Statisztikus fizika

4. Nyílt rendszerek

Tartalom Az eddig tárgyalt hőtani ismeretek áttekintése, a fenomenologikus leírásmód; körfolyamatok, a hőerőgépek hatásfoka; a termodinamika I. és II. főtétele A kinetikus elmélet alapfeltevései, a gázok állapotjelzőinek értelmezése; az állapotegyenlet, egyetemes gázállandó, Boltzmann-állandó, az ekvipartíció tétele, sebességeloszlás A termodinamikai valószínűség; mikroeloszlás és makroállapot; rendezettség és rendezetlenség; irreverzibilitás; az entrópia, a II. főtétel értelmezése; az idő irányának termodinamikai értelmezése Fogalma; entrópiája, disszipatív rendszerek, a nyílt rendszerek jelentősége a természetben

27


XXI. A RÉSZ ÉS AZ EGÉSZ (RÉSZECSKEFIZIKA) Témakör 1. Már megint a fény

Tartalom A Planck-formula; a fényelektromos jelenség; a fény kettős természete; az Einstein-egyenlet A Bohr-modell előzményei 2. A Bohr-féle (Thomson, Lénárd, atommodell - a klasszikus fizika határán Rutherford modellje); a Bohr-modell, kísérleti tapasztalatok (vonalas színképek, Franck-Hertz-kísérlet); a Bohr-modell hiányosságai 3. Túllépés a klasszikus fizikán - a kvantumelmélet 3.1 A kvantumelmélet Az elektron kettős természete; alaptételei az anyag kettős természete; a Heisenberg-féle határozatlansági reláció, a Ψ-függvény és a jelentéséről folytatott viták; az alapfogalmak megkérdőjelezése (kauzalitás, véletlen és törvényszerűség, a valószínűségi jelleg, a mérés problémái) 3.2 Elektronok az Az „elektronpálya” jelentése, a kvantumszámok jelentése, a Pauli-elv; a Bohratomban modell és a kvantummechanikai modell kapcsolata 4. Az atommag 4.1 Az atommag A radioaktivitás felfedezése, fajtái, tulajdonságaik, protonok és neutronok, a szerkezete nukleáris kölcsönhatás, kötési energia; fajlagos kötési energia; cseppmodell 4.2 Maghasadás A maghasadás folyamata, feltétele, szabályozott és szabályozatlan láncreakció, atomreaktor 4.3 Magfúzió A magfúzió folyamata, jelentősége, az alkalmazás lehetőségei Előnyök és hátrányok, a felelősség kérdése, környezetvédelmi kérdések, 4.4 A magenergia sugárterhelés és sugárvédelem alkalmazásával kapcsolatos problémák Lehetséges csoportosításuk, tulajdonságok, átalakulások, megmaradási törvények és 5 Elemi részek szimmetriák, a „végső építőkövek” kérdése

28


XXII. ÉLETTELEN MINTÁK Témakör 1. A Mengyelejevrendszer 1.1 Mengyelejev fölismerése 1.2 Az ionizációs energiák 1.3 A kvantumszámok 2. Kémiai kötések és reakciók 2.1. Ionok 2.2 Molekulák Hibridizáció Datív kötés Delokalizáció Térszerkezet Polaritás 2.3 Atom- és rétegrácsok 2.4 Fémek 3. Szervetlen kémia 3.1 A nemesgázok 3.2 A hidrogén 3.3 Halogének H-halogenidek 3.4 Az oxigéncsoport Az oxigén H-oxidok Fém-oxidok Hidroxidok A kén Vegyületei 3.5 A nitrogéncsoport A nitrogén Vegyületei A foszfor Vegyületei 3.6 A széncsoport A szén és vegyületei A szilícium Vegyületei

Tartalom A Mengyelejev-rendszer megalkotása. Periódus, csoport, kiegészítések. Mérésük. Az 1-5. IE-k periodikus változása. Nemesgázok A periódusos rendszer jellemzése a fő-, mellék-, mágneses és spinkvantumszámokkal. Pauli-elv. Mezők (s,p,d,f) Az e-átadás feltétele az elektronegativitások alapján. Ionok töltésszámának megállapítása, összegképlet megadása Atom- és molekulapálya. A Hund-szabály. Kötő és nemkötő elektronpárok A szén példáján. A változó vegyérték (S vegyületek) Fogalma. Az oxónium-ion szerkezete. Komplex ion Az 1,3-butadién, a konjugált poliének és a benzol példáján A központi atom és a ligandumok lehetséges helyzetei A molekula polaritása és az intermolekuláris erők, a H-híd kialakulásának magyarázata A grafit és a gyémánt példáján A fémrács jellemzői. Az ötvözhetőség és a megmunkálhatóság magyarázata Felfedezésük, felhasználásuk Előállítása, vegyületei (kovalens, rácsközi, sószerű) Fizikai és kémiai tulajdonságaik, oxidáló hatás (HOCl), reakciók standardpotenciálok alapján Savas tulajdonságuk erőssége, felhasználás (maratás) Fiz-kém jellemzők változása a csoporton belül Allotrópia (O2 – O3) H2O2 – oxidáló hatása. H2O – a sűrűségváltozás magyarázata CaO, MgO, Al2O3 – felhasználás, tulajdonság NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3 felhasználás, tulajdonság Molekulaszerkezet, változása melegítés hatására Szulfidok: H2S, FeS; SO2, SO3, H2SO3, H2SO4, szulfátok, Na2S2O3 – felhasználás, tulajdonság. Környezetvédelmi vonatkozások, előállításuk Fiz-kém jellemzők változása a csoporton belül Előfordulás, felhasználás NH3 – vízoldhatóság, bázikusság magyarázata, felhasználása; N2O, NO, NO2, HNO2, HNO3 , nitritek, nitártok – felhasználás, tulajdonság. Környezetvédelem. Allotrópia. Módosulatainak eltérő tulajdonságai. Gyufa. P2O5, H3PO4, foszfátok – felhasználás, tulajdonság Fiz-kém jellemzők változása a csoporton belül CO, CO2, H2CO3, karbonátok – élettani hatás, felhasználás Rácstípusa, félvezetése SiO2, üveggyártás, szilikonok,

29


XXII. A PERIÓDUSOS RENDSZER - folytatás Témakör 3.7 Fémek Az s-mező fémei Vegyületeik

Tartalom Csoportosításuk Alkálifémek, alkáliföldfémek – fiz-kém tulajdonságaik NaCl, CaCl2, Na2CO3, Na2SO3 – hidrolízis. A vízkeménység, vízlágyítás. Fiz-kém tulajdonságok (amfotéria, passziválódás). Előfordulása

A p mező fémei: Alumínium

Fiz-kém tulajdonságok (passziválódás, viselkedése szénsav jelenlétében), felhasználásuk, környezetvédelem.

Ón és ólom

Rézcsoport

Fe, Co,Ni: Fiz-kém tulajdonságok, megmunkálhatóság, ferromágnesség. Vasércek, előállítás (kohó, acélok). Cu, Ag, Au: Fiz-kém tulajdonságok. Előfordulás. Ag-halogenidek fotokémiai reakciója, fényképezés (komplexképzés). Ötvözetek (sárgaréz, bronz) Fiz-kém tulajdonságok (amfotéria)

Cink Mangán

Fiz-kém tulajdonságok (reakció kénnel, mérgező hatás). Felhasználása (amalgámok, elektrotechnika) KMnO4 - felhasználása (fertőtlenítő hatás)

A d mező fémei: Vascsoport

30


XXIII. ÖRÖKLŐDÉS ÉS VÁLTOZÉKONYSÁG Témakör 1. A klasszikus genetika 1.1A genetika születése 1.2 A gének matematikája Mendel szemléletmódja

Tartalom Módszerek és ismeretek Mendel előtt. A gén (genotípus) és a fén (fenotípus) klasszikus fogalma.

Öröklésmenetek

A mendeli borsókísérletek eredményei és értelmezésük. Az I. és II. Mendel-szabály. Intermedier jellegű öröklés (csodatölcsér). Két tulajdonság független A III. Mendel-szabály bemutatása. öröklődése Génkölcsönhatások tünetcsoportok

és Génkölcsönhatás a tyúk tarajforma példáján. A pleiotrópia jelensége.

Humángenetika

Sajátos vizsgálati módszerek (családfa-analízis). Rh, ABO vércsoportok öröklésmenete. Öröklődő betegségek, A recesszív jellegek megjelenésének lehetősége rokonházasságban. A beltenyésztés beltenyésztés és a heterózishatás a mezőgazdaságban. 1.3 A mennyiségi Példák a mennyiségi jellegre. A környezet szerepe a tulajdonságok megnyilvánulásában. jellegek öröklése „Visszatérés az átlaghoz” szabály. Galton elmélete ennek magyarázatára. Galton eredményei A mendelisták és a A kis hatású gének összeadódó hatásának modellje (kukorica magsorszám). biométerek vitája – szintézis A hajlam öröklésének A hajlam fogalma példákkal. A küszöbmodell (farkastorok öröklése). küszöbmodellje 2. Sejtszintű genetika 2.1 A kromószómák A kapcsoltság A kapcsoltság fogalma, felfedezése (kukorica szemszín és alak) A kromoszómák felfedezése A mitózis A meiózis Az ivari kromoszómák A nemhez kötött öröklés 2.2 A kromoszómák változásai A rekombináció és a genetikai térképezés Kromoszómarendellenességek 3. Molekuláris genetika 3.1 A kérdésfölvetés 3.2 Az örökítő anyag Baktériumok átalakulása A vírusok A DNS szerkezete A megkettőződés A fehérjeszintézis A genetikai kód megfejtése 3.3 Mutáció modifikáció

Weismann eredményei (a környezeti hatások nem öröklődnek, „csíraplazma”). A kromoszómaszám, homológ kromoszómák, kromatidák. A mitózis folyamatának leírása. A meiózis folymatának leírása. A kromoszomális különbségek a két nem között (ember, madár). A vérzékenység és a színtévesztés öröklésmenete. Az átkereszteződés és a rekombináns egyedek. Felhsználásának elve a géntávolságok meghatározásában (Morgan). A kromoszómaszám-sokszorozódások (ploidiák), az ivari kromoszómaszámrendellenességek, a kromoszómamutációk és hatásaik. A gén – aminosavsorrend – fén összefüggés. Az örökítő anyag tulajdonságai. A baktériumtarnszformációs kísérlet (Griffith) A DNS örökítő szerepének virológiai bizonyítása. A fág-ciklus.

Kémiai felépítés, Chargaff-szabály. Watson és Crick kettős hélix-modellje. A kettőződés modellje, a Meselsohn-Sthal féle bizonyító kísérlet. A DNS, m- és tRNS-ek szerepe. A kodonszótár megfejtése, jellemzői, használata. és Testi és ivarsejt-mutációk, a javító enzimrendszer működése, a mutánsok szelekciója.

31

Országos Közoktatási Intézet (http://www.oki.hu) A mutációk keletkezése és sorsa Mutagén hatások A mutációk hatásai A modifikációk 3.4 A génműködés szabályozása Az operon Végtermék-gátlás Szabályozás soksejtű szervezetben Az eukarióta génműködés sajátságai 3.5 A differenciálódás genetikája A genetikai program Differenciálódás és regeneráció Láthatóvá tett időbeli minták (puffképződés) Daganatképződés, rákkeltő hatások 3.6 Genetika a gyakorlatban Az eugenika története A géntechnológia

Indukált mutációk. Kémiai és sugárzás okozta mutációk. Használatuk, veszélyeik. Csendes mutációk, báziskiesés és csere, letális, káros, semleges és előnyös mutációk. Környezetfüggésük. A jelenség lényege. Öröklött és veleszületett rendellenességek. A laktóz-operon egyszerűsített leírása. Az enzimműködés aktivitásának szabályozása A cAMP szerepe a hormonhatás továbbításában Exonok, intronok. Ismétlődő szakaszok. Lehetséges magyarázatok.

Specializálódás és differenciálódás kapcsolata. Kísérletek a differenciációval és regenerációval (Speman: organizátor-elm.). A Contergan-eset. A puffok átrendeződése hormonhatásra. Egyszerű modell a magyarázatra. A mutagén és karcinogén hatások összefüggése. Daganatos betegségek kezelése. Az eugenika Galtontól a fasizmusig.: biológiai és történelmi háttér. Mai érvek. A génátvitel elvi lehetőségei. Klónozás. Etikai kérdések.

32


XXIV. ÉLETCIKLUSOK Témakör Tartalom 1. Az ivartalan és az ivaros szaporodás 1.1 Az ivartalan Lényege, formái. Szaporítási módok. szaporodás 1.2 Az ivarsejtek A megtermékenyítés, a zigóta. A szexualitás funkciója a faj szempontjából. 1.3 A nemek Hímnős és váltivarú fajok. Kromoszomális nem, elsődleges és másodlagos nemi jellegek. Ivari kétalakúság. 2. A szexualitás formái Az egysejtűek szexualitása, a mohák, harasztok és zárvatermők kétszakaszos 2.1 Szaporodásmódok egyedfejlődése. A mag és termés. váltakozása a növényvilágban 2.2 A gombák A kalapos gombák micéliumának keletkezése, a spóraképzés folyamata. szaporodása 2.3 Az állatok Külső és belső megtermékenyítés. A zigóta sorsa: pete, tojás, erszény, méhlepény. szaporodásmódjai Az ivadékgondozás. 2.4 Az emberi szexualitás A nemek különbségei Elsődleges és másodlagos nemi jellegek emberben. A férfi nemi szervek és Külső és belső nemi szervek. Hormonális szabályozásuk. működésük A női nemi szervek és Külső és belső nemi szervek. Hormonális szabályozásuk. működésük Családtervezés A fogamzás folyamata, a fogamzásgátlás lehetőségei. 3. Az egyedfejlődés 3.1 A növények egyedfejlődése A csírázás és növekedés feltételei. 3.2 Az állatok Metamorfózis-formák (rovarok, kétéltűek) és hormonális szabályozásuk. egyedfejlődése 3.3. Az ember egyedfejlődése A magzati élet A beágyazódás, az embrionális fejlődés néhány mozzanata. A magzati keringés jellegzetességei. A méhlepény funkciói. A magzat egészségének védelme. A születés. A születés utáni élet Az emberi élet korszakhatárai (anatómiai, élettani, pszichikai különbségek). Kritikus periódusok. Öregedés és halál Az öregedés tünetei, elméletek a magyarázatra. Klinikai és biológiai halál. Túlélő szervek. Etikai kérdések.

XXV. A FÖLD FORMÁLÓDÁSA (KŐZETBUROK, geológiai evolúció) Témakör 1. A kőzetek, mint földtani dokumentumok 2. A felszínt formáló erők 3. A geológia születése 4. A földfelszín geológiai szerkezetének egységei 5. Vándorló szárazföldek 6. A mozgó földfelszínmodell 7. A kőzetlemezek határán 8. A Föld mélyszerkezete

Tartalom A rétegtani elv megfogalmazása – Steno A fosszíliák, vezérkövületek szerepe A kataklizmák -Cuvier, neptunisták és plutonisták harca Lyell - aktualizmustan, a földtani kutatások tudományos módszerei Az izosztázia felismerése, gyűrődések, vetődések, hegységképződési elméletek A kontinensvándorlás – Wegener Bizonyítékok és hiányosságok A lemeztektonika előzményei, bizonyítékai A kőzetburok fogalma, lemeztípusok, magmaáramlások, mélytengeri árok, óceáni hátság Hegységképződések, vulkanizmus, földrengések A mélységi magmás tevékenység, utóvulkáni jelenségek A belső geoszférák és jellemzőik – a rengéshullámok A geotermikus grádiens

33

Országos Közoktatási Intézet (http://www.oki.hu) 9. A kőzetek anyagainak körforgása

A kőzetek genetikája, a külső és belső erők formáló hatása, a főbb típusok jellemzése

XXVI. A BIOLÓGIAI EVOLÚCIÓ GONDOLATA Témakör 1. Fixizmus és transzformizmus 1.1 Linné rendszere 1.2 Szerveződési minták Az embrionális fejlődés 1.3 Cuvier rendszere 1.4 Lamarck elmélete 1.5. Globális alkalmazkodás 1.6 A népességkutatás kezdetei (Malthus) 1.7 Az állattenyésztők tapasztalatai 2. A darwinizmus 2.1 Darwin elmélete 2.2 A darwinizmus hatása 2.3 Az ember helyzete 3. Populációgenetika 3.1 Az ideális populáció 3.2 Reális populációk A szelekció Szaporodási stratégiák Sodródás és izoláció 3.3 Szintézis 4. Szociobiológia 4.1 Agresszió és altruizmus 4.2 Az evolúció szintjei

Tartalom Kreacionizmus és fixizmus. A mesterséges és a természetes rendszer. A fontosabb rendszertani kategóriák. Határozókulcsok. Goethe tarnszformizmusa (az ősnövény-elmélet). A „lények lajtorjája”. Az összehasonlitó embriológiai vizsgálatok (Baer). A szervek korrelációjának tana. A paleontológiai rekonstrukció módszere. Összefüggése a katasztrófaelmélettel. Evolúció és adaptáció Lamarck szerint. Ellenérvek. Humboldt eredményei: zonalitás, a biomok jellemzői. Konvergencia-jelenségek. Malthus teóriája a népesedés és a javak növekedéséről. Az ember által létrehozott állat-és növényfajok, ill. fajták. Mesterséges szelekció. Géncentrumok. A természetes szelekció, az adaptáció, a törzsfa, a csökevényes szervek és az embrionális hasonlóságok magyarázata (Haeckel). Visszafordíthatatlanság (Dolloelv). A szociáldarwinizmus ideológiája. Látszatellentét a genetikával és a teológiával. Álláspontok az ember származásáról. A társadalomban zajló evolúciós folyamatok (technikai, nyelvi, kulturális). A Hardy-Weinberg szabály és feltételei. Példák. A reális populáció fogalma Típusai (stabilizáló, szétválasztó, irányító). Példa a szelekció mennyiségi jellemzésére. A pánmixistől eltérő szaporodási stratégiák (territorialitás, hierarchia a csapaton belül, monogámia és poligámia). A nemi kiválasztás (Darwin) és a szülői ráfordítás (Trivers) magyarázata. Kis létszámú populációban meginduló genetikai folyamatok (drift, alapítóhatás). Izolációs mechanizmusok (násztánc, feromonok). A faj populációgenetikai fogalma. Az evolúció szintetikus modellje: Wright (adaptív táj), a genetikai teher, a heterozigóta fölény és a semleges evolúció hiotézise (Kimura). Populációgenetikai értelmezésük. Példák A szociobiológiai jelenségek csoportszelekciós és rokonszelekciós magyarázata (Hamilton). A génszintű evolúció hipotézise („önző gén” elmélet, Dawkins). A kiterjesztett fenotípus.

34


XXVII. AZ EVOLÚCIÓ SZÍNPADA (szünbiológia) Témakör 1. Az ökológia 1.1 Mi az ökológia? 1.2 A Liebig-törvény 1.3 Az ökológiai környezet 1.4. Az ökológiai jelzés 1.5 Az ökológiai tér (niche) 1.6 Populációk kölcsönhatásai 2. Térbeli mintázatok 2.1 Listák, élőhelyek, tájak 2.2 A populációk 2.3. A társulások 2.4 A Kárpát-medence növénytársulásai 3. Időbeli mintázatok 3.1. Populációdinamika

Tartalom Szünbiológia, élettan és ökológia különbsége. Egyed feletti szerveződési szintek. A Liebig-kísérletek (minimum-elv). Tolerancia és környezet fogalma példákkal (fény, víz) Két-három és többdimenziós niche-terek. Élettani és ökológiai niche. A társulást alkotó populációk kölcsönhatástípusai, példákkal (predáció, versengés, parazitizmus, szimbiózis, antibiózis, kommenzalizmus). A Gauze-elv. A tájkép, mint jel. Flóra, fauna. Áreák és értelmezésük. Meghatározásuk, nagyságuk, térbeli eloszlásuk Növény és állattársulás. Mennyiségi jellemzőik. A faj/egyed és genetikai diverzitás, jelentősége. Hazánk fontosabb fás és fátlan társuláscsoportjai. Előfordulásuk, értékeik, veszélyeztetettségük.

A populáció térbeli eloszlástípusai, magyarázatuk. Korfa. Exponenciális és logisztikus görbe. A környezet eltartóképessége, a kihalási küszöb. Gradáció, r- és K-stratégiájú fajok populációdinamikája 3.2 Populációs A ragadozó-zsákmány modell (Lotka-Volterra egyenletek). A parazitakölcsönhatások dinamikája gazdaszervezet viszony modellezése. Járványok kialakulása. 3.3. Társulásdinamika Ciklikus változások (aszpektusok) Példák szárazföldi és édesvízi aszpektusváltásokra. Szukcesszió, degradáció. 4. Anyagforgalom és energiaáramlás 4.1 Energiaáramlás A táplálkozási szintek (Elton piramis). Egyedszám, biomassza és energiapiramisok értelmezése. Táplálkozási lánc és hálózat 4.2 Anyagforgalom Biológiai ciklus, biogeokémiai (globális) körforgás A szén és az oxigén körforgása (szén- és szénhidrogén-képződés, karbonátosodás. A nitrogén körforgása (nitrogénfixáció, nitrifikáció, denitrifikáció), természetes és mesterséges anyagforgalom. A kén és a foszfor körforgása. Savas eső, mosószerek, vízivirágzás. Nyomelemek, mérgek. 4.3 Gaia, az élő bolygó A földi anyag-és energiaforgalom biológiai szabályozottságának elmélete (Lovelock). 7. A természet- és környezetvédelem lehetőségei 7.1 A természetvédelem Fajok, társulások és területek védelme (nemzeti park, tájvédelmi körzet, védett terület, bioszféra rezervátum). Aktív és passzív formák. Génbank, génerózió, állatkertek, a visszatelepítés lehetőségei. Hazánk helyzete Fogalma, lehetőségei (adók, tiltás, határérték, bírság, polgári per); kibocsátás, 7.2 A környezetvédelem ülepedés. A fontosabb légszennyező anyagok, szmogtípusok, savas eső, halogénezett Levegő szénhidrogének. Ivóvíz nyerése, víztisztítás, N és P terhelés, eutrofizáció nehézfémek. Vízminősítés Víz Hagyományos és alternatív, megújuló és nem megújuló energia. Technokrata és radikális „zöld” jövőképek. „A kicsi szép” (Schumacher). Energia Alternatív közgazdaságtan. A környezettel harmonizáló életforma konkrét lehetőségei. Életmód, filozófia

35


XXVIII. KOZMOGÓNIA Témakör 1. Az általános relativitás elmélete 2. A Világegyetem kialakulásáról és fejlődéséről szóló elméletek 3. Csillagsorsok 4. A Naprendszer keletkezése

Tartalom A gravitáló és a gyorsuló koordinátarendszerek egyenértékűsége, anyag és tér, a görbült téridő, tapasztalati alátámasztások A táguló Világegyetem; az ősrobbanás-elmélet; egyéb elméletek; anyagfejlődés, anyageloszlás (mennyiségi és minőségi) A csillagok típusai, koruk; keletkezésük, fejlődésük; HRD; csillaghalmazok A Naprendszer leírása; a keletkezéséről szóló elméletek; a Nap

XXIX. AZ ÉLET TÖRTÉNETE A FÖLDÖN Témakör 1. Élő és élettelen határán 1.1 Elméleti megfontolások 1.2 Kisérleti szimuláció 1.3 A valószinűség kérdése 2. A földtörténeti ősidő 3. A földtörténeti előidő 4. A földtörténeti óidő 4.1 A kambrium 4.2 A szilur és a devon 4.3 A karbon 4.4 A perm 5. A földtörténeti középidő 5.1 A triász és a jura 5.2 A kréta 6. A földtörténeti újidő 6.1 A harmadkor 6.2 A negyedkor 7. Az ember származása 7.1 Az ember és az emberszabású majmok 7.2 Az ember származása 7.3 Az emberfajták

Tartalom Az életkritériumok Más típusú életek elvi lehetősége. Élőlény-modellek: hiperciklusok (Eigen), chemoton (Gánti). Az ősi Föld körülményeit utánzó kísérletek (Miller, Urey). A módszer korlátai Az élő rendszerek létrejöttének hipotézisei. Az őslégkör, ősóceán és a földkéreg kialakulása. Az élet első nyomai. Fotoszintézis. Az eukarióták (endoszimbionta hipotézis) és az ivaros szaporodás kialakulása, a mai ősmasszívumok születése. A gerinctelen törzsek, a külső és a belső váz. Kaledóniai hegységképződés, ózonpajzs, növények a szárazföldön. Szövetes szerveződés, az első szárazföldi gerincesek. A Variszkuszi hegységképződés, kőszéntelepek, az ősi harasztok, kétéltűek, a hüllők megjelenése. A Pangaea, a déli félteke eljegesedése. Hőszabályozás a hüllőkben, tömeges kihalások.

A dinoszauruszok, a madarak megjelenése. A Pangaea feldarabolódásának kezdete. Gondwana feldarabolódása. Az Eurázsiai és a Pacifikus hegységrendszer kialakulásának kezdete. A zárvatermők kialakulása. A dinoszauruszok kihalása. Erszényesek és méhlepényes emlősök. A hazai üledékes és magmás kőzetek, ásványok keletkezése Az emlősök a szárazföldön Jégkorszakok az északi féltekén A Kárpát-medence földtani eseményei Az emberi nemzetség Anatómiai, élettani és szociobiológiai összehasonlítás. Az Australopithecus, a H. habilis, a H. erectus és a H. sapiens fontosabb leletei, a levonható következtetések. A nagyrasszok külső jellegzetességei és eredeti elterjedésük.

36


XXX. MEGÚJULÓ GONDOLKODÁS (STRUKTÚRÁK ÉS SZABÁLYOK) Témakör 1. Az antropikus elv 2. A káoszelmélet 3. Fraktálok 4. A játékelmélet

Tartalom A teleológia kérdésköre A kiszámíthatóság és megjósolhatóság kérdése A teljes leírhatóság kérdése A meghatározottság kérdése

37

Természet-Tudomány-Történet I-II-III. tankönyvsorozatához

Recommend Documents