Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Biologie

Die Entschlüsselung des Immunsystems

Das Verständnis des Immunsystems und seiner Funktionsweise ist das Ergebnis jahrelanger wissenschaftlicher Forschung.

Abb. 14: Louis Pasteur (1822-1895)

Die vorherrschende Krankheitsvorstellung im 17. und 18. Jahrhundert besagte, dass Menschen und Tiere mit den Samen oder Eiern verschiedener Krankheiten geboren wurden. Jeder dieser Samen konnte befruchtet werden und Krankheiten hervorrufen. Da diese Samen nur einmal eine Krankheit verursachen konnten, erklärte diese Theorie nicht die erworbene Immunität. Erst nach 1870, durch die Arbeit von Louis Pasteur, Robert Koch und anderen prominenten Wissenschaftlern, begann die Identifizierung von Krankheitserregern und die Aufklärung ihrer Wirkmechanismen.

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Zelldifferenzierung und Vielfalt

Viele eukaryotische Organismen sind einzellig, aber die Evolution der eukaryotischen Zellen führte auch zu den ersten mehrzelligen Organismen. Die Entwicklung eines vielzelligen Organismus wird durch die Teilung, das Wachstum und die Differenzierung von Zellen bestimmt. Jede Zelle eines vielzelligen Organismus stammt daher aus der Teilung einer einzigen ursprünglichen Zelle und alle haben den gleichen genetischen Inhalt. Obwohl Lebewesen genetisch identisch sind, sind nicht alle Proteine gleich. Immerhin teilen Körperzellen viele Proteine, aber andere sind spezifisch für jeden Zelltyp. Dies liegt daran, dass die Kontrolle der Proteinsynthese in der zellulären Mikroumgebung durch die Regulierung der Genexpression... Weiterlesen "Zelldifferenzierung und Vielfalt" »

Das Zentrale Nervensystem (ZNS)

Medulla Oblongata (Verlängertes Mark)

• Länge: ca. 15 bis 25 mm
• Funktion: Regulierung des Herzmuskels, der Atemwege und der Kaumuskeln; verantwortlich für Reflexe wie Erbrechen und Husten.

Pons (Brücke)

• Verbindung: Brücke zwischen Mittelhirn und Medulla oblongata.
• Fasern: Enthält afferente (zum Gehirn führende) und efferente (vom Gehirn wegführende) Nervenbahnen.

Rückenmark

• Funktion: Leitet Impulse von der Peripherie zu den zentralen Organen und umgekehrt.
• Anatomie: Nervenstrang, der vom Atlas- und Axiswirbel bis zum Sakralbereich reicht (ca. 1 cm Durchmesser).
• Verdickungen:
  • Zervikale Verdickung: Für Nerven der oberen Gliedmaßen.
  • Lumbale Verdickung: Für Nerven der Beine.
• Schutz: Umgeben von drei Hirnhäuten (Meningen)

Muskelkontraktion: Der molekulare Mechanismus

Phasen der Muskelkontraktion

• Calciumfreisetzung und Bindung

  Calcium-Ionen werden aus dem sarkoplasmatischen Retikulum freigesetzt und stehen Aktin und Myosin zur Verfügung.

• Strukturänderung des Troponins

  Die Calcium-Ionen binden an Troponin-Moleküle, wodurch sich deren Struktur ändert. Diese Änderung ermöglicht es den Myosinfilamenten, sich mit den Aktinfilamenten zu verbinden und Querbrücken zu bilden.

• Myosinkopf-Aktivität und Gleitmechanismus

  Myosinsegmente nehmen eine runde Kopfform an, die sich von der Basis der Myosinfilamente erstreckt. Dieser Kopf kann in Anwesenheit von Calcium ATP spalten und dessen Energie für den Kontraktionsprozess nutzen. Wenn die Muskelfaser aktiviert ist, initiieren

Die zentrale Hypothese über die Entstehung des Lebens

Es gibt verschiedene Hypothesen, die versuchen, den Ursprung des Lebens zu erklären. Dazu gehören:

• Panspermie-Hypothese: Das Leben entstand im Weltraum und reiste in Sporenform von einem Planetensystem zu einem anderen.
• Präbiotische Synthese-Hypothese: Das Leben entstand aus organischen Molekülen auf der Erde, die wiederum aus anorganischer Materie gebildet wurden.

Präbiotische Synthese: Oparin und Haldane

Im Jahr 1923 schlugen Oparin und Haldane vor, dass sich in einer primitiven Atmosphäre eine Reihe organischer Moleküle aus Gasen gebildet haben könnten. Ihre Theorie basiert auf folgenden Annahmen:

• Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren war die Erde von einer sauerstofffreien Atmosphäre umgeben,

Sensorische Rezeptoren: Wahrnehmung verstehen

Sensorische Rezeptoren sind spezialisierte Strukturen, die Reize erfassen und in Nervenimpulse umwandeln. Sie werden wie folgt eingeteilt:

• Chemorezeptoren: Empfindlich gegenüber Chemikalien.
• Mechanorezeptoren: Empfindlich gegenüber mechanischen Reizen wie Berührung, Druck, Schall und Schwerkraft.
• Photorezeptoren: Lichtempfindlich.
• Thermorezeptoren: Empfindlich gegenüber Temperaturveränderungen.
• Nozizeptoren: Empfindlich gegenüber starken Druckreizen; sie sind für die Schmerzwahrnehmung verantwortlich.

Auch können sie nach ihrer Lage klassifiziert werden:

• Interne Rezeptoren (Interozeptoren): Befinden sich im Körperinneren, vor allem in den Eingeweiden. Sie sammeln Informationen über innere Organe.

Variationen

Alle Individuen einer Population besitzen einzigartige Eigenschaften, die sie von anderen unterscheiden. Diese individuellen Unterschiede werden als Variationen bezeichnet und sind das Ergebnis genetischer und umweltbedingter Einflüsse.

Man unterscheidet zwei Arten von Variationen:

• Genotypische Variationen: Diese Unterschiede werden von den Eltern an die Nachkommen vererbt und sind in den Genotypen der Individuen enthalten.
• Phänotypische und umweltbedingte Variationen: Diese entstehen durch die Interaktion der Gene mit der Umwelt und manifestieren sich nicht immer vollständig im Genotyp.

Genpool

Jedes Individuum einer Population ist eine Kombination von Genen. Der Genpool umfasst alle Gene aller Individuen einer Population.

Populationen... Weiterlesen "Variationen, Genpool & Stammzellen: Grundlagen der Genetik" »

Ausscheidung

Die Ausscheidung ist nicht nur ein Mechanismus zur Beseitigung von Abfallprodukten, sondern reguliert auch die chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften des inneren Milieus.

Alle Funktionen, bei denen der Körper Substanzen nach außen abgibt, dienen der Ausscheidung (z. B. Tränen, Sperma, Ohrenschmalz).

Ausscheidungsrückstände werden durch den zellulären Katabolismus entfernt. Die Ausscheidung wird oft mit dem Stuhlgang verwechselt (Entsorgung unverdauter oder nicht resorbierbarer Stoffe durch den After) oder mit der Sekretion (Produktion potenziell nützlicher Substanzen, die später nach außen abgegeben werden).

Der Ausscheidungsprozess

Der Prozess umfasst drei Arten von Vorgängen:

• Filtration: Passage von Stoffen aus dem

Die Hierarchischen Ebenen der Biologischen Organisation

Die Ebenen der Organisation beschreiben die verschiedenen Grade der Komplexität, in denen Materie strukturiert ist, von den kleinsten Teilchen bis hin zum gesamten Organismus.

1. Subatomare Ebene

Diese Ebene umfasst die elementaren Teilchen, aus denen Atome bestehen: Protonen, Neutronen und Elektronen.

2. Atomare Ebene

Diese Ebene wird durch Atome gebildet, welche die kleinsten Bausteine der Materie sind, die noch die chemischen Eigenschaften des Elements besitzen. Beispiele sind das Sauerstoffatom oder das Kohlenstoffatom.

3. Molekulare Ebene

Atome verbinden sich zu Molekülen. Einige Moleküle sind relativ einfach (wie Wasser), andere sind komplexer (wie Proteine).

Biomoleküle

Moleküle, aus... Weiterlesen "Hierarchische Ebenen der Organisation: Von Atom bis Organismus" »

Bis vor Kurzem war es üblich, bei der Geburt eines Babys zuerst dessen Genitalien zu betrachten, um das Geschlecht zu bestimmen. Hatte es einen Penis, war es ein Junge; hatte es eine Vulva, war es ein Mädchen. Dank moderner Technologie muss man heute nicht mehr bis zur Geburt warten, um dieses Geheimnis zu lüften: Eine Ultraschalluntersuchung kann das Geschlecht bereits vor der Geburt eindeutig zeigen. Die grundlegende Methode bleibt jedoch dieselbe: die Beobachtung der Genitalien.

Die Genitalien werden auch als Sexual- oder Fortpflanzungsorgane bezeichnet. Was man mit bloßem Auge sieht, ist wichtig für die Geschlechtsbestimmung, aber es ist nicht alles. Die männlichen Geschlechtsorgane bestehen aus sichtbaren und unsichtbaren Teilen,... Weiterlesen "Der männliche Genitalapparat: Aufbau und Funktion" »