Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Biologie

Grundlagen der Ökologie: Wie das Leben organisiert ist

Biosphäre und Ökosysteme

Leben und Lebewesen sind die wichtigsten Merkmale unseres Planeten. Die Biosphäre umfasst alle Lebewesen auf der Erde. Ein Ökosystem ist eine Gemeinschaft von Organismen, die miteinander und mit ihrer physischen Umgebung interagieren, in der sie leben. Die Umwelt bedeutet, dass alle physikalischen, chemischen und biologischen Faktoren und Bedingungen die Existenz der Lebewesen ermöglichen, die sie bewohnen.

Biotop und Biozönose

Ein Biotop ist der Bereich mit einheitlichen Umwelteigenschaften, der von einer Lebensgemeinschaft besiedelt wird. Beispiele hierfür sind Pflanzen und Tiere in einem Park, aber auch Lebewesen außerhalb davon, wie etwa in der restlichen... Weiterlesen "Grundlagen der Ökologie: Aufbau und Funktionen von Ökosystemen" »

Zellulärer Transport durch Membranen

Einfache Diffusion

Manche Stoffe gelangen durch Diffusion in die Zellen oder nach außen. Dies erfolgt durch einfache Diffusion, einen physikalischen Prozess, der auf zufälliger Bewegung basiert. Die kinetische Energie in Verbindung mit der zufälligen Bewegung verursacht Diffusion, d.h. die Nettobewegung von Teilchen (Atome, Ionen und Moleküle) aus einer Region hoher Konzentration zu einer Region niedriger Konzentration, bis eine gleichmäßige Verteilung erreicht ist.

Carrier-vermittelter Transport von Molekülen

Für den Transport bestimmter Stoffe (Ionen und Nährstoffe) wurden bereits in einem sehr frühen Stadium der Zellentwicklung spezielle Transportproteine wie Permeasen entwickelt. Dieser Transport... Weiterlesen "Zellulärer Transport & Hormonelle Regulation" »

Regulation der Genexpression

Eine Zelle synthetisiert Proteine zu einem bestimmten Zeitpunkt. Die Regulation der Genexpression kann zu verschiedenen Zeitpunkten erfolgen, findet aber häufig während der Transkription statt.

Regulation der Genexpression in Prokaryoten

Ein Prokaryot ist an die Umweltbedingungen angepasst. Hier wird das Operon-Modell betrachtet, das 1961 von François Jacob und Jacques Monod in E. coli entwickelt wurde. Ein Operon ist eine Gruppe von Strukturgenen, deren Expression von verschiedenen Elementen und Genen reguliert wird. Es besteht aus:

• Strukturgene: Werden ohne Unterbrechung transkribiert, wobei die mRNA die Information für mehrere Proteine trägt.
• Promotor: DNA-Nukleotidsequenz, an die die RNA-Polymerase bindet, um

Das Human Genome Project (HGP)

Im Jahr 2001 erfolgte die Einreichung und Veröffentlichung wesentlicher Daten zum ersten Entwurf des menschlichen Genoms. Diese Präsentation wurde gemeinsam vom HGP und Celera Genomics vorgenommen. Im Jahr 2003 wurde die vollständige Karte des menschlichen Genoms erstellt. Dies geschah 13 Jahre nach Beginn der Forschung, 3 Jahre nach der Veröffentlichung des ersten Entwurfs und 50 Jahre nach der Entdeckung der DNA-Struktur.

Erkenntnisse aus dem Human Genome Project

Viele Firmen und Universitäten haben die Erforschung der genetischen Grundlagen verschiedener Krankheiten und die frühzeitige Diagnose durch DNA-Analyse begonnen. Das menschliche Genom enthält weniger als 30.000 bis 100.000 Gene, als bisher angenommen.... Weiterlesen "Genomforschung, Gentherapie und Assistierte Reproduktion: Ein Überblick" »

Enzyme: Biokatalysatoren des Lebens

Ein Enzym ist ein Biokatalysator, der biologisch im Körper synthetisiert wird und dessen chemische Zusammensetzung ganz oder teilweise aus Protein besteht. Biokatalysatoren sind Substanzen, die in chemischen Reaktionen nicht verbraucht werden. Sie senken die Aktivierungsenergie und erhöhen dadurch die Geschwindigkeit der gesamten Reaktion.

Der Wirkmechanismus von Enzymen

Der Mechanismus der Enzymwirkung erfolgt stets durch die Bindung des Substrats und die Bildung eines Enzym-Substrat-Komplexes (auch Zwischen-Enzym-Komplex genannt). Ohne diese Bindung kann die chemische Reaktion nicht stattfinden. Die enzymatische Reaktion kann wie folgt symbolisiert werden:

Das Substrat ist jede Substanz oder jedes Molekül,... Weiterlesen "Enzyme: Eigenschaften, Wirkmechanismus & Einflussfaktoren" »

Harnwege

Die Harnwege bestehen aus den Nieren (den harnbildenden Organen) und ihren Ausscheidungswegen (Nierenkelche, Nierenbecken, Harnleiter, Harnblase und Harnröhre).

Nieren

Die Nieren haben die Form einer Bohne. Sie befinden sich in der Bauchhöhle an der hinteren Bauchwand. Die hintere Bauchwand wird von den Muskeln Psoas major und Quadratus lumborum gebildet, die sich von der letzten Rippe bis zum Beckenkamm erstrecken. Diese beiden Muskeln bilden die hintere Bauchwand und stützen die Nieren an ihrem oberen Pol. Die Nieren sind retroperitoneale Organe und liegen an der hinteren Bauchwand an. Sie befinden sich auf beiden Seiten der Wirbelsäule, auf Höhe des letzten Brustwirbels und der ersten beiden Lendenwirbel. Sie sind etwa 10 bis... Weiterlesen "Harnwege: Nieren, Harnleiter, Blase und Harnröhre" »

Theorien der Evolution: Fixismus vs. Evolutionismus

5.1 Theorien der Evolution: der Evolutionismus gegen den Fixismus. Der Fixismus glaubt, dass alle Arten unabhängig sind und seit ihrer Schöpfung über die Zeit unverändert bleiben. Im Evolutionismus sind das Universum und das Leben das Produkt der Entwicklung. Die Artenvielfalt ist das Ergebnis von Veränderung und Anpassung. Unter den Evolutionstheorien unterscheiden wir die folgenden:

Lamarckismus

Lamarck. Erste umfassende Theorie, die besagt:

• Es gibt eine allmähliche Progression von sehr einfachen Organismen hin zu komplexeren.
• Der Mechanismus, durch den Veränderungen auftreten, ist die allmähliche Anpassung an die Umwelt durch Gebrauch oder Nichtgebrauch bestimmter Organe.
• Die Ausübung

Typen der Verdauung

Verdauung ist der Prozess, bei dem komplexe Moleküle in einfachere aufgespalten werden.

Methoden der Verdauung

• Intrazelluläre Verdauung

  Findet innerhalb der Zellen statt. Jede Zelle fungiert als komplettes Verdauungssystem:

  • Fängt Nahrung (Pseudopodien, Cilien oder Flagellen).
  • Nimmt Nahrung auf (Endozytose).
  • Verdaut Nahrung (Lysosomen).
  • Scheidet unverdaute Materialien aus (Exozytose).

  Typisch für Schwämme.

• Extrazelluläre Verdauung

  Findet im Verdauungssystem statt, das aus einem Trakt und spezialisierten Drüsen besteht. Die Nährstoffe gelangen in den Blutkreislauf und werden an alle Zellen verteilt.

  Typisch für die meisten Tiere.

Kombination beider Verdauungsarten

Einige Tiere kombinieren beide Arten der Verdauung:

• Die Nahrung kommt

Die Fähigkeit von Kohlenstoff, lange Ketten zu bilden, führt zu einer Vielzahl von organischen Molekülen, die für das Leben unerlässlich sind. Zu diesen gehören Kohlenhydrate, Lipide, Proteine und Nukleinsäuren.

Kohlenhydrate: Energiequellen des Körpers

Kohlenhydrate, auch als Zucker oder Saccharide bekannt, bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Bekannte Beispiele sind Glukose, Laktose und Stärke.

Bei ihrer Verbrennung liefern Kohlenhydrate eine hohe Menge an Wärme, Wasser und Kohlendioxid. Der Energiegehalt von Kohlenhydraten wird nicht sofort freigesetzt, sondern langsam durch progressive Oxidationsprozesse.

Lipide: Vielseitige Bausteine und Energiespeicher

Lipide sind eine heterogene Gruppe von Molekülen,... Weiterlesen "Organische Moleküle: Bausteine des Lebens" »

Knochen: Struktur, Funktion und Klassifizierung

Knochen sind die wichtigsten Komponenten des Skeletts. Sie sind starke, harte und zähe Organe, die aus Knochengewebe bestehen, einem spezialisierten Bindegewebe mit verkalkten extrazellulären Komponenten.

Chemische Zusammensetzung der Knochen

• 25% Wasser (H2O)
• 45% Mineralien
• 30% organische Substanz

Funktionen der Knochen

Knochen erfüllen vielfältige Funktionen im Körper:

• Bewegung: Sie bilden zusammen mit den Muskeln das Muskel-Skelett-System, das die Bewegung ermöglicht.
• Stützfunktion: Das Skelett dient als Tragwerk des Körpers.
• Schutz: Knochen schützen lebenswichtige Organe.
• Blutbildung: Sie beherbergen das Knochenmark, in dem die Blutzellen gebildet werden.

Klassifizierung der Knochen

Klassifizierung