Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Biologie

Die Immunreaktion

Ablauf der Immunreaktion: Eine Zelle mit Antigenen wird in Makrophagen (Riesenfresszellen) verdaut. T-Helferzellen aktivieren daraufhin die B-Zellen. B-Zellen differenzieren sich zu Plasmazellen und Gedächtniszellen. Die Plasmazellen bilden Antikörper, welche wiederum an Erreger binden und die Aufnahme durch Riesenfresszellen erleichtern.

Lymphozyten und ihre Funktionen

• T-Helferzellen: Haben den ersten Kontakt mit dem Antigen und senden über Zytokine Signale an andere Zellen.
• Zytotoxische T-Zellen: Schädigen und zerstören Pathogene mithilfe ihres T-Zell-Rezeptors.
• Gedächtniszellen: Erinnern sich an spezifische Antigene für eine schnellere Zweitinfektion.

Exkretion und Osmoregulation

Funktion der Nieren: Sie regulieren den... Weiterlesen "Immunreaktion, Nierenfunktion und Osmoregulation" »

Enzyme: Biokatalysatoren

Bau

Enzyme sind Biokatalysatoren, die chemische Reaktionen innerhalb eines Organismus beschleunigen. Die meisten Enzyme sind Proteine. Die Wirkung der Enzyme ist in der Regel sehr spezifisch. Zum einen bezieht sich diese Spezifik auf den Reaktionstyp, zum anderen auf die Substrate, deren Umsetzung sie katalysieren.

Substratspezifität

Enzyme sind Biokatalysatoren, welche wie Katalysatoren generell nicht an der Reaktion, die sie beschleunigen, teilnehmen. Im Vergleich zu anderen Katalysatoren wirken Enzyme mit hoher Spezifität. Ein bestimmtes Enzym katalysiert nicht jede beliebige Reaktion, sondern setzt nur ganz bestimmte Substrate zu ganz bestimmten Produkten um. Diese Eigenschaft nennt man Substratspezifität.

Wirkungsspezifität

Enzyme... Weiterlesen "Enzyme: Biokatalysatoren mit Substrat-, Wirkungs- und Milieuspezifität" »

Biomembran (Flüssig-Mosaik-Modell)

Aufbau

Funktion der Biomembran

Die Hauptfunktion ist der Stofftransport von Nährstoffen und Abfallstoffen zwischen dem Zellinneren und der Umgebung (von außen nach innen und umgekehrt).

Stofftransport durch die Biomembran

Passiver Stofftransport

• Erfolgt entlang des Konzentrationsgefälles (von hoch nach niedrig).
• Keine Energie notwendig.

Einfache Diffusion

• Beinhaltet Osmose.
• Ist langsam und für manche Stoffe nicht passierbar (z.B. nur O₂/ CO₂).

Erleichterte Diffusion

Erfolgt mithilfe von Transportproteinen:

Kanäle

• Transportieren z.B. H₂O (Aquaporine).
• Tunnelproteine sind nur für bestimmte Moleküle und Ionen durchlässig (abhängig von Größe und Art).
• Öffnen sich auf bestimmte Signale (Hormone, Reize).

Carrier (Transporter)

Zellatmung: Energieproduktion und Gärungsprozesse

Unter der Zellatmung versteht man den Abbau von Kohlenhydraten, beginnend mit Glucose. Dabei wird Energie frei, die in Form von ATP gebunden werden kann.

1. Die Glykolyse

• In den ersten Schritten der Glykolyse werden zwei ATP verbraucht.
• Nur eines dieser Moleküle kann direkt weiterverarbeitet werden; das andere muss sich erst umformen, bevor es ebenfalls weiterverarbeitet wird.
• In der zweiten Hälfte der Glykolyse werden vier ATP und zwei NADH+H⁺ gewonnen (je zwei ATP und ein NADH+H⁺ pro C₃-Körper).
• Da in der ersten Hälfte der Glykolyse jedoch zwei ATP verbraucht wurden, entstehen netto bei der Glykolyse nur zwei ATP und zwei NADH+H⁺.
• Insgesamt entstehen pro Glucosemolekül zwei Moleküle Pyruvat,

Grundlagen der menschlichen Fortpflanzung

Menschen vermehren sich sexuell. Dabei produzieren Frauen Gameten (Eizellen) und Männer Spermien. Die Verschmelzung dieser Zellen führt zur Bildung einer Zygote. Die Befruchtung findet bei viviparen Lebewesen wie dem Menschen intern in den weiblichen Fortpflanzungsorganen statt, wo sich das neue Wesen entwickelt.

Prozesse der Reproduktion

• Produktion von Gameten: Findet in spezialisierten Fortpflanzungsorganen statt.
• Befruchtung: Die Vereinigung der Zellkerne. Sie kann extern (z. B. bei Fischen) oder intern erfolgen.
• Entwicklung der Zygote: Der Prozess von der Zygote bis zur Geburt, unterteilt in die embryonale Phase und die postembryonale Entwicklung (Kindheit bis Pubertät).

Das männliche Fortpflanzungssystem

• Hoden:

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Transport

Einführung: Antibiotika und die Darmflora

Antibiotika töten nicht nur schädliche Bakterien ab, sondern auch nützliche oder „gute“ Bakterien, die in unserem Körper existieren. Dies kann zu Nebenwirkungen wie Magen-Darm-Problemen oder Pilzinfektionen führen.

Die Translation: Von RNA zum Protein

Die Translation ist der entscheidende Prozess, bei dem die genetische Information, die in der mRNA gespeichert ist, in Proteine umgewandelt wird. Dies geschieht mithilfe des genetischen Codes, der aus Basentripletts (Codons) besteht. Jedes Codon codiert für eine spezifische Aminosäure. Die Translation findet an den Ribosomen statt und gliedert sich in drei Hauptphasen: Initiation, Elongation und Termination.

Phasen der Proteinbiosynthese

Initiation

In... Weiterlesen "Genexpression verstehen: Translation, RNA-Prozessierung und DNA" »

Kohlenhydrate

Funktionen der Kohlenhydrate

• Monosaccharide: Substrate für den Energiestoffwechsel; Bauteile wichtiger Substanzen mit biologischer Wirkung (N- und O-Glykoside).
• Disaccharide: Substrate für den Energiestoffwechsel.
• Polysaccharide: Reserve-Kohlenhydrate (Energiespeicher) bei Tieren und Pflanzen. Stütz- und Gerüstsubstanz; Bauteile der Grundsubstanz von Bindegewebe (Glykosaminoglykane); Bauteile von Glykoproteinen (Membranen, Blutgruppensubstanzen, Plasmaproteine, Enzyme etc.).

Unterscheidung der Kohlenhydrate

• Monosaccharide: Ein einzelnes Zuckermolekül.
• Disaccharide: Zwei Zuckermoleküle.
• Oligo- und Polysaccharide: Mehrkettig, viele aneinandergereihte Zuckermoleküle.

Speicherung und Regulation

• Speicherform der Glukose: Glykogen (Glykogensynthese)

Viren: Aufbau, Lebenszyklus und Krankheiten

Ein Virus ist eine biologische Einheit, die eine Wirtszelle zur Reproduktion benötigt. Jeder Viruspartikel oder Virion ist ein potenziell infektiöses Agens, das aus einem Kapsid (einer Proteinhülle) um die Nukleinsäure (entweder DNA oder RNA) besteht. Die Form des Kapsids kann einfach (z.B. helikal), ikosaedrisch (polyedrisch oder annähernd kugelförmig) oder komplex sein, oft bestehend aus einem Kopf und einem Schwanz. Diese Struktur kann wiederum von einer viralen Hülle umgeben sein, einer Lipidschicht mit verschiedenen Proteinen, je nach Virustyp.

Der Lebenszyklus eines Virus ist immer auf die metabolische Maschinerie der infizierten Zelle angewiesen, um sein genetisches Material zu replizieren... Weiterlesen "Viren: Aufbau, Lebenszyklus, Krankheiten und Klassifizierung" »

Bau von Nervenzellen

• Zellkörper: Enthält Zellkern und Organellen.
• Dendriten: Verästelte Fortsätze zur Reizaufnahme.
• Axon: Langer Fortsatz zur Reizweiterleitung.
• Schwannsche Zellen: Wickeln sich bei Wirbeltieren um Axone (lamellenartiger Aufbau) und bilden die Myelinscheide.
• Ranviersche Schnürringe: Stellen, an denen die Axonmembran zwischen den Schwannschen Zellen kurzzeitig frei liegt.

Synapsen

1. Neuromuskuläre Synapse: Kontaktstelle zwischen Nerven- und Muskelzelle.
2. Interneurale Synapse: Kontaktstelle zwischen zwei Nervenzellen (Axon zu Dendrit).

Das Ruhepotential

Das Membranpotential beschreibt die Spannung zwischen dem positiven Außenmedium und dem negativen Cytoplasma der Zelle. Im unerregten Zustand spricht man vom Ruhepotential (meist ca.... Weiterlesen "Grundlagen der Neurobiologie: Nervenzellen und Potentiale" »