Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Biologie

Die Welt der Gentechnik: Von der Entdeckung zur Anwendung

Obwohl die Struktur der DNA Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts von dem britischen Wissenschaftler Francis Crick und dem Amerikaner James Watson entdeckt wurde, gab es nach mehr als einem Jahrzehnt grundlegender Forschungsarbeit ab 1970 einen entscheidenden Durchbruch mit der Entwicklung zweier fundamentaler biologischer Werkzeuge:

• a) Die Identifizierung von Restriktionsenzymen.
• b) Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR).

Mit diesen beiden Werkzeugen, einer Reihe weiterer Techniken und einem vertieften Wissen über Gene entstand die Biotechnologie. Diese Wissenschaft integriert Natur- und Ingenieurwissenschaften, um Organismen, Zellen, deren Bestandteile und Moleküle für die Entwicklung von... Weiterlesen "Gentechnik & Biotechnologie: Grundlagen, Techniken & Anwendungen" »

Die Rolle des Nervensystems

Das Nervensystem ist ein komplexer Prozess, der darauf abzielt, Folgendes zu erreichen:

• Die Anpassung des Organismus an sich verändernde Umweltbedingungen, sowohl extern als auch intern.
• Die Koordination und Abstimmung der verschiedenen Körperteile und Organe.

Die sensorischen Organe erfassen Informationen in Form von Umweltreizen und leiten diese an das Nervensystem weiter. Das Nervensystem empfängt, verarbeitet diese Informationen und entwickelt eine Antwort, die an die Effektororgane übermittelt wird, welche für die Ausführung verantwortlich sind.

Die Effektororgane sind:

• Der Bewegungsapparat (Muskeln und Knochen)
• Das endokrine System, das Hormone produziert, um Körperfunktionen zu regulieren.

Das Neuron: Aufbau

Die Phasen der Mitose und Zellteilung

Prophase

Prophase: Das Chromatin kondensiert zu Chromosomen, dem Produkt der DNA-Replikation. Die Kernhülle verschwindet. Das Zytoplasma wandert zu den Centriolen (in Pflanzenzellen abwesend), die sich an jedem Zellpol positionieren. Zwischen ihnen bilden sich Proteinfasern, welche die mitotische Spindel bilden.

Metaphase

Metaphase: Die Chromosomen befestigen sich an den Spindelfasern und ordnen sich in der Äquatorialebene der Zelle an. Dies ist die kürzeste Phase.

Anaphase

Anaphase: Die mitotischen Spindelfasern beginnen, die Chromosomen zu den jeweiligen Centriolen zu ziehen. Dadurch trennen sich die Chromatiden jedes Chromosoms.

Telophase

Telophase: Die Chromosomen erreichen die Pole und beginnen, sich aufzulösen.... Weiterlesen "Die Phasen der Mitose: Zellteilung einfach erklärt" »

Grundlegende Ernährungsprinzipien und Nährstoffe

Makronährstoffe: Die Basis der Ernährung

Kohlenhydrate: Wichtige Energielieferanten

Kohlenhydrate sind fundamentale energetische Stoffe, die in Lebensmitteln vorkommen. Sie werden in zwei Hauptgruppen unterteilt:

• Einfache Kohlenhydrate (Einfachzucker): Kristallin, süß und wasserlöslich (z. B. in Süßigkeiten).
• Komplexe Kohlenhydrate: Sind nicht süß oder kristallin. Sie bestehen aus der Vereinigung vieler einfacher Kohlenhydrat-Moleküle.

Lipide (Fette): Hochenergetische Moleküle

Lipide sind in Wasser unlöslich und haben ein öliges Aussehen. Sie werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung unterschieden:

• Gesättigte Fette: Häufig tierischen Ursprungs.
• Ungesättigte Fette: Häufig pflanzlichen

Das Herz-Kreislauf-System

Es gibt zwei Hauptarten von Herz-Kreislauf-Systemen:

Geschlossenes Kreislaufsystem

Bei einem geschlossenen Kreislaufsystem zirkuliert das Blut ausschließlich innerhalb eines Netzwerks von Blutgefäßen, ohne diese zu verlassen. Die vom Blut transportierten Stoffe gelangen durch Diffusion ins Gewebe. Dieses System ist charakteristisch für Anneliden, Kopffüßer und Wirbeltiere.

Offenes Kreislaufsystem

Bei einem offenen Kreislaufsystem wird das vom Herzen gepumpte Blut durch Blutgefäße direkt in die Zellzwischenräume geleitet, wo es die Zellen umspült. Es kehrt dann durch verschiedene Mechanismen zum Herzen zurück. Dieses System findet sich bei Arthropoden und den meisten Weichtieren (z.B. Muscheln), jedoch nicht bei... Weiterlesen "Herz-Kreislauf-Systeme: Arten, Kreisläufe und Evolution bei Wirbeltieren" »

Genmutationen: Definition und Typen

Veränderung der Nukleotidsequenz eines einzelnen Gens.

Basenaustausch (Punktmutationen)

Macht etwa 20 % der Mutationen aus. Sie bestehen aus einer Veränderung einer einzelnen DNA-Base, die nur ein Nukleotid und ein Triplett betrifft. Da der genetische Code degeneriert ist, kann ein mutiertes Triplett immer noch dieselbe Aminosäure (aa) kodieren: Dies wird als stille Mutation bezeichnet. Wenn das neue Triplett für eine andere Aminosäure kodiert, kann dies schwerwiegende Folgen haben, insbesondere wenn es einen Teil des aktiven Zentrums des Proteins betrifft. Andernfalls kann es unbemerkt bleiben. Es kann auch zu einem Stopp-Triplett führen, was ein kürzeres Protein zur Folge hat.Sie treten hauptsächlich... Weiterlesen "Mutationen: Arten, Ursachen und Auswirkungen auf das Genom" »

Nervengewebe: Allgemeine Organisation

Anatomische Gliederung des Nervensystems

• Das zentrale Nervensystem (ZNS) ist für die Integration zuständig. Es umfasst: das Gehirn und das Rückenmark.
• Das periphere Nervensystem (PNS) gewährleistet die Weiterleitung von Informationen zum ZNS und von peripheren Befehlen zu den Effektoren. Es besteht aus: Nerven, Nervensträngen, Nervenendigungen und sensorischen Rezeptoren.

Histologische Zusammensetzung des Nervengewebes

Histologisch setzt sich das Nervengewebe zusammen aus Neuronen und Gliazellen, die beide aus dem Ektoderm stammen und auf Kommunikation spezialisiert sind.

Neuronen: Struktur und Funktion

Der Zellkörper (Soma)

Die Form des Somas ist in der Regel polyedrisch, mit scharfen Kanten und Ausläufern... Weiterlesen "Das Nervensystem: Aufbau, Neuronen und Gliazellen" »

Zellkomponenten und ihre Funktionen

Zytoplasma: Aufbau und Funktion

Das Zytoplasma befindet sich direkt hinter der Plasmamembran und zwischen den Zellkomponenten. Es besteht hauptsächlich aus Wasser, das als Lösungsmittel fungiert, sowie aus gelösten Stoffen, darunter Proteine, die als Enzyme wirken.

Chloroplasten und Photosynthese

Die Hauptaufgabe der Chloroplasten ist die Produktion von Nährstoffen aus der Strahlungsenergie der Sonne mittels Photosynthese. Sie besitzen zwei Membranen: eine äußere und eine glatte innere. Die innere Membran bildet Falten, die als Lamellen bezeichnet werden und in denen sich die Grana befinden.

Mitochondrien: Kraftwerke der Zelle

Die Funktion der Mitochondrien ist die Oxidation von Nährstoffen durch die Zellatmung... Weiterlesen "Zellkomponenten und Zellulärer Transport: Funktionen und Mechanismen" »

Die Reiz-Reaktions-Kette bei Lebewesen

Die Fähigkeit zur Interaktion erlaubt es Lebewesen, Veränderungen (Reize) zu erfassen und eine entsprechende Antwort zu erzeugen.

Elemente der Reiz-Reaktions-Kette

Die Kette besteht aus folgenden Elementen:

• Reize (Stimuli): Dies sind Schwankungen in der Umwelt, die intern oder extern, biotisch oder abiotisch (physikalisch, chemisch) sein können.
• Rezeptoren (Empfänger): Strukturen, die für die Erfassung der Stimuli zuständig sind (bei Tieren sind dies die Sinnesorgane).
• Koordinatoren: Stellen, die Informationen von den Rezeptoren empfangen und Befehle an die Effektoren senden (Nervensystem und Endokrines System).
• Effektoren: Strukturen, die die Reaktion ausführen (bei Tieren sind dies die Muskeln und Drüsen)

Morphin und erhöhte Schläfrigkeit bei älteren Patienten

Bei älteren Menschen (wie auch bei Kindern) ist die hepatische Aktivität reduziert. Dies führt dazu, dass das Medikament länger braucht, um verstoffwechselt und aus dem Körper ausgeschieden zu werden. Diese verlängerte Verweildauer kann im Falle von Morphin zu erhöhter Schläfrigkeit führen, selbst wenn die Dosis der einer Person mittleren Alters entspricht.

Eigenschaften von Molekülen zur Überwindung physiologischer Barrieren

Arzneimittelmoleküle, die kleiner, nicht-ionisiert und fettlöslich sind, passieren Membranen leicht durch passive Diffusion. Auch sehr kleine, wasserlösliche Stoffe können die Zelle leicht durch Poren durchdringen.

Bedeutung der Plasma-Halbwertszeit