Grundlagen der Genetik und natürliche Ressourcen

Grundlagen der Genetik

Die Genetik entwickelte sich vom 19. Jahrhundert (klassische Genetik) bis zum 20. Jahrhundert (molekulare Genetik).

Nukleinsäuren

Nucleotide bestehen aus: Nukleosid (Pentose + stickstoffhaltige Base) + Phosphorsäure.

• DNA: Besteht aus zwei antiparallelen Strängen (AT, CG) und repliziert semikonservativ.
• RNA: Besteht aus einem Strang (AU, CG).

Genetischer Code und Mutationen

Der genetische Prozess umfasst Replikation, Transkription und Translation (5' zu 3').

• Genmutationen: Änderungen, Ergänzungen oder Streichungen.
• Chromosomale Mutationen: Streichung, Inversion, Translokation und Duplikation.

Biotechnologie und Gentechnik

Biotechnologie nutzt Lebewesen zu unseren Gunsten, während Gentechnik das Genom eines Organismus gezielt verändert.

Anwendungen der Gentechnik

• Klonen: Molekular (Gene/Plasmide), zellulär (totipotente Zellen) und Organismen.
• PCR: Vervielfältigung von DNA-Fragmenten mittels Polymerase-Kettenreaktion.
• Genetischer Fingerabdruck: Identifizierung durch spezifische Nukleotid-Sequenzen.
• Human Genome Project: Entschlüsselung von ca. 30.000 Genen (1990–2003).

Medizinische Genetik

Unterscheidung zwischen erblichen (von Generation zu Generation) und angeborenen (während der Embryonalentwicklung) Erkrankungen.

• Geschlechtsgebunden: Farbenblindheit, Hämophilie (X), Ichthyose (Y).
• Nicht geschlechtsgebunden: Monogen (z. B. Albinismus) oder polygen (z. B. Alzheimer, Fettleibigkeit).

Prävention und Therapie

Prävention erfolgt primär (Beratung) oder sekundär (Amniozentese). Die Gentherapie nutzt somatische Methoden, während die Reproduktionsmedizin Verfahren wie In-vitro-Fertilisation umfasst.

Natürliche Ressourcen

Natürliche Ressourcen sind Elemente der Natur, die menschliche Bedürfnisse erfüllen. Sie werden nach Verfügbarkeit (erneuerbar/nicht erneuerbar) und Herkunft (biotisch/abiotisch) klassifiziert.

Luft und Wasser

• Luft: Ein Gasgemisch, essenziell für Photosynthese und Energiegewinnung.
• Wasser: Hauptbestandteil lebender Materie (70%). Nutzung unterteilt in konsumtiv (Landwirtschaft, Industrie) und nicht-konsumtiv (Energie, Erholung).

Boden und Mineralien

Der Boden ist eine Schnittstelle zwischen Lithosphäre, Hydrosphäre und Atmosphäre. Mineralische Ressourcen werden in Metalle (Eisen, Kupfer, Gold) und Nichtmetalle (Schwefel, Phosphor, Salz) unterteilt.

Biotische Ressourcen

Umfasst Landwirtschaft, Viehzucht, Fischerei und Forstwirtschaft. Wälder liefern Holz, Medikamente und industrielle Rohstoffe.

Energieressourcen

• Nicht erneuerbar: Kohle, Erdöl, Erdgas und Kernenergie (Spaltung/Fusion).
• Erneuerbar: Wind-, Solar-, Wasser-, Gezeiten-, Geothermie- und Biomasseenergie.