Universum, Sonnensystem und Erde: Ein Überblick

Das Universum

Das Universum umfasst alle Materie, Energie, Raum und Zeit. Alles, was existiert, ist ein Teil davon. Die Materie im Universum wird nicht zerstört, sondern verteilt sich gleichmäßig in Galaxien. Es besteht auch aus dunkler Materie, die nicht direkt erkennbar ist, aber durch ihre Anziehungskraft wirkt.

Die Erde in der Galaxie

Eine Galaxie ist eine große Ansammlung von Materie in Form von sichtbarer Materie (Sterne, Nebel und Staub) und dunkler Materie. Unsere Galaxie, die Milchstraße, hat Millionen von Sternen und ein zentrales Schwarzes Loch. Unser Sonnensystem befindet sich im Orion-Arm der Milchstraße.

Die Planeten des Sonnensystems

Die Planeten des Sonnensystems haben genug Masse, damit die Schwerkraft sie in eine runde Form bringt. Sie haben auch genug Schwerkraft, um andere Objekte in ihrer Umgebung anzuziehen. Man unterscheidet zwischen inneren (kleinen, felsigen, mit hoher Dichte und hoher Temperatur in Sonnennähe) und äußeren Planeten (groß, bestehend aus Wasserstoff und Helium, mit einem Kern aus Eisen und Silikat, und einer dichten Atmosphäre, elliptische Umlaufbahn).

• Merkur: Der sonnennächste Planet. Aufgrund der fehlenden Atmosphäre schwankt die Temperatur zwischen 480 °C am Tag und -180 °C in der Nacht. Die Entfernung zur Sonne variiert zwischen 46 und 76 Millionen Kilometern, was die Temperaturschwankungen verstärkt.
• Venus: Hat eine sehr dichte Atmosphäre, die hauptsächlich aus CO2 besteht und eine Temperatur von 470 °C erzeugt.
• Erde: Die Durchschnittstemperatur beträgt 15 °C, was zusammen mit der Atmosphäre Leben ermöglicht.
• Mars: Die Temperatur beträgt etwa -60 °C. Wasser existiert in Form von Eis. Die Atmosphäre ist sehr dünn.
• Jupiter: Der größte Planet des Sonnensystems mit einer sehr großen Atmosphäre und vielen Satelliten.
• Saturn: Der zweitgrößte Planet mit einer großen Atmosphäre und 47 bekannten Satelliten.
• Uranus: Die Atmosphäre besteht aus Gasen wie Wasserstoff, Helium und Methan, was ihm seine Farbe verleiht. Die Atmosphäre ist sehr dicht und die Temperatur beträgt -193 °C.
• Neptun: Sehr ähnlich wie Uranus.

Die Erdatmosphäre

Die Atmosphäre ist die gasförmige Schicht, die einen Planeten umgibt und durch die Schwerkraft gehalten wird. Sie entsteht durch die Entgasung der Hydrosphäre. Sie erhält die Farbe und die richtige Temperatur für das Leben durch die vorhandenen Gase. Die ersten 80 km bestehen aus einer homogenen Mischung, ab 80 km bis zur Grenze ist die Zusammensetzung von der molekularen Masse abhängig.

Schichten der Atmosphäre:

• Troposphäre (0-12 km): Die Temperatur nimmt mit der Höhe ab.
• Stratosphäre (12-50 km): Die Temperatur steigt. Die Ozonschicht absorbiert UV-Strahlen und erhöht die Temperatur.
• Mesosphäre (50-90 km): Die Temperatur sinkt.
• Thermosphäre (90-500 km): Die Temperatur steigt, da Röntgen- und Gammastrahlen absorbiert werden.
• Exosphäre (ab 500 km): Die äußerste Schicht der Atmosphäre.

Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt entsteht durch Gase in der Atmosphäre, die Infrarotstrahlung absorbieren und zurück zur Erde reflektieren. Treibhausgase sind unter anderem CO2, CH4 und H2O.

Plattentektonik

Es gibt drei Arten von Lithosphärenplatten:

• Ozeanische Lithosphäre: Besteht nur aus ozeanischer Lithosphäre.
• Kontinentale Lithosphäre: Besteht aus kontinentaler Lithosphäre.
• Gemischte Lithosphäre: Besteht aus beiden Plattentypen.

Plattengrenzen können konstruktiv (auseinanderdriftend), destruktiv (aufeinanderzubewegend) oder neutral (aneinandervorbeigleitend) sein.

Ökosystem

Ein Ökosystem ist ein System, in dem Energie und Materie ein- und austreten. Die Hauptenergiequelle ist die Sonne. Die Materie, aus der Lebewesen aufgebaut sind, wird in der Hydrosphäre (H2O), Atmosphäre (O2) usw. gefunden. Die Biozönose besteht aus gebundenen Molekülen, die größere Strukturen bilden, wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff.

Transkription und Translation

Transkription (T=A, A=U, G=C)

Zu Beginn eines Gens öffnet sich die DNA-Doppelhelix und die Wasserstoffbrückenbindungen werden aufgebrochen. Ein komplementärer DNA-Strang wird in 5'->3'-Richtung synthetisiert. Dieser Strang wird als mRNA bezeichnet und verlässt den Zellkern durch die Poren der Kernmembran ins Zytoplasma.

Translation

Im Zytoplasma bindet die mRNA an ein Ribosom. Das Ribosom liest die mRNA und synthetisiert Anticodons. Jeweils drei Basen (ein Codon) codieren für eine Aminosäure. Eine Sequenz von Aminosäuren bildet ein Protein.

Zusammenfassung: DNA im Zellkern -> Transkription -> mRNA -> Verlässt den Zellkern -> Bindet an Ribosom im Zytoplasma -> Translation -> Synthese von Anticodons (Aminosäuren) -> Bildung eines Proteins -> Spezifische Funktion

Zelluläre Bestandteile

• Zellkern: Ein durch die Kernmembran begrenzter Raum, der die DNA enthält.
• Gen: Ein Abschnitt der DNA, der eine spezifische Funktion codiert.
• DNA: Enthält die genetische Information in Form von Nukleotiden.
• Transkription: Der Prozess, bei dem DNA in RNA kopiert wird (findet im Zellkern statt).
• mRNA: Eine Kopie eines Gens, die den Zellkern verlässt und die genetische Information transportiert.
• Ribosom: Befindet sich im Zytoplasma und liest die mRNA. Hier findet die Translation statt.
• Translation: Der Prozess, bei dem die mRNA von einem Ribosom gelesen wird und Proteine mit einer bestimmten Funktion gebildet werden.
• Protein: Ein Molekül mit einer bestimmten Funktion, das aus Aminosäuren (20 verschiedene Arten) aufgebaut ist.