Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Übungen für Biologie für Gymnasiale Oberstufe

Enzymatik und Hemmung

Schwermetallionen beeinflussen die dreidimensionale Struktur eines Enzyms dauerhaft. Sie blockieren Bindungsstellen im aktiven Zentrum oder verändern dessen Struktur, indem sie sich in dessen Nähe an das Enzym binden.

Katalysatoren beschleunigen chemische Reaktionen durch Herabsetzung der Aktivierungsenergie. Das Substrat bindet sich in das aktive Zentrum (AZ) des Enzyms. Dort wird die Umsetzung zu den Produkten katalysiert, die sich anschließend wieder vom AZ lösen. Enzyme bestehen aus Aminosäuren; es gibt 20 Aminosäuren, die sich auf vielfältige Weise aneinanderlagern können.

Allosterische Hemmung

Bei der allosterischen Hemmung passt das Substrat in das aktive Zentrum des Enzyms und kann dort gebunden werden. Bindet...

Transportfunktionen bei Tieren

Bei Tieren hat die Transportfunktion einen doppelten Zweck: Einerseits den Transport von Nährstoffen (gasförmig und nicht gasförmig) zu den Zellen und andererseits die Eliminierung von Abfallprodukten. Einzellige Organismen benötigen kein spezielles Transportsystem, da die Diffusion ausreicht. Im Gegensatz dazu sind mehrzellige Lebewesen auf Transportsysteme angewiesen, da die Diffusion ein langsamer Prozess ist, der nur über sehr kurze Distanzen wirksam ist.

Körperflüssigkeiten und Homöostase

Der tierische Körper besteht zu einem großen Anteil aus Flüssigkeiten, etwa 56 % der Körpermasse. Diese Flüssigkeiten befinden sich innerhalb der Zellen (intrazelluläre Flüssigkeit) sowie in den Zwischenräumen...

Aminosäuren und Proteine: Grundlagen

Amphoterer Charakter der Aminosäuren

Amphoterer Charakter: Säuren sind ionisierte Carboxylgruppen, die ein Proton verlieren und sich wie eine Säure verhalten. Gleichzeitig kann die Aminogruppe ein Proton aufnehmen und als Base dienen. Dies führt zur Bildung eines Zwitterions oder Hybrids. Diese Eigenschaft ermöglicht es ihnen, sowohl als Säuren als auch als Basen zu fungieren. Dies hängt vom pH-Wert ab. Die Seitenketten können auch andere Gruppen enthalten, die die Aminosäure ionisieren und die Ladung beeinflussen können.

Isoelektrischer Punkt (IEP)

Isoelektrischer Punkt: Dies ist der pH-Wert, bei dem die Nettoladung der Aminosäure Null ist. Jede Aminosäure besitzt einen unterschiedlichen isoelektrischen...

Rezept des Lebens

Die Grundbausteine des Lebens sind: Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und Stickstoff (N).

Verbundwerkstoffe des Lebens

Wichtige Elemente sind Sauerstoff und Kohlenstoff. Ein Überleben ist nicht möglich ohne Selen, Eisen, Schwefel und Kalium.

Energie für das Leben

Die Energiebedürfnisse für das Leben werden durch einen Prozess namens Photosynthese gedeckt. Dieser wird von Pflanzen, Algen und Bakterien durchgeführt.

Klassifizierung der Organismen

Organismen werden unterteilt in: autotrophe und heterotrophe Lebewesen.

Chemosynthese

Einige Arten von Bakterien können Energie aus Reaktionen mit anderen Elementen und Verbindungen gewinnen, wie zum Beispiel aus Schwefelwasserstoff, der von Vulkanen ausgestoßen wird.

Herkunft

1. Wichtigste Ideen zum Ursprung des Lebens

Kreationismus / Urzeugung / Panspermie / Evolutionstheorien

2. Was ist Kreationismus?

Das Leben hat einen göttlichen Ursprung. Dies ist keine wissenschaftliche Theorie, da sie auf Glauben basiert und nicht auf Beobachtungen oder Beweisen beruht.

3. Idee der "Urzeugung"

Die Vorstellung, dass sich Lebewesen spontan aus unbelebter Materie entwickeln können.

4. Wissenschaftler gegen spontane Entstehung

Pasteur, Redi

5. Redi-Experiment

Es wurde beobachtet, dass sich Larven nur dann auf Fleisch entwickeln, wenn Fliegen Zugang dazu haben (offenes Gefäß).

6. Frühe Atmosphäre: Zusammensetzung und Ursache

Arm an O₂; reich an CO₂, CH₄, SO, NO. Es gab kein Ozon (O₃). Dies lag an Vulkanausbrüchen und dem Fehlen...

Ausscheidungsorgane bei Wirbellosen

1. Protonephridien

Protonephridien kommen bei Plattwürmern vor. Sie sind stark verzweigte Röhren, deren inneres Ende in einer Zelle mit Geißeln endet, die als Flammenzelle bezeichnet wird. Das äußere Ende endet in einem Ausscheidungsporus. Die Flammenzellen nehmen interzelluläre Flüssigkeiten auf.

2. Metanephridien

Metanephridien sind typisch für Anneliden und Mollusken. Ein Metanephridium ist ein langer Schlauch, dessen inneres Ende trichterförmig ist (Nephrostom). Es ist mit Zilien besetzt und kommuniziert mit der Leibeshöhle des vorderen Segments. Die Bewegung der Zilien treibt die Flüssigkeit in den Trichter. Entlang des Rohres werden benötigte Substanzen absorbiert, sodass nur eine wässrige...

Photosynthese: Energieumwandlung in Lebewesen

Phase des zyklischen Lichts

Diese Phase greift nur in Photosystem I (PSI) ein, das an der ATP-Synthese beteiligt ist. Da Photosystem II (PSII) nicht beteiligt ist und auch keine Photolyse des Wassers stattfindet, wird weder Sauerstoff freigesetzt noch kommt es zur Reduktion von NADP⁺. Das Hauptziel der zyklischen Phase ist es, das ATP-Defizit auszugleichen, das in der nicht-zyklischen Phase für die nachfolgende Dunkelphase entsteht. Die zyklische Phase tritt ein, wenn die Pflanze mit Licht einer Wellenlänge größer als 680 nm (Rotlicht) beleuchtet wird.

Dunkle Biosynthesephase (Calvin-Zyklus)

Diese Phase besteht aus der Addition von CO₂ an den Zucker Ribulose. Es ist ein rein biochemischer Prozess,...

**Katabolismus und Anabolismus**

Katabolismus ist die Umwandlung von komplexen Biomolekülen in einfachere Moleküle und die Speicherung der dabei freigesetzten chemischen Energie in Form von energiereichen Bindungen in Phosphatmolekülen wie ATP. Dieser Prozess erfolgt durch die Zerstörung von Molekülen, die große Mengen an Energie in ihren kovalenten Bindungen enthalten, in exothermen chemischen Reaktionen. Der Katabolismus ist der umgekehrte Prozess des Anabolismus.

Anabolismus oder Biosynthese ist einer der beiden Teile des Stoffwechsels, der für die Synthese oder Bioformation von komplexeren organischen Molekülen (Biomolekülen) aus einfacheren Molekülen oder Nährstoffen verantwortlich ist. Dieser Prozess erfordert Energie (endergone...

Chloroplasten: Struktur, Funktion und Photosynthese

Chloroplasten sind charakteristische Zellorganellen pflanzlicher Zellen. In ihnen findet die Photosynthese statt. Ihre Form und Größe sind variabel.

Struktur der Chloroplasten

Chloroplasten besitzen eine Doppelmembran. Im Inneren befindet sich das Stroma, das die Thylakoide beherbergt. Thylakoide sind scheibenförmige, übereinander gestapelte Membransäcke, deren Stapel als Grana bezeichnet werden.

Membranen und Kompartimente

• Innere und äußere Membran: Beide sind sehr durchlässig für O₂ und enthalten zahlreiche spezifische Membran-Transporter.
• Thylakoidmembran: Enthält die Photosynthese-Pigmente, welche Lichtenergie absorbieren.

Photosynthese-Pigmente

• Chlorophylle: Sehr wirksame Photorezeptoren,

1. Der Mechanismus der DNA-Replikation

Dies ist der biochemische Prozess, der die Verdopplung der DNA ermöglicht. Damit dies geschehen kann, muss die Doppelhelix geöffnet werden, um die Basensequenz freizulegen.

2. Semikonservative DNA-Replikation

• Das von Watson und Crick vorgeschlagene Modell der semikonservativen DNA-Replikation ist allgemein anerkannt.
• Im Kern wird eine Region der DNA als Replikationsursprung benötigt, an der sich die zwei Stränge trennen und jeder Strang als Vorlage dient.
• Der neue Strang wird synthetisiert, indem neue Nukleotide hinzugefügt und mit dem elterlichen Strang verknüpft werden.
• Nachdem ein neues Nukleotid gekoppelt wurde, erfolgt die Bindung über eine Phosphodiesterbindung mit dem vorangegangenen Nukleotid.