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

Grundlagen der Genetik

Gene sind DNA-Fragmente, die die Synthese eines spezifischen Proteins kodieren. Ein Gen ist die grundlegende Einheit der genetischen Information. Jedes Gen besteht aus einer bestimmten Abfolge von Nukleotiden, die sich von denen anderer Gene unterscheidet.

Genotyp und Phänotyp

Der Genotyp ist die genetische Konstitution eines Organismus in Bezug auf ein bestimmtes Merkmal, wobei zwei Gene – eines von jedem homologen Chromosom – die Ausprägung bestimmen. Der Phänotyp ist die Manifestation des Genotyps; er umfasst alle beobachtbaren Attribute eines Organismus, die durch die genetische Information bestimmt werden.

Karyotyp

Ein Karyotyp ist ein Bild aller Chromosomenpaare, die nach Größe und Form sortiert und klassifiziert...

Stoffkreisläufe

Das Leben hängt von der Verfügbarkeit von etwa 25 chemischen Elementen ab. H, C, O, N, P und S machen 99 % aller lebenden Materie aus und können als biolimitierende Faktoren fungieren. Diese Elemente zirkulieren zwischen Lebewesen und dem geologischen Umfeld (Atmosphäre, Hydrosphäre, Lithosphäre) in sogenannten biogeochemischen Kreisläufen.

Gasförmige Nährstoffkreisläufe

• Hauptreservoir: Atmosphäre
• Wichtigste Elemente: C, N und O

Sedimentäre Nährstoffkreisläufe

• Hauptreservoir: Lithosphäre
• Freisetzung durch langsame Verwitterungsprozesse
• Wichtigste Elemente: P und S
• Die Zirkulation ist wesentlich langsamer; diese Elemente wirken oft als limitierende Faktoren.

Der Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoff-Pfade in die Biosphäre:

• Aufnahme

Was sind Gene?

Gene sind DNA-Abschnitte, die sich in den Chromosomen befinden. Die DNA ist ein Molekül, das genetische Informationen speichert.

Die Vervielfältigung der DNA

Beim Kopieren der DNA-Doppelhelix öffnet sich diese wie ein Reißverschluss. Jeder Einzelstrang dient dabei als Vorlage für die Bildung eines komplementären Gegenstrangs.

Funktion und Bedeutung von Genen

Gene dienen der Übertragung genetischer Informationen. Der genetische Code liefert Anweisungen für die Herstellung von Proteinen basierend auf der Nukleotidsequenz der DNA (Nukleotide: A, T, C, G).

Mutationen

Mutationen sind Fehler bei der Kopie der DNA oder bei der Übersetzung der RNA in ein Protein durch Nukleotidaustausch. Mutationen können wie folgt klassifiziert werden:...

Rechtsvorschriften über Stammzellen und Klonen

Die UN-Erklärung über das Klonen vom 23. März 2005 besagt, dass Praktiken, die der Menschenwürde widersprechen – wie das reproduktive Klonen von Menschen –, untersagt werden müssen. Sie erklärt feierlich:

• a) Die Mitgliedstaaten treffen alle erforderlichen Maßnahmen, um das menschliche Leben bei der Anwendung der Biowissenschaften zu schützen.
• b) Die Mitgliedstaaten verbieten alle Formen des menschlichen Klonens, soweit sie mit dem Schutz der Menschenwürde unvereinbar sind.
• c) Die Mitgliedstaaten treffen Maßnahmen, um die Anwendung gentechnischer Verfahren zu verhindern, die im Gegensatz zur Menschenwürde stehen.

In Spanien erlaubt das Biomedizin-Gesetz von 2007 das therapeutische Klonen...

Geschichte der Zellbiologie und Entwicklung der Zelltheorie

Die erste Information über die Existenz der Zelle reicht zurück bis ins Jahr 1665, dem Datum, an dem Robert Hooke die Ergebnisse seiner Beobachtungen an pflanzlichen Geweben veröffentlichte. Diese Beobachtungen machte er mit einem von ihm selbst gebauten Mikroskop, das eine 50-fache Vergrößerung erreichte.

In seiner Micrographia beschreibt er detailliert, dass Kork und andere Gewebe aus einer Reihe von Kammern, ähnlich einer Bienenwabe, zusammengesetzt waren. Für diese prägte er den Begriff Zelle (Lateinisch: cellula = kleine Kammer/Zelle).

Die Korkzellen waren tote Pflanzenzellen, aber auch in anderen Geweben beobachtete er lebende Zellen. Ein Zeitgenosse Hookes, der Holländer...

Darm

Struktur

Der Darm ist in drei Teile gegliedert: Duodenum, Jejunum und Ileum. Er stellt den größten Anteil des Verdauungstrakts dar. Seine Rohrlänge variiert je nach Ernährungsweise: Sie ist bei Pflanzenfressern länger und bei Fleischfressern kürzer.

Funktion

Der Darm dient der chemischen Verdauung und der Resorption von Nährstoffen. Hierfür werden Sekrete der Bauchspeicheldrüse, der Leber und der Darmdrüsen mit dem Speisebrei vermischt. Durch peristaltische Wellenbewegungen entsteht der sogenannte Chylus. Diese Mischung, bestehend aus Wasser, Mineralsalzen, Monosacchariden und Aminosäuren, wird durch die Darmschleimhaut resorbiert und in den Blutkreislauf aufgenommen.

Darmdrüsen und zugehörige Sekrete

Darmdrüsen

Die Darmdrüsen...

Die Rolle von DNA, Chromatin und Chromosomen

Die Informationen der Boten-RNA (mRNA) werden in den Ribosomen gelesen und übersetzt. Dies geschieht mithilfe des genetischen Codes. Die Informationen werden durch die Abfolge der Stickstoffbasen bestimmt. Ein Triplett aus drei Nukleotid-Basen wird als Codon bezeichnet und liefert spezifische Informationen für eine Aminosäure.

Chromatin ist die Form, in der DNA vorliegt, wenn sie aktiv ist, also wenn die Informationen gelesen werden können, um Kopien der Boten-RNA zu erstellen und diese in das Zytoplasma der Zelle zu den Ribosomen zu transportieren, wo sie in das entsprechende Protein übersetzt werden. In dieser Form ist die DNA mit Proteinen, den sogenannten Histonen, assoziiert.

Chromosomen:

Gesetzgebung zu Stammzellen und Klonen

UN-Erklärungen über das Klonen. Entschließung vom 23. März 2005, wonach Praktiken, die der Menschenwürde widersprechen, wie das reproduktive Klonen von Menschen, verboten werden müssen. Die Resolution erklärt feierlich:

• a) Die Mitgliedstaaten treffen alle erforderlichen Maßnahmen, um das menschliche Leben bei der Anwendung der Biowissenschaften angemessen zu schützen.
• b) Die Mitgliedstaaten verbieten alle Formen des menschlichen Klonens, soweit sie mit der Würde und dem Schutz der Menschenwürde unvereinbar sind.
• c) Die Mitgliedstaaten treffen die erforderlichen Maßnahmen, um die Anwendung gentechnischer Verfahren zu verhindern, die gegen die Menschenwürde verstoßen können.

In Spanien ermöglichte...

Genetische Grundlagen: Mitochondrien und Chloroplasten

Die Kern-DNA befindet sich in den Mitochondrien und Chloroplasten.

Proteinsynthese und genetischer Code

Gene dienen der Speicherung genetischer Informationen. Die Transfer-RNA (tRNA) erkennt durch ihre drei Nukleotide, das Anticodon, das entsprechende Codon auf der mRNA. Durch die Aneinanderreihung dieser Informationen werden Aminosäuren verknüpft, was zur Bildung von Proteinen führt – dies bildet die Basis des genetischen Codes.

Mutationen

Mutationen sind unkontrollierte Veränderungen in Zellen:

• Somatische Mutationen: Treten in Körperzellen auf.
• Keimbahnmutationen (Gameten): Veränderungen, die an die nächste Generation weitergegeben werden können.

DNA und RNA im Vergleich

• DNA (Desoxyribonukleinsäure)