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

Grundfunktionen des Lebens

Ernährungsfunktion und Stoffwechsel

Ernährungsfunktion: Man unterscheidet zwei Typen:

• Autotrophie: Organismen stellen aus einfachen anorganischen Molekülen der Außenwelt die benötigten organischen Moleküle selbst her.
• Heterotrophie: Diese Organismen sind nicht in der Lage, organische Moleküle selbst zu synthetisieren. Sie beziehen diese von anderen Organismen und sind auf das von autotrophen Organismen synthetisierte Material angewiesen.

Zellstoffwechsel: Nährstoffe unterliegen einer Reihe komplexer chemischer Reaktionen. Diese Kettenreaktionen werden Stoffwechselwege genannt. Alle Stoffwechselprozesse sind katalysierte Reaktionen, wobei die meisten davon Redoxreaktionen sind. Ein wichtiger Typ ist der Anabolismus...

Lungenatmung und Atemwege

Lungenatmung: Der Gasaustausch erfolgt in den Lungen. Die Lungen sind über die Nasenlöcher und den Mund mit der Außenwelt verbunden und weiter durch Rachen, Kehlkopf, Luftröhre und Bronchien mit dem Inneren des Körpers verbunden. Lungenatmung kommt bei Wirbeltieren vor: Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren.

Evolution der pulmonalen Atemwege

Wichtige Entwicklungen bei der Evolution der Lungen und Atemwege sind:

• Erhöhung der Austauschfläche (größere Oberfläche für Gasaustausch).
• Akquisition von Ventilationsmechanismen (Effizienzsteigerung der Luftbewegung).
• Verbesserung der Lungen-Kreislauf-Kopplung zur besseren Gasversorgung des Blutes.
• Bei Vögeln und Säugetieren sind die Systeme besonders effizient

Fluss der Genetischen Information

Die Übertragung der genetischen Information erfolgt im Kern (Transkription). Für die Proteinsynthese ist ein Molekül notwendig, das als Vermittler zwischen DNA und Ribosomen dient. Dieses Intermediär ist die mRNA (messenger RNA), deren Bildung als RNA-Transkription bezeichnet wird.

Bei der Translation wird eine Peptidkette (Protein) synthetisiert, basierend auf den in der mRNA enthaltenen Informationen. Daran beteiligt sind die rRNA und die tRNA, welche die Aminosäuren (AA) zu den Ribosomen transportiert.

Der genetische Informationsfluss von den Eltern auf die Kinder basiert auf der Komplementarität der stickstoffhaltigen Basen, die bei der Replikation kopiert, bei der Transkription in mRNA übersetzt und...

Neue und aufkommende Infektionskrankheiten

Neue Krankheiten sind solche, die in den letzten zwei Jahrzehnten in der Bevölkerung aufgetreten sind oder in naher Zukunft drohen. Einige dieser Keime blieben lange Zeit an ihrem Ursprungsort isoliert, bevor sie plötzlich in Kontakt mit Menschen kamen. Ein Beispiel hierfür ist Ebola, dessen Erreger infolge der Invasion und Zerstörung von Wäldern mit Menschen in Kontakt traten. Andere Fälle entstehen durch Mutationen, die Keime in gefährliche Erreger verwandelt haben.

Wiederkehrende Krankheiten

Die wichtigsten Infektionskrankheiten der Vergangenheit sind immer noch unter uns und betreffen bestimmte Regionen des Planeten. Es handelt sich um bekannte Infektionskrankheiten, die bereits als ausgerottet...

Belege für die Evolution

Übergangsformen

Es gibt Individuen, die Merkmale von zwei verschiedenen Artengruppen aufweisen.

Beispiel: Das Schnabeltier zeigt Merkmale von Säugetieren und Reptilien.

Biogeographische Belege

Es gibt verschiedene Arten in unterschiedlichen geografischen Regionen. In weiter voneinander entfernten Gebieten weisen Arten oft größere Unterschiede auf.

Beispiel: Die 13 Arten der Darwinfinken auf den Galapagosinseln.

Paläontologische Belege

Vergleich der Unterschiede zwischen ausgestorbenen und heutigen Arten.

Beispiel: Vergleich von Fossilien mit heute lebenden Tieren.

Anatomische Belege

Vergleich der verschiedenen Organe von Organismen. Sie werden in Klassen eingeteilt:

• Homologe Organe: Gleicher embryonaler Ursprung und damit

Desoxyribonukleinsäure (DNA)

DNA-Moleküle sind lineare Biopolymere, die durch die Polymerisation von Desoxyribonukleotid-5'-monophosphaten (A, G, C, T) gebildet werden.

Primärstruktur der DNA

Die Primärstruktur der DNA besteht aus langen Polynukleotidketten, die durch die Vereinigung von Desoxyribonukleotid-5'-monophosphaten entstehen. In der DNA sind die Nukleotide durch Esterbindungen miteinander verbunden. Jedes DNA-Molekül ist durch seine spezifische Basenzusammensetzung und die Reihenfolge dieser Basen entlang des Phosphat-Desoxyribose-Rückgrats charakterisiert. In dieser Sequenz liegt die notwendige Information für die Synthese von Proteinen.

Sekundärstruktur: Die Doppelhelix

Die Sekundärstruktur ist eine Doppelhelix, die aus zwei...

Arten von Aminosäuren

Aminosäuren werden in verschiedene Gruppen unterteilt:

• Unpolare Aminosäuren: Aliphatische und aromatische Aminosäuren.
• Polare, ungeladene Aminosäuren.
• Geladene Aminosäuren: Saure (anionische) und basische (kationische) Aminosäuren.

Proteine sind Biopolymere, die aus einer molekularen Kette von 20 verschiedenen Aminosäuren mit spezifischen Eigenschaften gebildet werden.

Strukturebenen von Proteinen

Primärstruktur

Die Primärstruktur ist durch die spezifische Zusammensetzung und die relative Reihenfolge der Aminosäuren in der Kette definiert.

Sekundärstruktur

Die Sekundärstruktur entsteht durch die Faltung der Primärstruktur. Hierbei bilden sich Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den C=O-Gruppen einer Peptidbindung...

Medizinische Grundlagen und Krankheitsbilder

Angeborene Mängel und Autoimmunerkrankungen

Angeborene Mängel sind solche, die sich bei der Geburt manifestieren und aufgrund einer Störung während der Embryonalentwicklung oder während der Geburt aufgetreten sind.

Autoimmunerkrankungen sind diejenigen, die auf einen Fehler im Immunsystem zurückzuführen sind. Dies führt zur Herstellung von Molekülen (Antikörpern), die sich gegen den eigenen Körper richten und Veränderungen in vielen Organsystemen hervorrufen (z. B. systemischer Lupus erythematodes, rheumatoide Arthritis oder Multiple Sklerose). Es gibt einige Medikamente, wie Immunmodulatoren, die helfen, diese Krankheiten zu kontrollieren.

Psychische Erkrankungen und Krebs

Psychische Erkrankungen...

Immunität: Arten und Abwehrmechanismen

Der Begriff Immunität leitet sich vom lateinischen Wort "immunis" ab, was "frei sein" oder "unverwundbar" gegenüber einer bestimmten Infektionskrankheit bedeutet. Immunität kann von zweierlei Art sein: angeboren oder erworben.

Angeborene Immunität

Die angeborene oder natürliche Immunität ist vererbt oder wird vom Körper selbst auf individueller Ebene entwickelt. Sie ist rassenspezifisch und wird durch die besonderen Merkmale der individuellen Konstitution, Rasse oder Art bestimmt.

Erworbene Immunität

Die erworbene Immunität wird während des Lebens erworben und kann weiterentwickelt werden:

• Natürlich erworbene Immunität: Diese kann entweder passiv, d.h. während der Embryonalentwicklung und Kindheit

Vererbung von Merkmalen

Die Welt besteht aus zwei Arten von Objekten: Atomen und Molekülen. Der Unterschied besteht darin, dass die einen, Lebewesen genannt, fähig sind, Kopien von sich selbst anzufertigen, während die anderen, die träge Materie, dies nicht sind. Kinder erben die Eigenschaften ihrer Eltern. Lebewesen erstellen Kopien von sich selbst, indem sie Informationen darüber speichern und übermitteln, wie sie beschaffen sind und wie sie aufgebaut werden.

Lebewesen entwickeln sich

Die Kopien von sich selbst sind nahezu identisch, doch kleine Abweichungen sind der Schlüssel zu ihrer Vielfalt und bilden die Grundlage für die Evolution der Arten. Die natürliche Selektion sorgt dafür, dass die Stärksten überleben, ähnlich wie ein...