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

DNA-Transkription und Proteinsynthese

Während der Transkription der DNA wird ein RNA-Molekül synthetisiert, die sogenannte Messenger-RNA (mRNA). Diese ist komplementär zu dem DNA-Fragment, das die genetische Information trägt. Diese Moleküle liefern die notwendigen Informationen für die Proteinsynthese am Ribosom. Enzyme, die diese Proteinsynthese blockieren, führen dazu, dass Zellen lebensnotwendige Strukturproteine nicht produzieren können, was eine progressive Verschlechterung der Zellfunktionen zur Folge hat.

Mutationen und ihre Auswirkungen

CCA AAT ACA GG

Bei einer Mutation kann sich das Peptid verändern, da es beispielsweise weniger Aminosäuren enthält. Eine Veränderung im letzten Triplett (z. B. ACC zu ACT) führt zu einer mRNA-...

TMA 10: Struktur der Nukleotide und Nukleinsäuren

Struktur der Nukleotide

Ein Nukleotid ist eine monomere Verbindung, die aus drei Komponenten besteht:

• Einer stickstoffhaltigen Base (Purin oder Pyrimidin).
• Einem Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen (Pentose): Ribose (in RNA) oder Desoxyribose (in DNA).
• Einer oder mehreren Phosphorsäuregruppen (Phosphorsäure: H3PO4).

Die Verknüpfung zwischen der Base und dem Zucker erfolgt über eine N-glykosidische Bindung zwischen dem N1-Atom der Base und dem C1-Atom der Pentose.

Stickstoffhaltige Basen

Die Basen sind aromatische, heterozyklische Verbindungen. Sie werden in zwei Hauptgruppen unterteilt:

• Purinbasen: Adenin (A) und Guanin (G). Beide sind Bestandteile von DNA und RNA.
• Pyrimidinbasen: Thymin (T), Cytosin

Die Zellen und Gewebe der Pflanzen

Pflanzenzelle

Die Pflanzenzelle ist eine eukaryotische Zelle, die, abgesehen von den Zentrosomen der Tierzellen, ähnliche Strukturen aufweist. Sie besitzt eine Zellwand, die die Zellmembran umgibt, sowie Chloroplasten und Vakuolen.

Zelltypen

• Parenchymzellen: Sie scheiden Stoffe aus und speichern Hormone.
• Durch Differenzierung kann eine Zelle ihre Funktion ändern. Beispielsweise sterben die Zellen der Luftröhre ab und verholzen zu Gefäßen, durch die der Rohsaft fließt.

Einfache und komplexe Gewebe

Gewebe sind Gruppen von Zellen, die eine spezifische Aktivität ausführen. Sie werden nach der Anzahl der Zelltypen klassifiziert, aus denen sie bestehen, in einfache und komplexe Gewebe.

• Einfache Gewebe: Parenchym,

Stammzellen und ihre Bedeutung

Stammzellen sind pluripotent, das heißt, sie können sich in einen Organismus differenzieren und in eine der 200 vorhandenen Zellarten verwandeln. Die Tatsache, dass sie dazu neigen, sich in die eine oder andere Zelle der einzelnen Gewebe zu differenzieren, ist abhängig von chemischen Signalen. Dies sind Substanzen, welche die Veränderung der Expression von Genen oder Proteinen induzieren und so zur Entstehung von Herzzellen, Epithelzellen, Netzhautzellen oder Betazellen der Bauchspeicheldrüse führen.

Stammzellen werden aus Blastozysten in einer sehr frühen Phase der Embryonalentwicklung gewonnen. Diese Keimzellen entwickeln sich in späteren Stadien bis zum Fötus weiter. Adulte Stammzellen finden sich in...

Phasen der Mitose

Prometaphase

Während der Prometaphase fragmentiert die Kernhülle, wodurch sich Cytoplasma und Kernplasma vermischen. Die Chromosomen bleiben innerhalb der mitotischen Spindel. In der Region der Zentromere entwickeln sich Kinetochoren (eines pro Chromatid), an denen Mikrotubuli ansetzen. Die Bewegung der Chromosomen in dieser Phase wird oft als „Tanz der Chromosomen“ bezeichnet.

Metaphase

Die Zentromere richten sich in der Äquatorialplatte aus, sodass die Chromatiden jedes Chromosoms zu den entgegengesetzten Polen ausgerichtet sind.

Anaphase

Diese Phase beginnt, wenn die Proteine, die die Schwesterchromatiden zusammenhalten, abgebaut werden. Die Chromatiden werden polwärts gezogen, während sich die Mikrotubuli an den Kinetochoren...

Theorien zum Ursprung des Lebens

Die Panspermie: Das Leben entstand im Weltraum (Outspace) und besiedelte später unseren Planeten. Die Urzeugung irdischen Lebens: Auf unserem Planeten schienen die notwendigen präbiotischen Voraussetzungen für die Einleitung des Lebens gegeben zu sein.

Das Erscheinungsbild der Lebewesen auf der Erde

Für einige Wissenschaftler entstanden Lebewesen in Luftblasen in den warmen Gewässern der Erde; andere denken, dass die ersten Lebewesen an Land oder im Ton erschienen sind. Die ersten Bakterien sind Prokaryoten (ohne differenzierten Zellkern); später erschienen eukaryotische Zellen (Zellen mit Kernen). Vielzellige Organismen (mit mehr als einer Zelle) erschienen vor etwa 700.000.000 Jahren auf der Erde.

Konstanz

Proteinbiosynthese: Transkription und Translation

Definition der Prozesse

1. Transkription

   Der Prozess, bei dem eine DNA-Sequenz in eine RNA-Sequenz (mRNA) umgeschrieben wird. Dieser Vorgang findet im Zellkern (oder dort, wo sich das Genom befindet) statt.

2. Translation (Übersetzung)

   Der Prozess, bei dem die genetische Information der mRNA in eine spezifische Aminosäuresequenz (Polypeptidkette) übersetzt wird. Dieser Vorgang findet an den Ribosomen statt.

Rolle der Ribosomen und beteiligte Enzyme

Welche Rolle spielen die Ribosomen im Gesamtprozess?

Die Ribosomen sind der Ort, an dem die Translation der mRNA stattfindet, um Proteine zu synthetisieren.

Welche Enzyme sind an der Proteinsynthese beteiligt und was sind ihre Aufgaben?

Die RNA-Polymerase katalysiert...

Fundamental-System

Das Holzparenchym umfasst lebende Zellen mit großen Vakuolen und starken Zellwänden, die sich nicht mehr teilen können. Es führt die Photosynthese durch und speichert Stoffe. Es werden mehrere Arten unterschieden:

• Chlorophyllparenchym: Kommt in den Blättern und grünen Stängeln vor. Die Zellen enthalten Chloroplasten und führen Photosynthese durch.
  • Palisadenparenchym: Befindet sich an der Blattoberseite und besteht aus verlängerten, dicht liegenden Zellen.
  • Schwammparenchym: Befindet sich im Inneren und an der Unterseite der Blätter. Es besteht aus unregelmäßigen Zellen mit großen Interzellularen (Meatus).
• Reserveparenchym: Befindet sich in inneren Organen und besteht aus runden Zellen mit Vakuolen, die Reservestoffe

Vergleich: Mitose und Meiose

Gemeinsamkeiten

• Abfolge von Veränderungen im Zellkern und Zytoplasma.
• Durchlaufen der Stadien Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.
• Spindelbildung und Kondensation der Chromosomen.

Unterschiede

• Die Mitose tritt in somatischen Zellen auf, während sich die Meiose auf Keimzellen beschränkt.
• Bei der Mitose folgt auf jeden Zyklus der DNA-Replikation eine Teilung. Die Tochterzellen haben einen diploiden Chromosomensatz und die gleiche DNA-Menge wie die Mutterzelle. Bei der Meiose folgen auf einen DNA-Replikationszyklus zwei Teilungen, und es entstehen vier haploide Tochterzellen, die die halbe DNA-Menge der Mutterzelle enthalten.
• Bei der Mitose agiert jedes Chromosom unabhängig, während sich bei der Meiose die homologen

Ernährung

Die Ernährung umfasst die Prozesse des Materie- und Energieaustauschs eines Lebewesens mit seiner Umwelt, um seine interne Organisation aufrechtzuerhalten und Lebensfunktionen zu erfüllen.

Zelluläre Nahrungsaufnahme und Verdauung

• Intrazelluläre Verdauung

  Die Zelle nimmt Nahrungspartikel auf, die im Zytoplasma in einem Vesikel (Phagosom) eingeschlossen werden. Dieses Vesikel verschmilzt mit einem Lysosom, das Verdauungsenzyme enthält. Dadurch entsteht eine Verdauungsvakuole, in der die Nahrung verdaut wird. Die Nährstoffe gelangen durch die Membran der Vakuole ins Zytoplasma. Abfallstoffe werden ausgeschieden.

• Extrazelluläre Verdauung

  Lysosomen verschmelzen mit der Plasmamembran und geben Enzyme nach außen ab. Diese Enzyme zersetzen