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

Das Ausscheidungssystem des Menschen

Die Ausscheidung ist der Prozess der Ausstoßung von Giftstoffen aus dem Blut nach außen. Diese Stoffe sind Produkte des Zellstoffwechsels (Harnstoff, Harnsäure und Kohlendioxid) sowie aufgenommene Salze. Der Zweck ist die Entfernung schädlicher Substanzen aus dem Blut und die Aufrechterhaltung einer konstanten Konzentration gelöster Salze.

Wichtige Schadstoffe im Körper

• Harnstoff: Ein Hauptprodukt des Zellstoffwechsels, das aus Ammoniak gebildet wird, welches beim Abbau von Proteinen entsteht. Die Umwandlung in Harnstoff macht den Stoff weniger toxisch.
• Harnsäure: Ein weiterer Stoff, der ebenfalls von Ammoniak abgeleitet ist.
• Gelöste Mineralien: Diese werden über die Nahrung aufgenommen und nur bei einem

Meiose: Ablauf und Bedeutung

Die Meiose ist eine Zellteilung, bei der zwei aufeinanderfolgende Teilungen stattfinden. Das Ergebnis sind vier haploide Zellen aus einer diploiden Mutterzelle. Die Phasen der Meiose sind Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.

1. Meiotische Teilung (Reduktionsteilung)

Der grundlegende Unterschied zwischen Mitose und Meiose findet in der Prophase I statt.

Prophase I

Die Chromatinfäden beginnen sich zu kondensieren, die Chromosomen werden sichtbar und es entsteht ein Doppelstrang aus zwei replizierten Chromatiden pro Chromosom. Homologe Chromosomen paaren sich entlang ihrer gesamten Länge (mit ihrem Gegenstück). Dieser Vorgang wird Synapsis genannt. Die beiden benachbarten homologen Chromatiden bilden an einigen...

Die Plasmamembran

Die Plasmamembran — die Struktur ist ähnlich der einer einheitlichen Membran eukaryotischer Zellen und etwa 75 Å dick. Die Zusammensetzung variiert leicht gegenüber eukaryotischen Zellen; es fehlt häufig Lecithin und Sterole. In der Zelle werden Membraninvaginationen gebildet, die Mesosomen genannt werden.

Funktionen der Plasmamembran sind unter anderem:

• Bildung einer Barriere und selektiver Transport (selektive Permeabilität).
• Ort für Enzyme, die an der Synthese bakterieller Zellwandkomponenten beteiligt sind.
• Transport von Ionen, z. B. K⁺-Ionen.

Mesosomen sind an folgenden Prozessen beteiligt:

• Bildung einer Partition bzw. Struktur zur Aufteilung des Bakteriums während der Zellteilung.
• An der Innenseite befinden sich Enzyme,

Anwendungen der Stammzelltherapie

Stammzellen bieten häufig die Möglichkeit, beschädigtes Gewebe und Zellen zu ersetzen. Sie können zur Heilung folgender Krankheiten und Verletzungen eingesetzt werden:

• Parkinson- und Alzheimer-Krankheit
• Rückenmarksverletzungen, Herz- und Hirnverletzungen
• Regeneration der Bauchspeicheldrüse bei Diabetikern
• Regeneration von Epithelzellen, etc.

Verständnis der Mechanismen der Genaktivierung und -hemmung

Durch dieses Verständnis könnte Krebs geheilt werden.

Experimentieren mit neuen Arzneimitteln an Gewebeproben

Dies beseitigt die Notwendigkeit, klinische Studien an Tieren und Menschen durchzuführen.

Gentherapie

Diese besteht aus der Erweiterung von Stammzellen des Patienten durch ein funktionelles Gen, um Zellen...

Die Evolution der Hominiden

Die Oase Bahr-el-Ghazal im Tschad ist ein bedeutender Fundort.

Australopithecus

• Australopithecus bahrelghazali: Gefunden zwischen 4 und 3 Millionen Jahren vor heute. Besonderheiten liegen vor allem im Gesichtsbereich. Die Schädelkapazität beträgt 450 ccm; es gibt Hinweise auf eine frühe Steinwerkzeug-Industrie.
• Australopithecus africanus: Gefunden zwischen 3 und 2,5 Millionen Jahren vor heute. Der Schädel ist kugelförmiger mit einem Volumen von über 450 ccm.
• Lucy (AL-288): Das Skelett eines Hominiden der Art Australopithecus afarensis, entdeckt am 24. November 1974 von Donald Johanson in Äthiopien (150 km von Addis Abeba). Der Name stammt vom Beatles-Song „Lucy in the Sky with Diamonds“.

Homo habilis: Der erste

Geschichte der Optischen Mikroskopie

• 1611: Johannes Kepler schlägt den Aufbau eines zusammengesetzten Mikroskops vor.
• 1655: Robert Hooke veröffentlicht die Micrographia und prägt den Begriff der Zelle.
• Parallel dazu baute Antonie van Leeuwenhoek mehr als 200 Mikroskope (Lupen).
• 1835: Schleiden und Schwann schlagen die Zelltheorie vor.

Die Anfänge der optischen Mikroskopie

Im Jahr 1655 beobachtete Robert Hooke mit seinem Mikroskop ein Stück Kork. Er verwendete das Wort „Zelle“, um die kleinen, geschlossenen Teile zu beschreiben, die er sah.

Antonie van Leeuwenhoek baute mehr als 200 Mikroskope (Lupen mit bis zu 270-facher Vergrößerung). Diese bestanden aus einer Kupferplatte, auf der eine Glasperle befestigt war, durch die Objekte beobachtet...

Das Sympathische Nervensystem

Es besteht aus zwei Ketten von Ganglien (23 Paare), die beidseitig des Rückenmarks vom Hals bis zum Bauch verlaufen.

Die Ganglien sind nach den Regionen der Wirbelsäule benannt: Es gibt drei zervikale, zwölf thorakale und vier sakrale Ganglien.

Von diesen Ganglien gehen Nervenbahnen ab, die mit den Spinalnerven kommunizieren und Nervennetze sowie Plexus bilden. Die wichtigsten Plexus sind:

1. Der Herzplexus, der das Herz versorgt.
2. Der Plexus coeliacus (Solarplexus), der Milz, Leber und Bauchspeicheldrüse versorgt.
3. Der Lenden- oder Mesenterialplexus, der den Dickdarm versorgt.
4. Der Plexus hypogastricus, der Nieren, Darm und Blase versorgt.

Das Parasympathische Nervensystem

Es besteht aus Ganglien, die sich in oder nahe den...

Das Zentrale Dogma der Molekularbiologie

Das Zentrale Dogma beschreibt die grundlegenden funktionalen Beziehungen zwischen DNA, RNA und Proteinen. Im Wesentlichen bietet die DNA ein Modell für ihre eigene Replikation und Transkription. Die RNA wird unter der Codierung der Nukleotid-Tripletts in Proteine übersetzt.

DNA-Replikation: Merkmale & Enzyme

Watson-Crick-Hypothese (1953)

Die beiden Stränge trennen sich, und von jedem Strang wird nach den Regeln der Basenkomplementarität ein komplementärer Strang aufgebaut.

Meselson-Stahl-Experiment (1957)

Bakterien werden in einem Medium mit N¹⁵ (schwerer Stickstoff) gezüchtet und anschließend mittels Dichtegradientenzentrifugation analysiert, um den semikonservativen Replikationsmechanismus zu...

Autotropher Anabolismus

Der autotrophe Anabolismus ist der Prozess, bei dem einfache anorganische Moleküle in komplexe organische Moleküle wie Glukose oder Glycerin umgewandelt werden. Im Gegensatz dazu ist der heterotrophe Anabolismus die Umwandlung einfacher organischer Moleküle in komplexere organische Verbindungen (z.B. Stärke).

Man kann zwei Hauptarten des autotrophen Anabolismus unterscheiden, basierend auf der verwendeten Energiequelle:

Photosynthetischer Anabolismus

Dieser Prozess nutzt Lichtenergie. Beispiele hierfür sind die Photosynthese von Pflanzen, Algen, Cyanobakterien und photosynthetischen Bakterien.

Chemosynthetischer Anabolismus

Hierbei wird die Energie aus Oxidationsreaktionen anorganischer Verbindungen genutzt. Dies ist...