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

Hauptunterschiede zwischen Neodarwinismus und Saltationismus

Neodarwinismus

• Die Variabilität von Populationen ist genetisch bedingt und wird durch zwei Prozesse verursacht: Mutation und genetische Rekombination.
• Wir definieren den Genpool als die Summe aller Gene (mit ihren jeweils verschiedenen Allelen) in allen Individuen einer Population.
• Die natürliche Selektion wirkt auf die genetische Variabilität. Jedes Individuum in der Population trägt verschiedene Allele, die für seinen Phänotyp verantwortlich sind.
• Die natürliche Selektion führt zu Veränderungen in der Menge der Allele der Population. Die Allele, die den Individuen einen vorteilhaften Phänotyp verleihen, werden in der Population häufiger.
• Die Einheit der Selektion ist die Population,

Proteine: Definition und Aufbau

Proteine sind organische Biomoleküle, die hauptsächlich aus Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O), Wasserstoff (H) und Stickstoff (N) bestehen, in geringerem Maße auch aus Schwefel (S) und Phosphor (P), sowie manchmal aus anderen Elementen wie Eisen (Fe) oder Kupfer (Cu).

Proteine sind komplexe Makromoleküle mit hohem Molekulargewicht. Sie werden durch die Verknüpfung einfacherer Moleküle, den Aminosäuren, gebildet. Das heißt, Proteine sind Polymere, deren Monomere die Aminosäuren sind.

Aminosäuren (AA)

Struktur der Aminosäuren

Aminosäuren sind die Bausteine der Proteine. Wir kennen über 200 verschiedene Aminosäuren, aber nur 20 davon sind Bestandteil von Proteinen. Diese werden als proteinogene Aminosäuren...

Eigenschaften und Funktionen von Wasser

Festes Wasser (Eis) hat eine geringere Dichte als flüssiges Wasser, weshalb Eis auf flüssigem Wasser schwimmt. Dies ermöglicht aquatischen Lebewesen, in kalten Jahreszeiten unter der Eisdecke zu überleben.

Wichtige Funktionen von Wasser

Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften spielt Wasser eine entscheidende Rolle in vielen biologischen Prozessen:

1. Stoffwechselfunktion: Wasser ist das Medium, in dem die meisten Stoffwechselreaktionen stattfinden, da die reagierenden Substanzen gelöst sein müssen. Zudem agiert Wasser in vielen Reaktionen, wie bei der Hydrolyse während der Verdauung, als Reaktant. Es ist auch die Wasserstoffquelle bei der pflanzlichen Photosynthese.
2. Transportfunktion: Als flüssiges

Isoprenoide

Isoprenoide sind Moleküle, die aus der Polymerisation von 2-Methyl-1,3-butadien (Isopren) abgeleitet sind. Diese können lineare Ketten bilden oder zyklisch angeordnet sein. Je nach Anzahl der Isopren-Einheiten unterscheidet man:

• Monoterpene: Bestehen aus 2 Isopren-Einheiten. Sie bilden die Basis einiger pflanzlicher Essenzen, wie z. B. Menthol in Minze.
• Diterpene: Bestehen aus 4 Isopren-Einheiten. Beispiele hierfür sind die Vitamine A, E und K.
• Triterpene: Bestehen aus 6 Isopren-Einheiten. Ein Beispiel ist Squalen, aus dem in der Leber Cholesterin gebildet wird.
• Tetraterpene: Bestehen aus 8 Isopren-Einheiten. Sie kommen in photosynthetischen Pigmenten vor, den sogenannten Carotinoiden.
• Polyterpene: Bestehen aus mehr als 8 Isopren-Einheiten.

Zelltransport: Der Austausch von Stoffen zwischen dem Zellinneren und der Umgebung durch die Plasmamembran oder die Bewegung von Molekülen innerhalb der Zelle.

Stoffwechselwege

Katabolismus

Der Katabolismus ist der Teil des Stoffwechsels, der die Transformation von komplexen Biomolekülen in einfachere Moleküle umfasst. Dabei wird chemische Energie in Form von ATP-Molekülen freigesetzt. Dies geschieht durch die Spaltung von Molekülen, die Energie in kovalenten Bindungen speichern, in exothermen chemischen Reaktionen.

Anabolismus

Der Anabolismus ist der andere Teil des Stoffwechsels und verantwortlich für die Synthese oder Bioformation von komplexen organischen Molekülen (Biomolekülen) aus einfacheren Nährstoffen. Dieser Prozess erfordert...

Gewebearten des menschlichen Körpers

Elastischer Knorpel: Er findet sich in den Ohrmuscheln, den Hörkanälen, der Epiglottis und dem Kehlkopf.

Knochen: Der Knochen ist eine Struktur, die aus lebendem Gewebe besteht, das durch die Einlagerung anorganischer Materialien verfestigt wird. Der Knochen wird ständig umgebaut und ist ein Speicher bedeutender Mengen an Calcium und Phosphor.

Dentin: Es ähnelt dem Knochen, wird aber vom Zahnschmelz bedeckt. Es ist das härteste Material des menschlichen Körpers.

Blutkreislauf: Das flüssige Gewebe Blut transportiert Nährstoffe im Körper und entfernt Stoffwechselprodukte aus den Zellen.

Hämatopoetisches Gewebe: Das rote Knochenmark ist für die Bildung der Blutzellen verantwortlich.

Lymphoides Gewebe:

Die Theorie der spontanen Generation

Vor etwa 200.000 Jahren befasste sich der griechische Philosoph Aristoteles mit der Frage nach dem Ursprung des Lebens. Er vertrat den Gedanken, dass Leben spontan aus Materialien der Erde entstehen könne.

Aristoteles' Hypothese

Die Hypothese der Urzeugung besagt, dass Materie einen Wirkstoff enthält, der unter bestimmten Bedingungen Leben hervorbringt. Aristoteles sah diesen Wirkstoff nicht als Substanz, sondern als eine Fähigkeit. Der moderne Begriff Energie drückt ein ähnliches Konzept aus.

Er sprach zudem von einem passiven Prinzip, das totes Material vertritt. Aristoteles argumentierte, dass für den Akt der Schöpfung die aktive Präsenz des passiven Prinzips notwendig sei.

Van Helmonts Experiment

Im...

Meilensteine der Genetik und Molekularbiologie

• PCR-Technik: Kary Mullis
• Rekombinante DNA: Techniken zur genetischen Veränderung von Organismen
• Humangenomprojekt: Entschlüsselung mittels Bioinformatik
• DNA-Forschung: Miescher, Levene, Hershey und Chase

Wissenschaftliche Disziplinen und Evolution

• Stratigraphie: Untersuchung von Bodenhorizonten zum Verständnis der Evolution.
• Ökologie: Erforschung der Beziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt.

Historische Konzepte der Biologie

• Aristoteles: Klassifizierung der Organismen als Scala Naturae; Theorie der Dynamis (männlicher Samen).
• Linnaeus: Begründer der binomischen Nomenklatur.
• Buffon: Frühe Ansätze zur Veränderlichkeit von Arten.
• Hippokrates: Theorie der Samenübertragung bei der Konzeption.
• Leeuwenhoek:

Grundlagen der Zellbiologie und Zelltheorie

Was war der Beitrag von Robert Brown?

Er entdeckte den Zellkern durch seine Studien in Pflanzenzellen, indem er diese Zellen färbte.

Was war der Beitrag von Johannes Purkinje?

Er entdeckte eine zähflüssige Substanz im Inneren der Zelle, in der sich Zellorganellen bewegen können, die er als Protoplasma bezeichnete.

Wer waren die Wissenschaftler, deren Erkenntnisse zur Zelltheorie führten?

• Matthias Schleiden (Botaniker): Alle Pflanzen bestehen aus Zellen.
• Theodor Schwann (Zoologe): Alle Tiere sind aus Zellen aufgebaut.

Was sind die Grundsätze der Zelltheorie?

1. Alle Lebewesen bestehen aus einer oder mehreren Zellen, vom kleinsten Bakterium bis zum größten vielzelligen Organismus.
2. Die Zelle ist die Grundeinheit

Grundbegriffe der Mikrobiologie und Immunologie

• Vektor: Ein DNA-Molekül, das verwendet wird, um ein bestimmtes Gen oder eine spezifische DNA-Sequenz in eine andere Zelle zu übertragen.
• Reservoir: Ein von Chirurgen angelegtes Depot, nachdem das Rektum aufgrund einer Erkrankung entfernt wurde.
• Phagozyten: Zellen, die in der Lage sind, Mikroorganismen, Fremdstoffe, gealterte Zellen und Zelltrümmer mit ihren Pseudopodien zu umschließen, zu verschlingen und im Zytoplasma zu verdauen.
• Lymphozyten: Eine Untergruppe der Leukozyten (weiße Blutkörperchen), die zu den Agranulozyten gehören.
• Antigen: Antigene sind meist Proteine oder Polysaccharide.
• Antikörper: Glykoproteine aus der Gruppe der Gamma-Globuline. Sie kommen in löslicher Form im Blut oder