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

Die Sutton-Boveri-Chromosomentheorie

Im Jahr 1902 schlugen zwei unabhängig voneinander arbeitende Forscher – Walter Sutton in den Vereinigten Staaten und Theodor Boveri in Deutschland – vor, dass die erblichen Faktoren (Gene) auf den Chromosomen zu finden sind. Sie beobachteten Parallelen zwischen der Vererbung der mendelschen Erbanlagen und dem Verhalten der Chromosomen während der Meiose und Befruchtung. Dies ist heute als die Sutton-Boveri-Chromosomentheorie der Vererbung bekannt.

Im Jahr 1909 führte William Bateson den Begriff Genetik ein, um die Wissenschaft der biologischen Vererbung zu beschreiben. Wilhelm Johannsen schlug kurz darauf den Begriff Gen als Ersatz für Mendels „Erbanlage“ vor.

Auf der Suche nach Beweisen für diese...

Die Zellmembran (Plasmamembran)

Die Zellmembran ist eine Struktur, die in allen Zellen von Lebewesen vorkommt. Sie umhüllt das Zytoplasma und begrenzt die meisten internen Zellstrukturen (Organellen). Biologische Membranen (Plasmamembran oder innere Zellmembranen) werden als Einheitsmembranen bezeichnet.

Struktur der Zellmembran

Die Membran ist durch eine typische Dreischichtstruktur begrenzt: ein heller (osmiophober) Streifen, gefolgt von zwei dunklen (osmiophilen) Streifen.

Zusammensetzung der Zellmembran

• Membranlipide: Phospholipide, Cholesterin und Glykolipide.
• Membranproteine: Periphere (extrinsische) oder integrale (intrinsische) Membranproteine.
• Kohlenhydrate: Gebunden an Proteine (Glykoproteine) oder Lipide (Glykolipide).

Funktionen der Zellmembran

Die...

Geschichte der Optischen Mikroskopie

• 1611: Johannes Kepler schlägt die Konstruktion eines zusammengesetzten Mikroskops vor.
• 1655: Robert Hooke veröffentlicht Micrographia und prägt den Begriff der Zelle. Parallel dazu baute Antonie van Leeuwenhoek mehr als 200 Mikroskope (Lupen).
• 19. Jahrhundert (Grundlagen): Giovanni Battista Amici korrigiert die sphärische und chromatische Aberration. Später baut Ernst Abbe das erste apochromatische Objektiv.
• Ende 19. Jahrhundert: Beschreibung verschiedener Gewebearten, des Zellkerns, der Mitochondrien in Muskelzellen und des Verhaltens der Chromosomen während der Mitose tierischer Zellen. Bakterien, die Tuberkulose und Cholera verursachen, werden identifiziert, und der Golgi-Apparat wird beschrieben.
• 1835:

Funktion der Mitochondrien

In den Mitochondrien findet die zelluläre Atmung statt (insbesondere der Krebs-Zyklus, die β-Oxidation, der Elektronentransport und die oxidative Phosphorylierung). Deren oberstes Ziel ist es, Energie in Form von ATP zu gewinnen. In den Mitochondrien entstehen zudem die Vorläufer der großen anabolen Stoffwechselwege.

Struktur der Mitochondrien

Die Mitochondrien sind wie folgt strukturiert: Eine Doppelmembran, gebildet durch eine äußere und eine innere Membran, begrenzt zwei verschiedene Räume: den Intermembranraum und die mitochondriale Matrix.

Die äußere Mitochondrienmembran

Die äußere Membran der Mitochondrien steht in ständigem Kontakt mit dem Cytosol. Sie enthält zahlreiche Proteine, die den Austausch...

Die Bedeutung der Nukleinsäuren

Die Nukleinsäuren enthalten die notwendigen Anweisungen für die Prozesse des Lebens und sind für alle grundlegenden Funktionen von Lebewesen verantwortlich. Sie sind vererblich und besitzen die Eigenschaft der Selbstvervielfältigung. Zudem sind sie stabil, enthalten das Erbgut der Lebewesen, können Veränderungen (Mutation und Rekombination) erfahren und produzieren verschiedene Moleküle.

Aufbau der Nukleotide

Nukleotide sind die Einheiten, aus denen Nukleinsäuren gebildet werden. Sie bestehen aus einer Pentose, einer stickstoffhaltigen Base und einer oder mehreren Phosphatgruppen. Sowohl die Stickstoffbase als auch die Phosphatgruppen sind an die Pentose gebunden, welche immer eine Aldopentose ist.

Die Basen...

Gametogenese

Bildung von zwei Typen von Vermehrungsmaterial in der Phase der Gameten.

Oogenese

Die Oogenese beginnt im Eierstock (Ovar) mit der Keimung und erreicht die Reife durch die sexuelle Entwicklung. Durch Mitose vermehren sich die Oogonien (2n). Durch Wachstum, bei dem sich Cytoplasma in den Oozyten anhäuft, werden einige Oogonien zu Oozyten 1. Ordnung (2n). Diese durchlaufen in reifenden Eizellen die erste Meiose (Reifeteilung), aus der Oozyten 2. Ordnung (n) und der erste Polarkörper (n) hervorgehen. Nach der zweiten Meiose entstehen die Ovotide (n) und der zweite Polarkörper.

Spermatogenese

Die Vermehrung erfolgt im Hoden, sobald die Geschlechtsreife erreicht ist. Die Spermatogonien vermehren sich durch Mitose, und ihre Anzahl wird...

Ceras

Veresterung: Reaktion zwischen Alkoholen und Fettsäuren. Dabei wird Wasser abgespalten (Dehydratisierung/Veresterung). Das Wachs entsteht durch die Veresterung langer Alkohole mit Fettsäuren.

Beispiel (allgemein): CH3-(CH2)n-CH2OH + HOOC-(CH2)m-CH3 → CH3-(CH2)n-CH2-OOC-(CH2)m-CH3 + H2O. Wachs ist typischerweise ein Ester langer Alkohole und langer Fettsäuren, z. B. Bienenwachs.

Unverseifbare Lipide

Steroide

Steroide sind Lipide mit dem Cyclopentanoperhydrophenanthren-Grundgerüst. Sie bestehen aus vier miteinander fusionierten Kohlenstoffringen und unterscheiden sich durch Anzahl und Lage der Substituenten.

Besonders hervorzuheben sind die Sterine. Das Cholesterin ist eines der interessantesten biologisch aktiven Sterine. Es ist Teil der...

Erkenntnistheorie: Eine Einführung

1. Definition der Erkenntnistheorie

Die Erkenntnistheorie ist ein Zweig der Philosophie, der die wissenschaftliche Erkenntnis unter historischen und methodischen Gesichtspunkten untersucht.

2. Unterschiede zwischen deduktiver und induktiver Methode

• Deduktiv: Geht vom Allgemeinen zum Besonderen. Basiert auf vorgefassten Meinungen und ist subjektiv.
• Induktiv: Geht vom Besonderen zum Allgemeinen. Ohne vorgefasste Ideen, objektiv und experimentell.

3. Was ist die wissenschaftliche Methode?

Die wissenschaftliche Methode ist ein Arbeitsmuster, das Forscher befolgen, um ihre Sichtweise mehr oder weniger anzupassen.

4. Schritte in der wissenschaftlichen Forschung

1. Beobachtung der natürlichen Welt.
2. Entwicklung einer Frage.

Die Plasmamembran: Struktur und Funktion

Die Plasmamembran ist eine biologische Membran, die das Zellinnere vom extrazellulären Raum trennt. Sie ermöglicht den selektiven Austausch von Substanzen.

Zusammensetzung der Plasmamembran

Lipide

Lipide sind amphipathische Moleküle. Die wichtigsten sind Phospholipide, die hydrophobe Schwänze und polare Köpfe haben. Cholesterin (nur bei Tieren nachgewiesen) ist zwischen den Phospholipiden eingelagert. Glykolipide kommen in der äußeren Monoschicht vor.

Proteine

Proteine erfüllen die biologischen Funktionen der Membran. In Verbindung mit Kohlenhydraten bilden sie Glykoproteine. Je nach Lokalisation in der Doppelschicht gibt es zwei Arten:

• Intrinsische Proteine: In die Doppelschicht eingebettet.
• Extrinsische

1. Pflanzengewebe

Pflanzen besitzen Gewebe, die in embryonale und adulte Gewebe unterteilt werden.

1.1 Meristematische Gewebe

Meristematische Gewebe bestehen aus undifferenzierten embryonalen Zellen, die ihre Fähigkeit zu kontinuierlichem Wachstum und zur Teilung behalten. Sie ermöglichen die Anlage der Organe und die Differenzierung in die übrigen Gewebe der Pflanze. Die meristematischen Zellen sind klein, besitzen eine dünne Zellwand, einen großen Zellkern und nur wenige, kleine Vakuolen.

Meristeme werden nach ihrer Lage unterschieden:

• Primäre Meristeme: Sie stammen von embryonalen Zellen ab und bewirken das Längenwachstum (Spitzen von Wurzeln und Sprossen).
• Sekundäre Meristeme: Sie stammen von adulten Zellen ab, die ihre Teilungsfähigkeit