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

Was ist DNA? Definition und Funktion

Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist ein Biomolekül, das aus den organischen Elementen Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Stickstoff (N) und Phosphor (P) besteht. Chemisch gesehen ist sie ein Polynukleotid, da sie aus sich wiederholenden molekularen Einheiten, den sogenannten Nukleotiden (Desoxyribonukleotiden), aufgebaut ist. Ihre Hauptaufgabe ist die Speicherung und Übertragung genetischer Informationen, die die molekularen Grundlagen der Vererbung bilden.

Chemische Zusammensetzung der DNA

Die chemische Zusammensetzung der DNA umfasst drei verschiedene Molekülkomponenten:

1. Eine Pentose, genauer gesagt die Desoxyribose.
2. Eine stickstoffhaltige Base. Es gibt zwei Haupttypen:
   • Purine: Adenin (A)

Die Genetik

Die Genetik ist die Wissenschaft der biologischen Vererbung und der Gene sowie der Zusammenhänge zwischen Genen und den Merkmalen eines Lebewesens.

Chromosomen

Chromosomen sind die Bestandteile, die während der Zellteilung (Mitose und Meiose) als zylindrische oder stabförmige Körper erscheinen.

Gentechnik

Die Gentechnik umfasst die Gesamtheit der Verfahren zur Herstellung von Produkten. So werden beispielsweise Antibiotika aus Bakterien und Pilzen gewonnen; die Produkte verhindern das Wachstum von Bakterien und Pilzen.

Stammzellen und Blastozysten

Stammzellen und Blastozysten haben im Körper keine spezialisierte Funktion. Sie können sich vermehren und in mehr als 200 verschiedene Zelltypen des erwachsenen Individuums umgewandelt...

Die Photosynthese: Ein grundlegender Prozess des Lebens

Die Photosynthese ist ein anaboler, autotropher und primärer Prozess, der das Leben auf der Erde ermöglicht. Sie besteht darin, dass photosynthetische Organismen Lichtenergie von der Sonne in elektrische und dann in chemische Energie umwandeln. Diese Energie wird genutzt, um eigene organische Stoffe oder Biomasse (Kohlenhydrate) aus anorganischen Molekülen wie Wasser, CO₂ und Mineralsalzen zu bilden. Die O₂-Moleküle, die bei der Aufspaltung der Wassermoleküle entstehen, werden als Abfallprodukt freigesetzt.

Chloroplasten: Die Orte der Photosynthese

Chloroplasten sind zytoplasmatische Organellen, deren Hauptaufgabe die Durchführung der Photosynthese ist. Sie sind von zwei Membranen umgeben,...

Mitose

Die Mitose ist die Teilung des Zellkerns. Bevor sie beginnt, wird die DNA verdoppelt, sodass zwei identische Kopien der genetischen Information vorliegen. Dies stellt sicher, dass jeder neue Kern eine Kopie dieser Informationen erhält.

Phasen der Mitose

• Prophase: Die DNA kondensiert und bildet Chromosomen. Im Zytoplasma organisiert sich ein System aus Protein-Tubuli, die Spindel. Am Ende der Prophase verschwindet die Kernmembran und die Chromosomen liegen frei im Zytoplasma. Auch der Kernkörperchen verschwindet.
• Metaphase: Jedes Chromosom befestigt sich an den Spindelfasern über eine schmale Zone, das Zentromer. Die Anordnung erfolgt in der Mitte der Spindel, der sogenannten Äquatorialplatte.
• Anaphase: Die Spindelfasern verkürzen sich

Darwin: Die natürliche Selektion der Evolution

Es existieren vererbbare Unterschiede zwischen Individuen in einer lebenden Population. Es werden mehr Nachkommen geboren, als überleben können. Einige dieser erblichen Veränderungen bieten den Personen Vorteile beim Überleben.

Synthetische Theorie der Evolution

Dieser Artikel übernimmt die Idee der Evolution durch natürliche Selektion. Die evolutionäre Einheit ist nicht das Individuum, sondern die Population. Die differentielle Reproduktion ist der Mechanismus, durch den die genetische Variation und die Umweltselektion zusammenwirken. Die Entwicklung wird durch eine allmähliche Veränderung im Erbgut der Arten verursacht.

Anpassung durch natürliche Selektion erklärt: Jede Funktion, die...

Elementare Bausteine des Lebens (CHON)

Die Art und Weise, wie das Leben konstituiert ist, basiert grundsätzlich auf C, H, O, N (Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff). Andere Elemente sind in sehr geringen Mengen vorhanden (Spurenelemente):

• Ohne Eisen (Fe) könnten wir kein Hämoglobin für unser Blut herstellen.
• Ohne Selen (Se) würde unsere Leber nicht funktionieren.
• Schwefel (S) ist ein wichtiger Bestandteil von Haaren und Nägeln.
• Kalium (K) ist entscheidend für die Nervenimpulse.

Energiequellen und Stoffwechsel

Das Leben benötigt Energie aus chemischen Reaktionen. Organische Substanzen werden durch Photosynthese (Pflanzen, Algen und einige Bakterien) erzeugt. Die in der Photosynthese gespeicherte Energie (Kohlenhydrate) wird durch...

Arten der Ernährung

• Autotrophe: Organismen, die die Fähigkeit haben, anorganische Stoffe als Rohstoffe für die Ernährung zu nutzen. Energiequellen sind:
  • Chemosynthetisch: Nutzen die Energie aus chemischen Reaktionen (Bakterien).
  • Photosynthetisch: Nutzen Sonnenenergie (Cyanobakterien und Pflanzen).
• Heterotrophe: Sie benötigen organische Substanz und Nährstoffe (Bakterien, Pilze, Tiere).

Verarbeitung und Verwertung von Nährstoffen findet im Inneren der Zelle in einer komplizierten Kette von Reaktionen statt. Stoffwechsel (Metabolismus):

• Katabolismus (Abbau): Abbau von Stoffen und Energiegewinnung.
• Anabolismus (Aufbau): Synthese von Molekülen unter Energieverbrauch.

Nahrungsaufnahme

Die Aufnahme von Nahrung ist ein wichtiger Prozess für heterotrophe...

Grundlagen des Lebens und Stoffwechsel

Chemische Zusammensetzung

Lebende Materie besteht hauptsächlich aus Wasser und Kohlenstoffverbindungen (98 %). Wichtige Spurenelemente sind Eisen, Selen, Schwefel und Kalium.

Stoffwechseltypen (Autotrophie & Heterotrophie)

• Autotrophe Organismen: Erzeugen organische Substanzen aus anorganischer Materie (Mineralien, Wasser und anderen Stoffen) mithilfe von Solarenergie.
• Heterotrophe Organismen: Ernähren sich von organischen Substanzen, die von autotrophen Organismen hergestellt wurden.
• Chemosynthetische Organismen: Gewinnen Energie durch chemische Reaktionen mit anderen Elementen.

Ursprung des Lebens und der Erde

Herkunft der Elemente (Kohlenstoff & Wasser)

Kohlenstoff stammt aus dem Erdinneren, wo er sich...

Die Ausscheidung ist die Beseitigung von Exkrementen (Kohlendioxid, Stickstoffverbindungen und Abfallstoffen), die Teil eines breiteren Prozesses zur Aufrechterhaltung der Homöostase sind, die für das Überleben des Organismus wesentlich ist.

Homöostase ist der Prozess der Aufrechterhaltung konstanter interner Bedingungen.

Die beiden Hauptpfeiler zur Aufrechterhaltung der Homöostase bei Tieren sind Ausscheidung und Osmoregulation.

Ausscheidungssysteme

Die Ausscheidung besteht aus einem System von Röhren, die Blutflüssigkeit, Hämolymphe oder extrazelluläre Flüssigkeit filtern, um die Reabsorption nützlicher Stoffe und die aktive Sekretion von Exkrementen zu ermöglichen.

Schwämme, Nesseltiere, Nematoden und Stachelhäuter

Diese Tiere besitzen...

Ausscheidung und Osmoregulation bei Tieren

Die Exkretion ist die Beseitigung von Stoffwechselabfällen wie Kohlendioxid, Stickstoffverbindungen und anderen Abfallstoffen. Sie ist Teil eines Gesamtsystems von Prozessen zur Aufrechterhaltung der Homöostase, also der Konstanthaltung der inneren Bedingungen des Organismus, und somit wesentlich für das Überleben.

Bei Tieren beruht die Aufrechterhaltung des inneren Milieus auf zwei Grundprinzipien: Ausscheidung und Osmoregulation.

Ausscheidungssysteme

Die meisten Tiere besitzen ein Röhrensystem, in dem Blut, Hämolymphe oder extrazelluläre Flüssigkeit fließt. Dieses System kann die Rückresorption nützlicher Stoffe sowie die aktive Sekretion von Abfallstoffen anpassen.

Ausscheidung ohne spezielle