Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Aufgaben für Biologie

Zellmembran: Struktur und Funktionen

Die Zellmembran (oder Plasmamembran) umgibt die Zelle und grenzt sie ab. Ihre Struktur ähnelt der vieler zytoplasmatischer Organellenmembranen. Man spricht auch von der Einheitsmembran.

Aufbau der Zellmembran

Die Lipiddoppelschicht

Die Zellmembran besteht aus einer Doppelschicht von Lipiden, mit denen Proteinmoleküle assoziiert sind. Die Lipidkomponenten sind Phospholipide (am häufigsten), Glykolipide und Cholesterin. Die Lipiddoppelschicht ist asymmetrisch.

Membranproteine

Die Proteine sind so strukturiert, dass ihre polaren Reste nach außen zeigen und die lipophilen Reste in Kontakt mit der Membran stehen. Basierend auf ihrer Assoziation mit den Membranlipiden werden Proteine klassifiziert als:

• Integrale

Einführung in die menschliche Fortpflanzung

Die sexuelle Fortpflanzung beim Menschen basiert auf der Vereinigung von Eizellen und Spermien, um eine Zygote zu bilden. Die Befruchtung findet intern im weiblichen Fortpflanzungsapparat statt, wo sich das Ei und das Spermium vereinen. Nach der Entwicklung im Körper des weiblichen Fortpflanzungsapparates wird das Baby lebend geboren, was den Menschen zu lebendgebärenden Lebewesen macht.

Der Reproduktionsprozess umfasst Keimzellenproduktion, Befruchtung, Entwicklung (Zygote, Embryo, Fötus) und schließlich die Geburt.

Sexuelle Entwicklung und Pubertät

Im Laufe des Lebens durchläuft der Mensch verschiedene Entwicklungsphasen:

• Kindheit (0–10 Jahre): Ausbildung der primären Geschlechtsmerkmale bei

Membranstruktur: Das Fluid-Mosaik-Modell

Nach Singer und Nicholson (1972) erscheint die Plasmamembran im Elektronenmikroskop als zwei dunkle Streifen mit einer klaren Trennung dazwischen. Die Membran ist nicht starr, sondern flüssig. Sie wird als flüssiges Mosaik beschrieben, in dem die Lipiddoppelschicht das Netzwerk bildet, in das Proteine eingebettet sind oder mit ihr interagieren. Beide, Lipide und Proteine, sind amphipathisch.

• Proteine und Lipide können sich seitlich bewegen.
• Lipide und Proteine sind integral im Mosaik angeordnet.
• Membranen sind asymmetrische Strukturen in der Verteilung ihrer Komponenten.

Funktionen der Zellmembran

• Begrenzung der Zelle als selektive Barriere für den Stoffaustausch.
• Produktion und Kontrolle elektrochemischer

Der Zellkern als Kontrollzentrum

Der Zellkern ist das Zentrum der Kontrolle der eukaryotischen Zelle. Er enthält den Großteil der zellulären DNA und die genetischen Informationen für fast jede Genfunktion.

Morphologie und Zusammensetzung

In tierischen Zellen ist der Kern kugelförmig, in Pflanzenzellen ist der Zellkern hingegen unregelmäßig geformt. Der Kern enthält den Großteil der zellulären DNA in Form von eukaryotischen DNA-Molekülen. Diese DNA-Moleküle besitzen verschiedene Größen und bilden jeweils ein Chromosom. Der Kern enthält zudem eine große Anzahl von Proteinen sowie unterschiedliche Mengen an RNA.

Struktur des Zellkerns

Im Kern lassen sich vier wesentliche Bestandteile unterscheiden:

1. Kernhülle

Die Kernhülle ist doppelt...

Homöostase und das Verdauungssystem

Homöostase: lebenswichtige Konstanz des inneren Milieus. Sie hängt von der Temperatur, dem pH-Wert, dem Salz- und Wasserhaushalt sowie dem Blutvolumen und der Blutzuckerkonzentration ab.

Wichtigste Teile des Verdauungssystems

• Mund, Speiseröhre, Magen, Leber, Dünndarm, Dickdarm.

• Im Mund wird die Nahrung mechanisch zerkleinert und flüssig gemacht.
• Der Speichel enthält Verdauungsenzyme (Amylase).
• Die Speiseröhre transportiert den Nahrungsbrei (NB) in den Magen.
• Der Kehldeckel verhindert, dass der Nahrungsbrei in die Luftröhre kommt.
• Die Salzsäure im Magen denaturiert Proteine und tötet Bakterien ab.
• Enzyme im Magensaft spalten Proteine.
• Im Zwölffingerdarm vermischt sich der Nahrungsbrei mit der Galle aus der

Die Immunreaktion

Ablauf der Immunreaktion: Eine Zelle mit Antigenen wird in Makrophagen (Riesenfresszellen) verdaut. T-Helferzellen aktivieren daraufhin die B-Zellen. B-Zellen differenzieren sich zu Plasmazellen und Gedächtniszellen. Die Plasmazellen bilden Antikörper, welche wiederum an Erreger binden und die Aufnahme durch Riesenfresszellen erleichtern.

Lymphozyten und ihre Funktionen

• T-Helferzellen: Haben den ersten Kontakt mit dem Antigen und senden über Zytokine Signale an andere Zellen.
• Zytotoxische T-Zellen: Schädigen und zerstören Pathogene mithilfe ihres T-Zell-Rezeptors.
• Gedächtniszellen: Erinnern sich an spezifische Antigene für eine schnellere Zweitinfektion.

Exkretion und Osmoregulation

Funktion der Nieren: Sie regulieren den...

DNA Replikation: Identische Verdopplung

Unter DNA-Replikation versteht man die identische Verdopplung der DNA.

Die DNA-Gyrase entschraubt die DNA als Doppelhelix.

Die Helicase trennt die Stränge, indem sie die Wasserstoffbrücken löst.

Die Primase fügt Primer in die DNA hinzu. Diese dienen als Bindungs- und Startsignal für die DNA-Polymerase.

Elongation: Am 3'-Ende fängt die DNA-Polymerase an, komplementäre Basen zu bilden und diese dann auch zu verknüpfen.

Am anderen Strang muss die Polymerase sozusagen andersherum arbeiten, da die DNA-Polymerase in 5'- nach 3'-Richtung verläuft. Dabei werden die Bruchstücke, Okazaki-Fragmente, gebildet. Kurz danach bindet das Enzym Ligase alle Okazaki-Fragmente zu einem einzigen Strang.

Reparaturmechanismen:...

Biomembran (Flüssig-Mosaik-Modell)

Aufbau

Funktion der Biomembran

Die Hauptfunktion ist der Stofftransport von Nährstoffen und Abfallstoffen zwischen dem Zellinneren und der Umgebung (von außen nach innen und umgekehrt).

Stofftransport durch die Biomembran

Passiver Stofftransport

• Erfolgt entlang des Konzentrationsgefälles (von hoch nach niedrig).
• Keine Energie notwendig.

Einfache Diffusion

• Beinhaltet Osmose.
• Ist langsam und für manche Stoffe nicht passierbar (z.B. nur O₂/ CO₂).

Erleichterte Diffusion

Erfolgt mithilfe von Transportproteinen:

Kanäle

• Transportieren z.B. H₂O (Aquaporine).
• Tunnelproteine sind nur für bestimmte Moleküle und Ionen durchlässig (abhängig von Größe und Art).
• Öffnen sich auf bestimmte Signale (Hormone, Reize).

Carrier (Transporter)

Wasserpflanzen (Hydrophyten)

Unterwasser- und Schwimmpflanzen

Anpassungen: Sie haben die Tendenz, die Oberfläche möglichst zu vergrößern (aufgrund der geringen Menge vorhandener Gase und Nährstoffe wird über die gesamte Oberfläche aufgenommen); sie besitzen nur ein reduziertes Spross- und Wurzelsystem und ein rückgebildetes Leitungsgewebe; ihre Kutikula ist zart und wasserdurchlässig; Spaltöffnungen und das Festigungsgewebe fehlen zumeist; außerdem gibt es große Interzellularräume zur Durchlüftung der Organe.

Feuchtigkeitspflanzen (Hygrophyten)

Sie sind Bewohner der schattigen Laubwälder, der Sümpfe, Ufer und der tropischen Regenwälder (überall dort, wo der Boden ständig feucht ist und eine hohe Luftfeuchtigkeit herrscht).

Anpassungen:

Chromosomen und genetische Information

Chromosom: Die genetische Information liegt in zwei Zustandsformen vor:

• Chromatin: Arbeitsform, entspiralisiert, gallertartige Substanz.
• Chromosomen: Transportform, spiralisiert, nur kurz vor und während der Zellteilung sichtbar.

Chemische Zusammensetzung: 35 % DNA, der Rest besteht aus Proteinen, davon hauptsächlich Histone.

Bau eines Metaphasenchromosoms

Ein Metaphasenchromosom besteht aus: Chromatiden (Schwesterchromatiden), dem p-Arm, der Centromerregion mit Kinetochoren, dem q-Arm und den Telomeren.

Charakterisierung von Chromosomen

Chromosomen sind charakterisiert durch: absolute Größe, Lage des Centromers, Länge der Chromosomenarme, charakteristische Banden und Sekundärschnürungen.

• Homologe Chromosomen: