Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Übungen für Biologie für Sekundarstufe

Der Zellzyklus

Der Zellzyklus beschreibt die Abfolge von Veränderungen einer Zelle von ihrer Entstehung bis zur Teilung in zwei Tochterzellen. Die Dauer hängt von der Zellart und den Umgebungsbedingungen ab. Er besteht aus zwei Hauptphasen:

• Interphase: Eine lange Anfangsphase, in der die Zelle wächst und ihre Funktionen erfüllt. Am Ende findet die DNA-Replikation statt.
• M-Phase (Mitosephase): Das Endstadium von kurzer Dauer, in dem der Zellkern verschwindet und die Chromosomen sichtbar werden. Sie umfasst die Kernteilung (Mitose) und die Teilung des Zytoplasmas (Zytokinese).

Zellteilung

In der M-Phase entstehen aus einer Mutterzelle zwei Tochterzellen mit der gleichen Anzahl an Chromosomen wie die Mutterzelle.

Mitose (Kernteilung)

Vor der Kernteilung...

1. Zellmembran Fettsäuren und Rentiere

Bei Pflanzen überwiegen ungesättigte Fettsäuren im Gegensatz zu Homeothermen. Die Temperaturen, bei denen Lipide erstarren, hängen vom Grad der Ungesättigung ab. Stark gesättigte Fette erstarren bei höheren Temperaturen als weniger gesättigte Fettsäuren mit gleicher Kettenlänge.

Viele Organismen, wie Bakterien und Pflanzen, die bei niedrigen Temperaturen leben, lagern Lipide mit geringerer Sättigung ein als solche, die bei höheren Temperaturen leben. Dies ist eine Anpassung, um eine schädliche Verhärtung der Lipide bei niedrigen Temperaturen zu vermeiden. Eine Verhärtung der Zellmembranen kann sich negativ auf ihre biophysikalischen Eigenschaften auswirken. Viele Enzyme sind an Membranen...

Ebenen der Organisation der lebenden Materie

Man unterscheidet zwischen abiotischen und biotischen Ebenen:

• Abiotisch: Entspricht nicht der lebenden Materie, da sie inert ist.
• Biotisch: Bezieht sich exklusiv auf Lebewesen.

Abiotische Ebenen

• Subatomar: Teilchen und Atome.
• Atomar: Der kleinste Teil eines chemischen Elements.
• Molekular: Moleküle, die durch die Vereinigung von zwei oder mehr Atomen gebildet werden.
• Makromoleküle: Ergebnisse der Bindung vieler Moleküle zu einem Polymer.
• Supramolekulare Komplexe: Aggregation von Makromolekülen.
• Subzelluläre Strukturen: Die Vereinigung verschiedener supramolekularer Komplexe, die zur Struktur der Zelle mit spezifischer Funktion führt.

Biotische Ebenen

• Zellen: Gebildet aus verschiedenen Organellen und Strukturen.

Am Stoffwechsel beteiligte Organsysteme

• Verdauungssystem: Verdaut Nahrung und wandelt sie in einfachere Stoffe um.
• Atmungsorgane: Ermöglichen den Gasaustausch, liefern O₂ und entfernen CO₂.
• Kreislaufsystem: Transportiert Sauerstoff und verwertbare Nährstoffe über das Blut zu den verschiedenen Zellen.
• Ausscheidungsorgane: Entfernen Abfallstoffe aus dem Blut.

Das Verdauungssystem

Bestandteile des Verdauungssystems

Das Verdauungssystem besteht aus:

• Magen-Darm-Trakt: Mund, Speiseröhre, Magen, Dünndarm und Dickdarm.
• Verdauungsdrüsen: Speicheldrüsen, Leber und Bauchspeicheldrüse (Pankreas).

Phasen der Verdauung

Verschlucken (Ingestion)

Aufnahme der Nahrung in den Verdauungstrakt durch den Mund.

Verdauung (Digestion)

Umwandlung der Nahrung in Nährstoffe.

Externe Verteidigung

Passive Barrieren, die nicht an die vier Arten der aktiven Abwehr gebunden sind. Es existieren Mechanismen, die gemeinsam handeln können:

• Strukturelle Barrieren: Haut und Schleimhäute
• Biochemische Barrieren: Bestimmte Substanzen in Speichel, Tränen und Magensaft
• Mechanische Barrieren: Abtransport von Mikroorganismen und anderen Fremdkörpern durch Körperbewegungen (z.B. Zilienbewegung), um das Eindringen zu verhindern.
• Ökologische Barrieren: Nicht-pathogene Mikroorganismen, die mit potenziellen Krankheitserregern konkurrieren und deren Entwicklung verhindern.

Interne Verteidigung

Effektive interne Immunabwehr, basierend auf der Wirkung von Leukozyten oder weißen Blutkörperchen:

• Unspezifische Abwehr: Wirkt gegen jede Art

Menschlicher Körper: Systeme und Funktionen

Das Blut und seine Bestandteile

• Rote Blutkörperchen

  Binden an Hämoglobin und transportieren Sauerstoff durch den Blutkreislauf.

• Weiße Blutkörperchen (WBC)

  Schützen den Körper vor Krankheitserregern.

• Thrombozyten

  Sind an der Blutgerinnung beteiligt.

Das Herz-Kreislauf-System

• Herzaktion (fälschlicherweise als Infarkt bezeichnet)

  Beschreibt das Zusammenziehen und Entspannen des Herzens.

• Kapillaren

  Führen den Stoffaustausch zwischen Blut und Zellen durch.

• Herzklappen

  Die Mitral- und Trikuspidalklappen lassen Blut von den Vorhöfen in die entsprechenden Ventrikel fließen und verhindern einen Rückfluss. Die Semilunarklappen verhindern den Rückfluss des Blutes in die Kammern.

• Kleiner (Lungen-) Kreislauf

  Seine

Grundbegriffe der Neurobiologie

• Nerv: Physikalische und chemische Phänomene in den Neuronen, die von einem Neuron zum anderen übertragen werden.
• Reflexe: Automatische Antworten, die durch einen Reiz erzeugt werden.
• Synapse: Funktionelle Verbindung zwischen den Endästen des Axons eines Neurons und den Dendriten eines anderen Neurons.
• Nerven: Eine Gruppe von Fasern, die Empfindungen und Impulse zwischen den Rezeptororganen und dem Gehirn übertragen.
• Biologie: Die Wissenschaft von den Lebewesen und Lebenserscheinungen.
• ZNS (Zentralnervensystem): Ein System, das als Mechanismus zur Kontrolle der Körperfunktionen wirkt.
• Lernen: Der Prozess, durch den Organismen ihr Verhalten aufgrund von Erfahrungen verändern.

Sinneswahrnehmung

• Auge: Übertragung von

Entdeckung der Zelle und Mikroorganismen

Robert Hooke und die Zelle

Robert Hooke war der Erste, der zellähnliche Strukturen in Kork entdeckte und diese als „Zellen“ bezeichnete.

Antonie van Leeuwenhoek und die Tierchen

Der niederländische Wissenschaftler Antonie van Leeuwenhoek war der Erste, der Mikroorganismen („Tierchen“) in Teichwasser beobachtete.

Die Zelltheorie

Grundlagen der Zelltheorie

Die moderne Zelltheorie, formuliert von Matthias Schleiden und Theodor Schwann, basiert auf drei Postulaten:

• Alle Organismen sind aus Zellen aufgebaut.
• Zellen führen drei wesentliche Funktionen aus: Ernährung, Interaktion mit der Umwelt und Fortpflanzung.
• Jede Zelle entsteht aus einer bereits vorhandenen Zelle (Omnis cellula e cellula).

Grundlegende

Evolutionstheorien

Die fixistische Theorie (Cuvier) besagt, dass die vorhandenen Arten im Wesentlichen unverändert blieben, da sie als unveränderlich erschaffen wurden. Die fossilen Überreste von Tieren wurden entweder als Launen der Natur oder als Überreste von Tieren, die in der biblischen Sintflut getötet wurden, interpretiert (wie Theorien wie die vis plastica).

Der Lamarckismus (Lamarck, 1809) beschreibt eine Progression von einfachen Organismen zu komplexeren Pflanzen und Tieren bis hin zum Menschen. Seine Kernprinzipien umfassen:

• Den Existenzdrang nach Perfektion
• Die Anpassungsfähigkeit an Veränderungen der Umwelt
• Das Prinzip des Gebrauchs und Nichtgebrauchs von Organen
• Die Vererbung erworbener Eigenschaften

Fossilien und Fossilisation

Kompressionsfossilien

Transkription

Die RNA-Polymerase bindet an die Promotorregion der DNA am Anfang eines Gens. In verschiedenen Zellen bindet die RNA-Polymerase je nach den Bedingungen innerhalb und außerhalb der Zellen an Promotoren verschiedener Gene. Die Bindung der RNA-Polymerase bewirkt, dass sich die DNA-Doppelhelix in der Nähe des Promotors trennt.

Initiation

Die RNA-Polymerase bindet an den Promotor und beginnt, die DNA zu entwinden.

Elongation

Die RNA-Polymerase bewegt sich entlang des DNA-Matrizenstrangs und katalysiert die Addition von Nukleotiden an ein RNA-Molekül. Die RNA-Nukleotide sind komplementär zum DNA-Matrizenstrang. Die DNA-Doppelhelix wird kurz hinter der RNA-Polymerase wieder aufgewickelt.

Termination

Am Ende des Gens trifft die RNA-Polymerase...