Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Übungen für Biologie für Weitere Kurse

Evolutionäre Theorien und der gemeinsame Vorfahre LUCA

Aktuell geht man davon aus, dass verschiedene Lebensformen miteinander verbunden sind und von einem gemeinsamen Vorfahren, genannt LUCA (Last Universal Common Ancestor), abstammen. Zwar gibt es mehrere Theorien, doch eine zentrale ist die von Charles Darwin. Darwins Theorie beruht auf dem Konzept der Veränderung und konzentriert sich auf die morphologischen Veränderungen von Arten. Diese Veränderungen sind langsam und schrittweise, wobei die natürliche Selektion verantwortlich ist.

Durch die Entwicklung des genetischen Wissens schlussfolgert man heute, dass morphologische Veränderungen aus Veränderungen in der DNA resultieren. Diese neue Sichtweise bezieht sich nicht auf Individuen,...

Das menschliche Nervensystem: Aufbau & Funktionen

Das Zentralnervensystem (ZNS)

• Gehirn

  Das Gehirn ist in zwei Hemisphären unterteilt. Seine Oberfläche ist durch Windungen (Gyri) und Furchen (Sulci) gegliedert. Die äußerste Schicht ist die graue Substanz (Hirnrinde), die Informationen von den Sinnesorganen empfängt, Befehle entwickelt, Informationen speichert und verarbeitet. Die innere Zone besteht aus der weißen Substanz.

• Kleinhirn

  Unterhalb des Gehirns gelegen, ist es in zwei Hälften geteilt und weist eine Reihe von Kleinhirnwindungen auf. Es koordiniert Bewegungen wie das Gehen, das Greifen von Gegenständen und das Gleichgewicht.

• Hirnstamm (Verlängertes Mark)

  Verbindet das Gehirn mit dem Rückenmark. Er steuert lebenswichtige Funktionen

Diabetes: Ursachen und Kontrolle des Blutzuckers

Diabetes ist eine Krankheit, bei der der Blutzuckerwert verändert ist. Der Spiegel steigt an, weil der Körper den Zucker nicht richtig verstoffwechselt.

Insulin: Das blutzuckerregulierende Hormon

Insulin ist ein Hormon, das den Blutzuckerspiegel im Blut kontrolliert. Es wird in der Bauchspeicheldrüse produziert.

Diabetes Typ 1

Der Körper produziert kein oder zu wenig Insulin. Tritt meist vor dem 40. Lebensjahr, oft schon in der Kindheit, auf.

Diabetes Typ 2

Der Körper produziert entweder nicht genug Insulin oder verwertet es nicht effektiv. Tritt meist ab dem 40. Lebensjahr auf und ist die häufigste Form.

Behandlung von Typ 2

Die Behandlung umfasst Ernährung, Bewegung, Medikamente und Injektionen...

Herstellung wichtiger Proteine durch Biotechnologie

Wachstumshormon und Insulinproduktion

Die Gewinnung von Wachstumshormon erfolgte früher aus den Hypophysen von Rinderkadavern. Auch Insulin wurde ursprünglich aus tierischen Quellen gewonnen (z. B. 3000 kg Schweinepankreas).

Heute wird Insulin effizienter durch gentechnisch veränderte Bakterien produziert. Hierfür sind nur etwa 2000 Liter Bakterienkultur notwendig, im Gegensatz zu den großen Mengen an tierischem Gewebe, die früher benötigt wurden.

Diagnose und Behandlung genetischer Krankheiten

Diagnose: Hybridisierung

Zur Diagnose werden die DNA-Stränge des zu untersuchenden Gens getrennt und mit einer Kette des abnormalen Gens in Kontakt gebracht (Hybridisierung). Das abnormale Gen wird...

Regulierung der Transkription

Aktivierung des Transkriptionsfaktors

Die Nachfrage nach verschiedenen Genprodukten variiert je nach den Bedingungen der Zelle. Die Transkription jedes Gens wird sorgfältig reguliert, um Genprodukte in der erforderlichen Menge zu liefern. Jede Phase der Transkription kann reguliert werden. Die Initiation ist der am häufigsten regulierte Schritt. Proteine, die an nahe und ferne Sequenzen des Promotors binden, können die Expression beeinflussen. Diese Proteine können die Transkription aktivieren oder unterdrücken. In E. coli aktiviert das Protein cAMP die Transkription.

Transkriptionsinhibitoren

Repressoren sind Proteine, die die Synthese der RNA in bestimmten Genen blockieren. Die Verlängerung der RNA-Ketten durch...

Tägliche Wasserverluste

Der Körper verliert Wasser auf verschiedene Weisen:

• Insensible Verluste: Durch respiratorische Verdunstung und Diffusion über die Haut.
• Schweiß: Abhängig von körperlicher Aktivität und Umgebungstemperatur.
• Fäzes: Wasserverlust über den Stuhl.
• Urin: Der größte Anteil der täglichen Wasserverluste.

Hauptfunktionen der Nieren

Die Nieren sind essenziell für zahlreiche Körperfunktionen:

• Ausscheidung: Sie eliminieren Stoffwechselschlacken, Fremdstoffe, Medikamente und deren Metaboliten.
• Regulation des Wasser- und Elektrolythaushalts: Für die Aufrechterhaltung der Homöostase regulieren sie die Ausscheidung von Wasser und Elektrolyten.
• Hormonproduktion: Sie sind an der Produktion und Sekretion verschiedener Hormone beteiligt.

3) Replikation in eukaryotischen Zellen

Die DNA-Moleküle in eukaryotischen Zellen sind größer als in Bakterien und in komplexe Strukturen organisiert. Die wesentlichen Merkmale sind bei Eukaryoten und Prokaryoten gleich. In allen Eukaryoten erfordert die Einleitung einen Proteinkomplex, der durch verschiedene Proteine reguliert wird, die am Zellzyklus beteiligt sind.

Proteine wie Cdc6 und CDC1 ähneln bakteriellen Proteinen. Ihre Funktion besteht darin, die DNA-Helikasen in der Nähe des Replikationsursprungs zu laden. Die Geschwindigkeit der Replikationsgabel in eukaryotischen Zellen beträgt nur ein Zwanzigstel der in E. coli beobachteten Geschwindigkeit.

Es sind verschiedene Arten von DNA-Polymerasen an der Replikation der nuklearen Chromosomen...

Grundlagen der Biochemie und Zellbiologie

Kohlenhydrate: Monosaccharide, Disaccharide, Polysaccharide

Monosaccharide: Die Bausteine der Kohlenhydrate

Monosaccharide sind die einfachsten Kohlenhydrate. Sie leiten sich von einer einzigen Kette von Polyolen mit einer Aldehyd- oder Keton-Gruppe ab. Sie sind süß, wasserlöslich und bilden Kristalle. Bei Hitze können sie karamellisieren. Ihre wichtigste Funktion ist die Energiegewinnung. Sie besitzen in der Regel 3 bis 12 Kohlenstoffatome.

Ein Monosaccharid kann genauer klassifiziert werden:

• Enthält es eine Aldehyd-Gruppe, ist es als Aldose bekannt.
• Enthält es eine Keton-Funktion, ist es eine Ketose.

Abhängig von der Anzahl der Kohlenstoffatome wird ein Monosaccharid als Triose, Tetrose, Pentose,...

Kohlenstoffkreislauf

Das wichtigste Reservoir für Kohlenstoff ist die Atmosphäre. Auch das Wasser enthält kleine Mengen CO2. Das atmosphärische CO2 wird von Produzenten durch Photosynthese fixiert. Verbraucher und Zersetzer nehmen es über die Nahrung auf. Kohlenstoff kann dem Kreislauf entgehen und lange Zeit außerhalb von Lebewesen verbleiben. Dies geschieht, wenn fossile Brennstoffe abgelagert werden.

Stickstoffkreislauf

Die Luft besteht zu 78 % aus Stickstoff. Dieses Gas ist für die meisten Lebewesen unzugänglich, mit Ausnahme von Bakterien. Verbraucher und Zersetzer nehmen Stickstoff über die Nahrung auf. Stickstoff aus der Atmosphäre kann in Nitrate umgewandelt werden, die im Kreislauf transportiert werden, wenn sie durch Wasser...

Funktionen des Nervensystems

Das Nervensystem hat folgende Aufgaben:

• Empfangen von Informationen von den Sinnesorganen
• Übertragen und Verarbeiten dieser Informationen
• Entwickeln von angemessenen Reaktionen
• Übertragen von Befehlen an die Effektororgane
• Koordinieren der Körperfunktionen
• Steigern der geistigen und intellektuellen Fähigkeiten
• Verantwortlich für Emotionen und Gefühle

Nervenzellen und Synapsen

Nervenzellen (Neuronen) besitzen die einzigartige Fähigkeit, Nervenimpulse zu erzeugen und weiterzuleiten. Diese Impulse wandern von den Dendriten zum Axon. Neuronen sind nicht direkt miteinander verbunden, sondern bilden funktionelle Verbindungen, die als Synapsen bezeichnet werden. Synapsen ermöglichen die Übertragung von Nervenimpulsen von...