Inhaltsverzeichnis M M Aufgaben richtig verstehen 6 Arbeiten mit Basiskonzepten 8 Zellen 1 1.1 M 1.2 1.3 1.4 M Zellen Pflanzen- und Tierzellen 12 Mikroskopieren 14 Zelldifferenzierung 16 Prokaryoten-Zellen und Eukaryoten-Zellen 18 Stofftransport durch Diffusion und Osmose 20 Zusammenfassung zum Thema „Zellen“ 22 Vererbung 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 M 3.7 3.8 3.9 3.10 M Grundlagen der Vererbung Die Bedeutung des Zellkerns 26 Chromosomen als Träger der Erbinformation 28 Mitose 30 Meiose – Bildung der Geschlechtszellen 32 Genetische Variabilität 34 Gen – Protein – Merkmal 36 Gene können durch Mutationen verändert werden 38 Gene können an- und abgeschaltet werden 40 Regeln der Vererbung Gregor Mendels Versuche zur Vererbung 42 Mendel stellt Regeln zur Vererbung auf 44 Mendelsche Regel von der Neukombination 46 Intermediäre Erbgänge 48 Züchtungsmethoden 50 Modifikationen 52 Eine Modifikationskurve mit Excel erstellen 54 Anwendungen von Stammbaumuntersuchungen 56 Die Hautfarbe – ein Beispiel für Polygenie 58 Genetisch bedingte Behinderung: Trisomie 21 60 Der Mensch – Gene und Umwelt 62 Zusammenfassung zum Thema „Vererbung“ 64 3 Hormone, Fortpflanzung und Entwicklung 4 4.1 M 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 M 4.9 M Hormone, Fortpflanzung und Entwicklung Hormonsystem im Überblick 68 Steuerung und Regelung 70 Die Schilddrüse 72 Regelung des Blutzuckerspiegels 74 Hormonelle Regulation des weiblichen Zyklus 76 Befruchtung und Einnistung 78 Die Plazenta 80 Hormonelle Empfängnisverhütung 82 Embryonenschutz – wann beginnt menschliches Leben? 84 Ethisches Bewerten 86 Klonen und Stammzellen 88 Zusammenfassung zum Thema „Hormone, Fortpflanzung und Entwicklung“ 90 Enzyme und Molekulargenetik 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 4 Enzyme Verdauung im Überblick 94 Bau von Enzymen 96 Enzyme als Biokatalysatoren 98 Der Mechanismus der Enzymwirkung – das Schlüssel-Schloss-Prinzip 100 Temperaturabhängigkeit der Enzymwirkung 102 pH-Abhängigkeit der Enzymwirkung 104 Enzyme in der Technik 106 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 Molekulargenetik DNA als Erbsubstanz 108 Bau der DNA 110 Identische Verdopplung der DNA 112 Entschlüsselung des genetischen Codes 114 Proteinbiosynthese: Transkription 116 Proteinbiosynthese: Translation 118 Proteinbiosynthese – ein Überblick 120 Die Vielfalt der Proteine 122 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 M Anwendung der Molekulargenetik Mutationen 124 Phenylketonurie (PKU) – eine erbliche Stoffwechselstörung 126 Mukoviszidose und Sichelzellanämie 128 Ultraviolette Strahlung, Mutationen und Hautkrebs 130 Genetischer Fingerabdruck und PCR 132 Genanalyse – wie gehen wir mit dem neuen Wissen um? 134 Gentechnik: Bakterien produzieren Humaninsulin 136 Grüne Gentechnik: Beispiel Mais 138 Zusammenfassung zum Thema „Enzyme und Molekulargenetik“ 140 Glossar 142 Stichwortverzeichnis 146 Bildquelle 148 5