PDF-Download - Helene Lange Gymnasium Fürth

Essentielles Grundwissen für die 10. Klasse Biologie zur
Vorbereitung des Biologiekurses in Q11
Hinweis: Die Zahlen in Klammern geben die Jahrgangsstufe an, in der der Begriff im Fach
Biologie eingeführt bzw. vertieft wurde.
1. Zellbiologie
Lebewesen bzw. Zellen OHNE Zellkern und
Zellorganellen;
z.B. Bakterien
Prokaryoten (8.)
Lebewesen bzw. Zellen MIT Zellkern und
Zellorganellen;
Eukaryoten (8.)
Zellorganellen (8./9./10.)
Diffusion und Osmose (9./10.)
z.B. Pilze, Pflanzen, Tiere, Eukaryotische
Einzeller
Membranumschlossene Reaktionsräume in
einer eukaryotischen Zelle;
• Zellkern: Steuerung der Zelle; Speicherung der Erbinformation
• Mitochondrien: Zellatmung
• Chloroplasten: Photosynthese
• Endoplasmatisches Reticulum (=ER):
Kanalsystem zum Stofftransport
• Ribosom: kein Zellorganell, da nicht membranumschlossen; Proteinbiosynthese
Diffusion: selbstständige, gleichmäßige
Verteilung von Gasen und gelösten Stoffen
im Raum mit dem Ziel des Konzentrationsausgleichs;
Abhängig von: Konzentrationsgefälle,
Kontaktfläche, Diffusionsweg, Temperatur
Osmose: Einseitige Diffusion an einer
semipermeablen Membran
2. Stoffwechsel
„Selbsternährung“
durch den
selbstständigen Aufbau energiereicher Nährstoffe;
Autotrophie (8.)
z.B. Bildung von Traubenzucker durch Photosynthese bei Pflanzen
„Fremdernährung“ durch
energiereicher Nährstoffe;
die
Aufnahme
z.B. Fleischfresser, Pflanzenfresser
Heterotrophie (8.)
Enzyme (10.)
Biokatalysatoren, die nach dem SchlüsselSchloss-Prinzip zwischen Enzym und
Substrat reagieren und biochemische
Reaktionen
bei
niedriger
Temperatur
ermöglichen.
Beispiele:
Amylase
Spaltung von Amylose in Maltose
DNA-Polymerase
Anbau komplementärer
Basen bei der DNA-Replikation
Nährstoffklassen (5./9./10.)
1. Kohlenhydrate: Energiestoffwechsel
Einfach-, Zweifach-, Vielfachzucker
z.B. Traubenzucker (Glucose), Stärke
(Amylose);
2. Fette = Lipide: Energiestoffwechsel
Glycerin + 3 Fettsäuren
3. Proteine = Eiweiße: Baustoffwechsel
riesige Kettenmoleküle aus 20 verschiedenen Aminosäuren
Photosynthese (6./10.)
Kohlenstoffdioxid und Wasser
reagieren mit Hilfe von
Lichtenergie und Chlorophyll zu
Traubenzucker und Sauerstoff
6 CO2 + 6 H2O
C6H12O6 + 6 O2
aerob: Stoffwechselvorgang mit Sauerstoff,
bei dem viel Energie freigesetzt wird;
z.B. Zellatmung
Aerob und Anaerob (8.)
Zellatmung = stille Verbrennung
(6./10.)
anaerob: Stoffwechselvorgang ohne Sauerstoff, bei dem wenig Energie freigesetzt wird;
z.B. Gärungen
Traubenzucker reagiert mit
Sauerstoff unter
Energiefreisetzung zu
Kohlenstoffdioxid und Wasser
C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O
Definition: anaerober Stoffwechselprozess
zur Energiefreisetzung;
Gärung (8.)
ATP-ADP-System (10.)
Beispiele:
Milchsäuregärung: Abbau verschiedener
Zucker zu Milchsäure
Alkoholische Gärung: Abbau verschiedener Zucker zu Kohlenstoffdioxid und
Trinkalkohol (=Ethanol)
Adenosintriphosphat
(=ATP)
dient
der
kurzfristigen Energiespeicherung in den
Zellen;
ATP
P
P
P
Adenosin
Energiespeicherung,
z.B. aus Zellatmung
Adenosin
P
Desoxyribose
Adenin
Energiefreisetzung, z.B.
für Proteinbiosynthese
P
P
ADP + P
Thymin
Desoxyribose
+
3. Genetik
Desoxyribonucleinsäure (=DNA)
(9.)
P
Desoxyribose
P
Zucker-PhosphatRückgrat
Cytosin
Guanin
4 Basen über Wasserstoffbrücken verbunden
P
Desoxyribose
P
Unterschiede zwischen RNA und DNA:
Ribonucleinsäure (=RNA) (9.)
•
Zucker: Ribose statt Desoxyribose
•
Basen: Uracil statt Thymin
•
Struktur: Einzelstrang statt Doppelstrang
•
Lebensdauer: Minuten bis Tage statt Jahre
•
Formen der RNA: mRNA; tRNA u.a.
Transportform der DNA:
Chromatid 1
Zentromer
Chromosomen und
Chromatiden (9.)
Chromosomensatz und
homologe Chromosomenpaare
(9.)
Identische
Erbinformation
Chromatid 2
Alle Individuen einer Art besitzen in jeder
Zelle die gleiche Anzahl Chromosomen; z.B.
Mensch 46 Stück; Schimpanse 48 Stück
1. Möglichkeit: haploider Chromosomensatz:
Zelle besitzt von jedem Chromosom nur
ein Exemplar; z.B. Geschlechtszellen
2. Möglichkeit: diploider Chromosomensatz:
Zelle besitzt von jedem Chromosom zwei
Exemplare (= Homologes Chromosomenpaar), eines ursprünglich vom Vater, das
andere von der Mutter; z.B. Körperzellen
Gen:
Abschnitt der DNA, der die Information für
ein Merkmal, in der Regel für ein bestimmtes
Protein enthält.
Gen und Allel (9.)
Allel:
Varianten eines Gens, die durch Mutation
entstanden sind;
1. Transkription: im Zellkern
Abschreiben der Information eines Gens in
eine Transportform, die messengerRNA =
mRNA
Proteinbiosynthese (9.)
2. Translation: am Ribosom
Übersetzen der mRNA mit Hilfe des
genetischen
Triplettcodes
und
der
transferRNA = tRNA in eine Abfolge von
Aminosäuren, also ein Protein.
Mitose = Kernteilung (9.)
Meiose (9.)
Ziel:
Bildung
identischer,
diploider
Tochterkerne mit nachfolgender Zellteilung in
vier Phasen:
1. Prophase: Chromosomen werden sichtbar
2. Metaphase: unpaare Anordnung der
Chromosomen in der Äquatorialebene
3. Anaphase: Chromatiden der Chromosomen
werden zu den Zellpolen gezogen
4. Telophase: Zellteilung
Ziel: Bildung haploider Geschlechtszellen
in zwei Reifeteilungen:
1. Reduktionsteilung: Verringerung des
Chromosomensatzes von diploid auf haploid
2. Äquationsteilung: Trennung der
Chromatiden wie in einer Mitose
Ergebnis:
♀: 1 Eizelle + 3 Polkörperchen, die absterben
♂: 4 Spermienzellen
Eine zufällige und ungerichtete Veränderung
der Erbinformation;
Mutation (8./9.)
4. Neurobiologie
Zustand oder Zustandsänderung einer Größe
aus der Umwelt oder dem Inneren des
Organismus, die von einer Sinneszelle
erfasst werden.
Reiz (5./9.)
Beispiele: Licht, Schallwellen
Eine Zelle, die auf eine Reizart spezialisiert ist
und Reize in elektrische Signale umwandelt.
Sinneszelle (Rezeptorzelle) (9.)
Beispiel: Lichtsinneszellen im Auge
Eine Zelle mit der Fähigkeit zur Weiterleitung
elektrischer Signale;
Nervenzelle (Neuron) (9.)
Synapse (9.)
Kontaktstelle zwischen Nervenzellen bzw.
Nerven- und Muskelzellen, an denen
Transmitter die Signale auf chemischem
Weg übertragen:
Axon
Endköpfchen
Synaptischer
Spalt
Transmitter
Muskel-/Nervenzelle
mit Rezeptoren
Reflex (9.)
Ein Reflex ist eine schnelle, stets
gleichartige und unwillkürliche Reaktion auf
einen überschwelligen Reiz. Die Verschaltung
erfolgt häufig direkt über das Rückenmark
ohne Beteiligung des Gehirns und hat
Schutzfunktion.
z.B. Kniesehnenreflex
Helene-Lange-Gymnasium, Fürth
Fachschaft Biologie