Chemische Grundlagen zum Zellaufbau
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Biologie Einführungsphase Chemische Grundlagen zum Zellaufbau Inhalte Bedeutung des Wassers für das Leben Reinstoffe/Gemische Stofftrennung Wasseranalyse/-synthese Herleitung einer chemischen Formel Atomaufbau Periodensystem Atombindung Polare Atombindung Ionenbindung Lösen von Salzen Wasserstoffbrückenbindung Van der Waals-Kräfte Aufstellen einer Reaktionsgleichung Cytologie Inhalte Lichtmikroskop als optische Instrument -Strahlengang -Auflösungsvermögen -Handhabung Lichtmikroskopisches Bild der Zelle -Anfertigen, Färben, Zeichnen und Auswerten von mikroskopischen Präparaten Vergleich von tierischer und pflanzlicher Zelle -Erarbeitung der strukturellen und physiologischen Unterschiede Funktionsbezogene Zell-und Gewebedifferenzierung -Zelltypen(tierisch/pflanzlich) -Pflanzliches bzw. tierisches Gewebe z.B. Blatt als Organ der Photosynthese Aufbau von Spaltöffnungen Struktur und Eigenschaftsbeziehungen von Bau- und Inhaltsstoffen der Zelle -Aufbau der Zellwand (PW, SW, TW, Mikrofibrillen, Tüpfel) -Membranbaustoffe(Fette, Proteine,Kohlenhyrate) Membranmodell von Singer und Nicolson Transportvorgänge an Membranen -Plasmolyse/Deplasmolyse -Osmose -Deutung von Plasmolyse/Deplasmolyse -passiver Transport -aktiver Transport -Aufbau und Funktion von ATP Elektronenmikroskopisches Bild der Zelle -Aufbau und Funktion der Zellorganellen Zellzyklus -Aufbau des Chromatins Mitose -Phasen der Mitose Stoffwechselphysiologie Inhalte: Enzymatik Energie und chemische Reaktion -Energieschema Molekularer Aufbau der Enzyme und Wirkungsweise -Modell de Enzymwirkung Abhängigkeit der Enzyme von Umgebungsfaktoren -Temperatur -Substratkonzentration (Michaelis-Menten-Konstante) Enzymregulation -kompetitive -nicht-kompetitive Inhalte: Photosynthese Bedeutung der Photosynthese und Photosynthesefaktoren -Abhängigkeit der PS-Rate von Außenfaktoren Blatt als Organ der Photosynthese und Chloroplastenaufbau Aufbau der Chromatophorenpigmente und Lichtaufnahme Absorptionsspektrum und Wirkungsspektrum der PS Lichtsammelfalle PS-Reaktion als Redoxprozess Photolyse des Wassers und Primärrektionen Photophosphorylierung Dunkelreaktionen Inhalte :Dissimilation Von der äußeren Atmung zur Zellatmung Orte der Zellatmung Ablauf der inneren Atmung -Glycolyse -Tricarbonsäurezyklus -Endoxidation -Bilanz der Zellatmung Gärung -Alkoholische Gärung -Milchsäuregärung Biologie Kursphase Ökologie Inhalte: Autökologie Abiotische Faktoren - - Toleranz und Reaktionsnorm Physiologische und ökologische Potenz Umweltfaktor Wärme Allensche Regel Bergmannsche Regel Umweltfaktor Licht Zusammenwirken von Umweltfaktoren Biotische Faktoren Beziehungen zwischen Lebewesen - Konkurrenz und Einnischung - Parasitismus - Symbiose Inhalte: Popolationsökologie Populationswachstum -exponentielles -logistisches Strategien der Vermehrung - k-Strategen - r-Strategen Regulation der Populationsdichte Räuber-Beute –Beziehung - Lotka-Volterra-Regeln Populationswachstum bei Ernteschädlingen Schädlingsbekämpfung - chemisch - biologisch Synökologie Funktioneller Aufbau eines Ökosystems Trophieebenen Stoffkreislauf Energiefluss Produktivität Ökosystem See -Gewässertypen -Gliederung eines Sees -die besonderen Eigenschaften des Wassers -der See im Wechsel der Jahreszeiten -Nahrungsbeziehungen und Stoffkreisläufe im See -oligotropher/eutropher See im Vergleich -Gewässerverschmutzung -Seesanierung Ökosystem Fließgewässer -Gliederung eines Fließgewässers -abiotische/biotische Faktoren Nahrungskette Energiefluss -Stoffaufbau und –abbau -Vorgänge in belasteten Fließgewässern (Selbstreinigung) -Renaturierung von Fließgewässern Themenbereich Genetik 1. Cytologische Genetik - Zahl und Bau der Chromosomen - Bedeutung und Ablauf der Meiose (intrachromosomale Rekombination durch Crossingover interchromosomale Rekombination) - Geschlechtsbestimmung - Karyogramm - Chromosomenanomalien nummerische, z.B. Trisomie 21, Fehlverteilung von Geschlechtschromosomen strukturelle: Deletion, Inversion,Translokation - Polyploidie 2. Klassische Genetik - allgemeine Begriffe - x-hybride Erbgänge, dominant-rezessive, intermediäre, kodominante Vererbung - Mendelsche Regeln ( Uniformitäts-, Spaltungsregel, Regel v.d. Neukombination der Gene ) - Rückkreuzung - geschlechtsgebundene Vererbung - Untersuchungsobjekt Drosophila: Vermehrung, Mutanten - Chromosomentheorie der Vererbung - Genkopplung, Kopplungsbruch - Humangenetik: Vererbung der Blutgruppen, Rhesusfaktor, Vaterschaftsnachweis - Stammbaumanalysen - genetische Beratung, pränatale Diagnostik, Reproduktionstechnik beim Menschen - Stammzellforschung, Klonen 3. Molekulare Genetik DNA als Träger der Erbinformation - Transformationsexperimente ( Avery / Griffith ) - Aufbau der DNA - Schmelzen der DNA Replikation der DNA - Meselson-Stahl- Experiment, semikonservative Replikation - Molekularer Mechanismus - PCR-Methode, Gelelektrophorese Vom Gen zum Genprodukt - Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese - Versuche zum Nachweis der Werkzeuge für die Proteinbiosynthese - Zellfraktionierung, Aufbau von m-RNA, t-RNA, r-RNA - Transkription und Spleißen bei Eukaryonten - Genetischer Code, Eigenschaften, Entschlüsselung - Translation: beladen der t-RNA (Synthetasen) Start, Kettenverlängerung, Kettenabbruch - Mutationen: Punkt-Mutationen u. Stoffwechselfolgen - Mutagene, physikalische, chemische - DNA-Reparatur - Krebs - Genregulation, Substratinduktion, Endproduktrepression Bakteriengenetik - Bau und Vermehrung von Bakterien - Mikrobiologisches Arbeiten in kurzem Überblick ( Nährmedium, Übernachtkultur, Verdünnungsreihe, Ausstreichen, Auszählen ) - Wirkung von Antibiotika, Resistenz - Genetische Rekombination bei Bakterien, Sexualtypen, Konjugation Virengenetik - Aufbau, Einteilung - Genübertragung bei Viren: allgemeine u. spezifische Transduktion Gentechnik - Methoden der künstlichen DNA-Rekombination Isolation, Restriktion, Ligation, Transformation, Selektion - Aufklärung von DNA-Sequenzen - PCR-Methode: Anwendung in Medizin, Kriminalistik, Archaeologie Gentechnik in der Anwendung - transgene Pflanzen und Tiere Gentechnik in der Diskussion - Gentechnik und Ethik - Gentherapie beim Menschen Themenbereich Evolution Evolutionshinweise und Evolutionstheorien Indizien für den Verlauf der Evolution - Rezente Hinweise ( Morphologie, Anatomie, Biochemie) - Anatomie: Homologie, Analogie - Biochemie ( Präzipitintest ) - Molekularbiologie ( Vergleich von DNA-Sequenzen ) - Embryologie, Grundgesetz von Haeckel - Palaeontologische Hinweise - Fossilien - Methoden der Altersbestimmung - Brückentiere - Lebende Fossilien - Ableiten von Verwandtschaftsbeziehungen (Stammbäumen) auf Grund der Indizien Erklärungsmodelle für Evolution - Konstanz der Arten ( Schöpfungstheorie) - Entwicklungsgedanke - Lamarck - Darwin - Synthetische Theorie zur Evolution Ursachen der Evolution - Mutationen - Rekombinationen - Selektion und Anpassungsprozesse - Selektionstypen - Selektionsfaktoren und ihre Wirkung - sexuelle Selektion - künstliche Selektion in Tier- und Pflanzenwelt - Gendrift - Isolationsmechanismen zur Artentstehung - Geographiche Isolation - Ökologische Isolation, adaptive Radiation - Ethologische Isolation - Genetisch-chromosomale Isolation - Genetisch-physiologische Isolation - Allopatrische und Sympatrische Artbildung Transspezifische Evolution der Primaten - Sonderstellung des Menschen - Aufrechter Gang - Gehirnentwicklung - Sprache - Haarkleid u.a.m. - Stammesentwicklung des Menschen - Frühmenschen - Altmenschen - Jetztmenschen - Kulturelle Evolution
