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
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