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Enzyme
Irreversible Hemmung: Inhibitor geht kovalente Bindungen mit dem Enzym ein, Beispiel Nervengase
Reversible Hemmung:
a) Kompetitive Hemmung: Inhibitor konkurriert mit Substrat um Bindung im aktiven Zentrum (abhängig von der jeweiligen Konzentration)
b) Allosterische Hemmung: Inhibitor bindet an eine Stelle außerhalb des aktiven Zentrums (allosterisches/ regulatorisches Z.) und bewirkt eine Konformitätsänderung
des a. Z. Es gibt positive Effektoren, die die aktive Form des Enzyms stabilisieren und negative Effektoren, die die inaktive Form stabilisieren
Operonmodell (Genregulation)
Regulatorgen … Promotor, Operator, Strukturgene
{
Operon
}
Substratinduktion: Sobald Lactose in der Zelle vorhanden ist, bindet sie an den aktiven Repressor (allosterische Hemmung), inaktiviert ihn und induziert so die
Herstellung von Enzymen aus den vorher blockierten Strukturgenen, die dem Lactose-Abbau dienen.
Endproduktrepression (negative Rückkopplung): Sobald das Endprodukt Tryptophan in ausreichender Menge hergestellt ist, bindet es an den inaktiven Repressor,
aktiviert ihn und verhindert so die weitere Synthese von Tryptophan herstellenden Enzymen aus den nun gehemmten Strukturgenen.
PCR

Vervielfältigung eines kleinen DNA-Stückes von ca. 6000 Basenpaaren
1.
Denaturieren der DNA
Bei 90° zerfällt der Doppelstrang in Einzelstränge
Bindung eines Primers
Bei 50° paaren sich Primer an die DNA-Stränge
Hybridisierung
Bei 70° synthetisiert eine Polymerase Komplementärstränge an die Stücke
2.
3.
Genetischer Fingerabdruck
Mit der RFLP-Methode (RestriktionsFragmentLängenPolymorphismus)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
DNA isolieren, reinigen, vervielfältigen durch PCR
Herstellen von Restriktionsfragmenten durch Zugabe von Restriktionsenzymen
Gelelektrophorese, längere und kürzere Fragmente werden getrennt
Durch Zugabe von Alkalien (A. + Nylonmembran gegen Renaturierung) werden die Doppel- in Einzelstränge getrennt, Übertragung (Blotting) vom Gel auf
eine Nylonmembran
Durch Zugabe von radioaktiven Gensonden (bindet komplementär an bestimmte Sequenzen) werden die Fragmente markiert (vorsätzliches Heraussuchen
von Sequenzen)
Beim Auflegen eines strahlenempfindlichen Films nimmt der Film die Strahlung auf
Abbildung der Fragmente auf dem Film wird sichtbar
Mendelsche Regeln
1.
Uniformitätsregel
Kreuzt man 2 reinerbige Individuen einer Art, die sich in einem Merkmal unterscheiden, so sind die Nachkommen in der F1-Generation in diesem Merkmal
untereinander gleich (uniform).
2.
Spaltungsregel
Kreuzt man die Mischlinge aus F1 untereinander, so treten in F2 alle Merkmale der Parentalgeneration im Verhältnis 3:1 (dominant – rezessiv) oder 1:2:1
(intermediär) auf.
3.
Unabhängigkeits- und Neukombinationsregel
Kreuzt man 2 Individuen einer Art, die sich in mehr als einem Merkmal reinerbig unterscheiden, so können die einzelnen Gene, die nicht in einer Kopplungsgruppe
liegen, in der F2 in neuen Kombinationen zusammentreten (9:3:3:1). Bei Kopplung 3:1
Lotka-Volterra-Regeln (interspezifische Beziehung)
1.
2.
Bei annähernd gleich bleibenden Umweltbedingungen schwankt die Zahl der Individuen, die in Räuber-Beute-Beziehung stehen, regelmäßig wiederkehrend
(Die beiden Wachstumskurven verlaufen annähernd parallel aber phasenverschoben).
Langfristig bleiben die Mittelwerte beider Populationen bei unveränderten Bedingungen trotz der Schwankungen konstant
Symbiose (interspez.)
Allg.: Zwischenartliche Beziehung zu gegenseitigem Nutzen
Allianz: lockere Beziehung ohne feste Bindung, zu beiderseitigem Nutzen, getrennte Lebensfähigkeit (z.B.: Putzerfische)
Mutualismus: Symbiose, bei der ein Partner Merkmale zur Erkennung und Anlockung des anderen ausprägt, für einen Symbionten lebensnotwendig (Bienen und Blumen)
Klimaregeln:
Bergmannsche Regel:
Leben artverwandte homoiotherme Tiere in verschiedenen Lebensräumen, die sich durch die Temperatur unterscheiden, so haben die Artgenossen in kälteren Gebieten
ein größeres Gewicht, also mehr Masse und einen größeren Körper als ihre Verwandten in wärmeren Gebieten. Dies lässt sich auf das Verhältnis von Masse zu Größe
zurückführen, da die relative Oberfläche im Verhältnis zur Masse kleiner wird. Dadurch ist die Fläche, über die ein Temperaturverlust stattfinden kann, geringer und der
Körper kühlt langsamer aus.
Allensche Regel:
Sie besagt, dass artverwandte homoiotherme Tiere in verschiedenen Lebensräumen verschieden ausgeprägte Körperanhänge und Extremitäten haben. Im kalten
Lebensraum sind diese wesentlich kleiner als in einem wärmeren. Dies ist wichtig für den Temperaturhaushalt, da über exponierte Flächen sehr viel Wärme verloren
gehen kann, was in kalten Gebieten unvorteilhaft ist.
Populationen beeinflussende Faktoren
Dichteabhängige Faktoren (biotische):
Räuber, organische Nahrung, Krankheiten, Platz/Raum, Geburtenrate, Zuwanderung, Sterberate, Abwanderung, (Symbiosen)
Dichtunabhängige (abiotiche) Faktoren:
Schadstoffe, Temperatur, Frost, Wirbelstürme, Überschwemmung, Klima
Stickstoffkreislauf
Trophieebenen
Produzenten:
Wandeln anorganische in organische Stoffe um (Photosynthese), Auslöser für Stoffkreisläufe, autotroph (sonnenlicht als Energiequelle)
Konsumenten:
Alle heterotrophen (Energie aus Nährstoffen mit hohem Gehalt an chemischer Energie) Lebewesen, die sich direkt/indirekt von der von den Pflanzen erzeugten Materie
ernähren
Destruenten:
Saprophagen (ernähren sich von toter organischer Materie und bauen daraus körpereigene org. Stoffe),
Mineralisieren (wandeln org. in anorg. Stoffe um)
Evolutionsfaktoren
Mutation, Rekombination, Migration, Gendrift,
Selektion

Stabilisierende: verringert die Variabilität, verändert aber nicht den Durchschnittswert eines Merkmals

Gerichtete: verändert den Durchschnittswert eines Merkmals

Disruptive: begünstigt beide Extreme und führt zu zwei Gipfeln in der Verteilung eines Merkmals
Fitness
Der Beitrag eines Geno-/Phänotyps zur genetischen Ausstattung nachfolgender Generationen im Verhältnis zum Beitrag anderer Geno-/Phänotypen.
Gesamtfitness ist die Summe der Beiträge, die ein Individuum an der genetischen Ausstattung nachfolgender Generationen hat, sowohl durch Produktion eigener
Nachkommen als auch durch den Einfluss auf das Überleben von Verwandten, die nicht direkt von ihm abstammen (Altruismus). Dies dient ebenfalls der Erhaltung /
Vermehrung der eigenen Gene im Genpool -> Egoismus der Gene.
Fortpflanzungsstrategien
K-Strategen:
Arten, die dank ihrer geringeren Reproduktionsrate die Kapazität ihres Lebensraumes nicht so rasch überschreiten. Typisch sind Langlebigkeit, geringe Zahl an
Nachkommen pro Generation und hohe Investitionen (in Erziehung etc) der Eltern. Der Lebensraum ist nur geringen Schwankungen unterworfen.
R-Strategen:
Zahlreiche Nachkommen bei geringen Investitionen. Kurzlebigkeit, hohe Jugendsterblichkeit. Können schnell neue Lebensräume besiedeln und sind anpassungsfähiger,
der Lebensraum ist starken Schwankungen unterworfen.
Artkonzepte
Morphologisches:
Zwei Individuen gehören zu einer Art, wenn sie sich in wesentlichen Merkmalen gleich sind.
Biologisches:
Zwei Individuen gehören zu einer Art, wenn sie innerhalb einer natürlichen (nur dann erfolgt Evolution) Population tatsächlich oder potentiell vertile Nachkommen zeugen
können.
Phylogenetisches:
-> biologisches Artkonzept + Genfluss
Artbildung (Speziation)
Allochrone:
Die Art verändert sich im Laufe der Zeit
Allopatrische:
Wenn eine Population durch eine physikalische Barriere lange Zeit getrennt wird, entwickeln sich beide Teilpopulationen erst zu zwei Rassen und mit dem Auftreten der
reproduktiven Isolation zu zwei Arten.
Gründereffekt:
Wenige Mitglieder einer Population überwinden eine Barriere und gründen dann eine neue, isolierte Population. Der Genpool der Stammpop. ist nur unvollständig
repräsentiert, es kann zur adaptiven Radiation kommen. Dabei breitet sich eine Gründerpop. über einen neuen und dünn besiedelten Lebensraum aus und es kommt zur
Artbildung.
Sympatrische:
Ohne physikalische Barriere, findet bei Pflanzen oft durch Polyploidie statt, es bilden sich innerhalb kurzer Zeit reproduktive Barrieren.
Reproduktive Isolation:
Präzygotische Barrieren
Postzygotische Barrieren

räumliche Isolation (versch. Habitate, kein Kontakt während der Balzzeit)

Anomalie der Hybridzygoten (Anormale

Zeitliche I. (keine Überlappung der Fortpflanzungszeit)
Heranreifung, Absterben)

Mechanische I. (Unterschiede in Größe und Bau der F.Organe)

Bastardsterilität (normal gereifte Hebriden, aber

Gametische I. (Spermien können sich nicht an die Eizelle anheften/nicht eindringen ->
unfruchtbar)
chem. Inkompatibilität)

Bastardsterblichkeit (verringerte

Verhaltensisolation (Individuen können Paarungspartner ablehnen/ nicht als solchen
Lebensfähigkeit)
erkennen)
Faktoren der Artbildungsraten
Artenreichtum: je mehr Arten einer Linie, desto mehr Möglichkeiten der Artbildung (Polyploidie: je mehr da, desto mehr können hybridisieren; Allopatrisch: je mehr da,
desto mehr werden getrennt)
Ausbreitungsraten
Ökologische Spezialisierung: Populationen, die auf unregelmäßig verteilte, bestimmt Habitate angewiesen sind, bilden schneller Arten, als jene, die einen großen
zusammenhängenden Labensraum bewohnen
Flaschenhalseffekt: Veränderungen des Genpools können neue Anpassungen in den Populationen verursachen
Form der Bestäubung: Tierbestäubte bilden eher neue Arten als Windbestäubte.
Sexuelle Selektion: differenzierte Unterscheidung zwischen Partner erhöhen die Artbildungsrate, führt zu einer raschen Verstärkung von reproduktiver Isolation
Umweltveränderungen: können Habitate spalten
Präzipitintest
Beispiel Verwandtschaft Mensch – Affe
Menschliches Serum wird einem lebenden Kaninchen injiziert
Kaninchen bildet gegen Antigene (Proteine etc im menschl. Serum) Antikörper
Dem Kaninchen wird Blutserum entnommen, „Anti-Human-Serum“, dieses wird aufgeteilt, in dem ersten Reagenz werden menschliches und Anti-HumanSerum gemischt, die folgende Agglutination (Antigen-Antikörper-Reaktion) wird = 100% gesetzt
4.
in anderen Reagenzien werden Serumproben von Affen mit dem A-H-Serum gemischt, der Grad der Ausfällung gibt Auskunft über den Verwandtschaftsgrad
Probleme:

Kaninchen und Mensch können Proteine gemeinsam haben, die nicht als Antigene erkannt werden

Es müssen Tiere mit geschlossenem Blutkreislauf genommen werden

1.
2.
3.
Neuronen
Bau eines Neurons
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Zellkern
Soma (Plasma mit Organellen)
Axon (Neurit)
Dendrit
Axonhügel
Endknöpfchen / Synaptische Endung
Gliazellen / Schwannsche Zellen
7. Myelin-/Markscheide
8. Ranvier’s Schnürring
Neuronen mit Gliazellen = Nervenfaser
Bündel von Fasern = Nerv
Erregungsentstehung
Erregungsleitung
Synapsen