Grundwissenskatalog 9. Jahrgangsstufe

Grundwissenskatalog 9. Jahrgangsstufe
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Reflexe als einfache Reaktion auf Reize: Kenntnis des Reflexbogens:
Sinnesorgan bzw. Sinneszellen → afferente Nerven → ZNS (Gehirn,
Rückenmark) → efferente Nerven → Erfolgsorgan (Muskel, Drüse)
Nervensysteme - Optimierung der Informationsverarbeitung: z.B.
Zentralisation im Vergleich verschiedener Tierstämme; grobe Einteilung des
Nervensystems beim Menschen (Gehirn, Rückenmark), peripheres NS:
somatisch, vegetativ
Bau und grundlegende Funktionsweise von Nervenzelle und Synapse:
Nervenzelle mit Axon (leitet Informationen in Form elektrischer Impulse zu
Nervenzellen, Muskeln oder Drüsen), Endknöpfchen (enthalten chemische
Überträgerstoffe oder Transmitter zur Informationsübertragung) Dendriten
(Verbindungsstellen zu anderen Nervenzellen bzw. Sinneszellen nehmen
Informationen auf und leiten sie zum Zellkörper weiter) Zellkörper (Ort der
Informationsverarbeitung)
Synapse: Informationsübertragung von einer Zelle auf die andere an Synapsen
(Schnittstellen), aber nicht direkt, sondern durch chemische Überträger-Stoffe
Lernvorgänge und Gedächtnis: Wesentlich bei Lernprozessen sind für das
Kurzzeitgedächtnis Nervenimpulse, die von einer Nervenzelle an die nächste
weitergegeben werden, und für das Langzeitgedächtnis die Ausbildung bzw.
das Einschmelzen von Synapsen
Sinnesleistungen: Hören und Sehen als Leistung von Sinnesorgan und
Gehirn:
Sehen:; Aufnahme und Verarbeitung von Lichtreizen , Akkomadation und
Adaptation, Korrektur von Fehlsichtigkeiten
Hören: Aufnahme und Verarbeitung von Schallwellen, Schäden durch
Lärmeinwirkung (Disco, Walkman) mit teilweise irreparablen Spätfolgen
Hormone: Hormone als Informationsträger bei Tieren und Pflanzen
Abgrenzung gegen neuronale Informationsleitung, zelluläre Wirkungsweise der
Hormone: Rezeptorbindung, Signalübertragung, zellspezifische Reaktionen
(Schlüssel-Schloss-Prinzip), Regulation des Blutzuckerspiegels, Stress:
Zusammenwirken von Nerven- und Hormonsystem
Suchtgefahren und Gesundheit
einige Suchtmittel imitieren bestimmte Transmitterstoffe.
die regelmäßige Einnahme von Suchtstoffen hat physische, psychische und
soziale Folgen
eine stabile Persönlichkeit zeigt sich u.a. in einem kontrollierten
Konsumverhalten und einer sinnvollen Freizeitgestaltung
Grundlagen der Genetik
Proteine als Enzyme, Baustoffe, Hormone und Transportsubstanzen, Aufbau
aus 20 verschiedenen Aminosäuren. Damit haben Proteine Merkmale einer
Sprache („Aminosäure-Sprache“ mit 20 „Buchstaben“), Vielfalt der Proteine
DNA als Informationsträger:
die Bauanleitung für Proteine ist in Form eines anderen Moleküls in der DNA
festgelegt, einfaches DNA-Strickleiter-Modell: vier Kernbasen (Adenin,
Thymin, Guanin und Cytosin), komplementäre Basenpaarungen als Sprossen,
Zucker und Phosphate als Holme, Reißverschluss-Modell: leichte Trennung
der beiden Einzelstränge durch ein Enzym
Vom Gen zum Merkmal:
einfache Modellvorstellung der Proteinbiosynthese: Übersetzung der DNAInformation, Produktion von Proteinen an den Ribosomen
Karyogramm eines Menschen:
46 Chromosomen: 44 Autosomen, 2 Gonosomen (Geschlechtschromosomen),
Autosomen als homologe Chromosomen
Wachstum und Zellzyklus:
Kernteilung oder Mitose als zentraler Vorgang bei der Zellteilung als
Voraussetzung für Wachstum, geordnete Verteilung der Chromosomen in den 4
Mitose-Phasen: Pro-, Meta-, Ana- und Telophase, in der Interphase:
Wachstum der Zellen, identische Reduplikation: Bildung von Zwei-ChromatidChromosomen aus Ein-Chromatid-Chromosomen
Bildung von Keimzellen:
vereinfachter Ablauf der Meiose: 1.Reifeteilung: Reduktion des diploiden
Chromosomensatzes (Zwei-Chromatid-Chrmosomen) zu 2 haploiden
Chromosomensätzen (Zwei-Chromatid-Chromosomen), 2. Reifeteilung:
Bildung von haploiden Keimzellen (Ein-Chromatid-Chromosomen)
biologische Bedeutung: Reduktion der Chromosomenzahl auf die Hälfte
(diploider → haploider Chromosomensatz), außerdem „Neumischung“
vorhandenen genetischen Materials
Meiosefehler:
Trisomie 21 als Folge der fehlerhaften Verteilung der Chromosomen bei der
Meiose, Krankheitsbild Down-Syndrom
Immunsystem und Abwehr von Krankheitserregen
Viren und Bakterien als Krankheitserreger, Verlauf einer
Infektionskrankheit:
Infektionskrankheiten werden durch Krankheitserreger (bestimmte Bakterien,
Viren, Pilze oder tierische Parasiten) ausgelöst Bakterien (siehe Grundwissen
8. Jahrgangsstufe!), Viren bestehen nur aus Erbsubstanz (DNA, RNA) und einer
Eiweißhülle, zur Vermehrung dringen sie in Wirtszellen ein, die
Krankheitssymptome entstehen vor allem durch die Zerstörung von Wirtszellen
Erkennen und bekämpfen körperfremder Stoffe, Reaktionen des
Immunsystems:
das Immunsystem bekämpft mithilfe der unspezifischen Abwehr
(Fresszellen) und der spezifischen Abwehr (Antigen-Antikörper-Reaktion)
körperfremde Stoffe
Immunschwächeerkrankung AIDS:
AIDS als erworbenes Immunschwäche-Syndrom, welches durch das HI-Virus
hervorgerufen wird, Vermehrung der Viren in T-Helferzellen, dabei Zerstörung
der T-Helferzellen und Zusammenbruch der spezifischen Immunabwehr,
häufigste Ansteckung durch Geschlechtsverkehr, Kondome schützen vor HIVInfektionen
aktive und passive Immunisierung, Schutzimpfungen:
Schutzimpfung (aktive Immunisierung): Heilimpfung (passive
Immunisierung): durch Gabe passender Antikörper
Allergien:
bei einer Allergie reagiert das Immunsystem überempfindlich auf
körperfremde Stoffe (Allergene)
Angewandte Biologie
Grundlagen der Gentechnik:
Mithilfe der Gentechnik ist es möglich, Teile von Erbinformationen einer Art
auf eine andere zu übertragen und dort wirken zu lassen
gentechnische Veränderungen von Bakterienzellen mithilfe von
Restriktionsenzymen, Übertragung durch Vektoren:
medizinische, wirtschaftliche und ethische Aspekte:
durch Übertragung von Genen anderer Arten entstehen transgene Arten