Grundwissenkatalog Jahrgangsstufe 11
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Grundwissenkatalog Jahrgangsstufe 11 Dieser Grundwissenkatalog beschreibt die Grundlagen für eine erfolgreiche Teilnahme am Biologieunterricht der 11. Jahrgangsstufe. Voraussetzung für eine schriftliche Abiturprüfung ist darüber hinaus ein umfangreicheres Wissen und die intensive Beschäftigung mit Abituraufgaben. Mit Ausnahme der Abituraufgaben gilt dies auch für die Kolloquiumsprüfung. Strukturelle und energetische Grundlagen des Lebens Organisation und Funktion der Zelle - elektronenmikroskopisch erkennbare Strukturen von Tier- und Pflanzenzelle: Bau und Aufgaben von Biomembranen, Chloroplasten, Mitochondrien und Zellkern - Bedeutung und Regulation enzymatischer Prozesse: Einfluss von Substratkonzentration und Temperatur, kompetitive und allosterische Hemmung Energiebindung und Stoffaufbau durch Photosynthese - Fotosynthese als Reaktion zum Aufbau organischer Verbindungen als Energiespeicher - Übertragung von Wasserstoff als Redoxprozess zur Energieübertragung - Abhängigkeit der Fotosynthese von Außenfaktoren: Beleuchtungsstärke, CO2Konzentration, Licht (Absorptions-, Wirkungsspektrum) und Temperatur - bedeutsame Experimente zur Aufklärung wesentlicher Fotosyntheseschritte - energetisches und chemiosmotisches Modell zur Beschreibung der Lichtreaktion (Bruttogleichung) - Modellvorstellung der lichtunabhängigen Reaktionen (Bruttogleichung) - Bedeutung der Fotosyntheseprodukte für die Pflanze Grundprinzipien der Energiefreisetzung durch Stoffabbau - Glykolyse (Bruttogleichung) als gemeinsamer Weg des anaeroben und aeroben Stoffabbaus - anaerober Stoffabbau: alkoholische Gärung und Milchsäuregärung, Bedeutung - aerober Stoffabbau: Zellatmung (Bruttogleichung) - Stoff- und Energiegesamtbilanz des anaeroben und aeroben Stoffabbaus Genetik und Gentechnik Molekulargenetik - Aufbau von DNA und RNA - semikonservativer Mechanismus der DNA-Replikation (Experiment von Meselson-Stahl) - Proteinbiosynthese bei Prokaryoten: genetischer Code, Transkription und deren Regulation, Translation - Besonderheiten bei Eukaryoten: Mosaikgene, Intron, Exon, Prozessierung - Ursachen und Folgen von Genmutationen: Austausch, Verlust oder Einschub von Nukleotiden Zytogenetik - Ablauf und Bedeutung von Zellzyklus und Mitose - Bildung von Ei- und Spermienzellen durch Meiose (Reduktions- und Äquationsteilung), Neukombination genetischen Materials - Trisomie 21 und fehlerhafte Verteilungen von Gonosomen Klassische Genetik - Mendelsche Regeln: Allelbegriff, dominant-rezessive Genwirkung, monohybrider und dihybrider Erbgang, statistischer Charakter - Erweiterung: unvollständige Dominanz, additive Polygenie, Genkopplung, Genaustausch Humangenetik - Erbkrankheiten: autosomal dominant, autosomal rezessiv, gonosomal rezessiv - ABO-Blutgruppensystem (multiple Allelie, Kodominanz), Rhesussystem - genetische Familienberatung: Stammbaumanalyse, Heterozygotentest, Pränataldiagnose Gentechnik - Neukombination von Erbanlagen mit Schneide- und Klebeenzymen, Einschleusen von Fremd-DNA in Wirtszellen (Plasmide und Viren als Vektoren), Selektion transgener Zellen durch Markergene, Klonierung - Methoden der Gentechnik: Gensonden, cDNA, PCR Neuronale Informationsverarbeitung - Bau eines Neurons, myelinisierte und nicht myelinisierte Nervenfaser - Ionentheorie des Ruhepotentials - Aktionspotential: Auslösebedingungen, zeitlicher Verlauf (absolute und relative Refraktärphase), Ionentheorie zum zeitlichen Verlauf und zur Weiterleitung - Prinzip der Erregungsübertragung an Synapsen, Synapsengifte - erregende und hemmende Synapsen
