Grundwissen 8_Bio
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Grundwissen Grundwissen 8. Klasse Biologie Biologie 8. Klasse Organisationsstufen von Lebewesen Erdgeschichte: unterteilt man in 5 verschiedene Erdzeitalter: Erdurzeit (Entstehung der Erde vor ca. 5 Milliarden Jahren), Erdfrühzeit (Entstehung von Ein- und Vielzellern), Erdaltertum (Übergang zum Landleben), Erdmittelalter (Saurier, erste Säuger und Vögel) und Erdneuzeit (65 Mio. bis jetzt; Säugetiere, Blütenpflanzen, Mensch). Reiche der Lebewesen: Prokaryoten, Protisten (echte Einzeller), Tiere, Pflanzen, Pilze Prokaryoten: einzellige Lebewesen wie Bakterien, deren DNA frei im Zellplasma liegt und die keine Organellen besitzen. Eukaryoten: Lebewesen, deren Zellen einen membranumschlossenen Zellkern, durch Membranen gebildete Transportsysteme und Zellorganellen wie Mitochondrien besitzen. Organisationsebene: Bezeichnung für unterschiedlich komplizierte Formen des Lebens. Niedrigste Organisationsebene ist die Zelle, es folgen Gewebe, Organe, Organismen und Ökosysteme. Zelle: einfachste Organisationsebene des Lebens und damit Baueinheit aller höheren Organisationsebenen. Endosymbiontentheorie: erklärt die Herkunft von Zellorganellen wie Mitochondrien oder Chloroplasten durch Symbiose ursprünglich selbstständiger Prokaryoten mit Eukaryotenzellen. Zellorganellen: membranumschlossene Untereinheiten einer Zelle, die bestimmte Aufgaben erfüllen. Beispiele: Zellkern, Chloroplasten, Mitochondrien. Membran: Molekülschicht, die die Zelle nach außen abgrenzt und den Stoffaustausch kontrolliert. Im Zellinneren bilden Membranen bei Eukaryoten Transportsysteme und voneinander getrennte Reaktionsräume. Zellkern: Bereich im Zellinnern, der bei Eukaryoten von der Kernmembran umschlossen ist und die DNA als genetische Information enthält. DNA (Desoxyribonucleinsäure = Erbsubstanz): Riesenmolekül aus zwei schraubenförmig umeinander gewundenen Einzelsträngen. Die Reihenfolge bestimmter Moleküle (Basen) in einer der beiden Ketten entspricht der genetischen Information (= Information auf der DNA, die die Bauanweisung für ein Lebewesen enthält und seine Lebensvorgänge steuert.) Chloroplasten: Chlorophyllhaltige Zellorganellen, in denen bei Eukaryoten die Fotosynthese stattfindet. Mitochondrien: Zellorganellen eukaryotischer Zellen, in denen aus Glucose mit Sauerstoff als Reaktionspartner Energie gewonnen wird. Ribosomen: Zellstrukturen zur Eiweißsynthese. 1/6 Grundwissen 8. Klasse Biologie Endoplasmatischen Reticulum (ER): Transportsystem innerhalb der Zelle. Golgi-Apparat (einzeln Dictyosomen): steleln Stoffe her, speichern und transportieren sie (z.B. Drüsensäfte) Pflanzenzellen besitzen außerdem: Zellwand, Chloroplasten, Vakuole. Biomoleküle: Makromoleküle mit einem Grundgerüst aus Kohlenstoffatomen, die zur Energieversorgung oder als Baustoff dienen. Beispiele: Zucker-, Protein- und Fettmoleküle. Ernährungsweise: - autotroph: Ernährungsweise, bei der ein Lebewesen mithilfe von Kohlenstoffdioxidmolekülen (als Quelle für Kohlenstoffatome) selbst Biomoleküle herstellt. „Selbstversorger“: Produktion von energiereichen organischen Stoffen aus energiearmen anorganischen Stoffen. Beispiel: einige Bakterienarten, Algen, Pflanzen - heterotroph: Ernährungsweise, bei der ein Lebewesen „fertige“ Biomoleküle (als Quelle für Kohlenstoffatome) aufnimmt. „Fremdversorgung“: Aufnahme von energiereichen organischen Stoffen. Beispiele: einige Bakterienarten, Tiere, Mensch. Energiequelle: - fotoautotroph: Ein Lebewesen nutzt Licht als Energiequelle. Beispiele: Cyanobakterien, Pflanzen. Fotosynthese: Bildung von Glucosemolekülen aus Kohlenstoffdioxid- und Wassermolekülen mithilfe von Lichtenergie. - chemoheterotroph: Ein Lebewesen bezieht seine Energie aus energiereichen Molekülen. Beispiele: einige Bakterienarten, Tiere, Mensch. Energiegewinnung: - aerob: Bezeichnung für die Energieversorgung mit Sauerstoffmolekülen als Reaktionspartner Atmung: Form der Energiegewinnung durch die Reaktion von Sauerstoffmolekülen mit energiereichen Biomolekülen. Als Abfallprodukte entstehen dabei Kohlenstoffdioxid- und Wassermoleküle. Traubenzucker + Sauerstoff Kohlenstoffdioxid + Wasser + Energie - anaerob: Bezeichnung für die Energiegewinnung ohne Sauerstoff Gärung: Form der anaeroben Energieversorgung. Aus energiereichen Biomolekülen entstehen dabei Produkte wie Milchsäure oder Alkohol. Die Energieausbeute der Gärung ist geringer als die der Atmung. Enzyme (= Biokatalysatoren): Proteinmoleküle, die alle chemischen Reaktionen in Lebewesen beschleunigen. Zellteilung: Bakterien pflanzen sich ungeschlechtlich durch Zellteilung fort. Die dabei entstehenden Tochterzellen sind untereinander genetisch identisch, es sind Klone. Sexuelle Fortpflanzung: Zwei Lebewesen einer Art erzeugen mithilfe von speziellen Keimzellen Nachkommen. Die genetische Information der Nachkommen ist eine zufällige Kombination der genetischen Information der Eltern und erhöht die Chance auf zufällige Angepasstheit an veränderte Umweltbedingungen. Spore: sehr widerstandsfähige, weitgehend inaktive und daher langlebige Überdauerungsform bei Bakterien. Bei anderen Lebewesen wie Moosen und Farnen dienen Sporen der Verbreitung (Wind) bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung. 2/6 Grundwissen 8. Klasse Biologie Arbeitsteilung: in der Evolution zu beobachtender Trend zu höherer Leistungsfähigkeit durch Spezialisierung. Beispiele: Die Organellen einer Zelle, die Zellen eines Vielzeller, die Mitglieder eines Superorganismus sind spezialisiert auf bestimmte Arbeitsabläufe. Einzeller: Lebewesen, das aus einer einzigen eukaryotischen Zelle besteht, die potenziell unsterblich ist. Die Zelle übernimmt alle Lebensfunktionen. Zellkolonie: mehrere bis viele gleichwertige Zellen, die ohne Arbeitsteilung und enge Verbindung untereinander in eine geleeartige Masse eingebettet sind und auch unabhängig voneinander als Einzeller leben können. Vielzeller: Lebewesen aus mehreren bis vielen Zellen, die miteinander verbunden sind und durch Arbeitsteilung auf verschiedene Aufgaben spezialisiert sind. Die Zellen sind einzeln nicht mehr lebensfähig. Vielzeller haben eine begrenzte Lebensdauer. Stammbaum: Darstellung, die die Abstammung von Arten voneinander zeigt sowie die zeitliche Abfolge ihres Auftretens. Pflanzen: hauptsächlich an Land lebende fotoautotrophe Vielzeller. Die Zellen besitzen eine zellulosehaltige Zellwand. Typische Gliederung in die drei Grundorgane Wurzel, Sprossachse und Blätter. Man unterscheidet: - Moose (noch ohne Wurzel): älteste Gruppe der an Land lebenden Pflanzen mit geringem Verdunstungsschutz und teilweise kaum ausgebildeten Grundorganen. Die sexuelle Fortpflanzung ist vom Wasser abhängig und steht im Wechsel mit ungeschlechtlicher Fortpflanzung mittels Sporen. - Farne: Pflanzengruppe mit typischer Gliederung in Blätter (Wedel), Sprossachse und Wurzel. Die sexuelle Fortpflanzung ist vom Wasser abhängig und steht im Wechsel mit ungeschlechtlicher Fortpflanzung mittels Sporen. - Samenpflanzen: auch Blütenpflanzen genannt. Hoch entwickelte Pflanzen mit zahlreichen verschiedenen Geweben, die sich mithilfe von Samen unabhängig von Wasser fortpflanzen können. Man unterscheidet zwei große Gruppen: Nacktsamer (Nadelbäume) und Bedecktsamer. Algen: fotoautotrophe, im Wasser lebende eukaryotische Einzeller oder auch mehrzellige Formen mit wenig entwickelter Arbeitsteilung, daher ohne echte Gewebe und Organe. Grünalgen sind die Vorfahren der Pflanzen. Grundbauplan: Bezeichnung für die „Körperkonstruktion“ einer großen Verwandtschaftsgruppe (Stamm) bei Tieren. Stämme sind beispielsweise Wirbeltiere, Gliederfüßer, Weichtiere. Tiere: eukaryotische Vielzeller mit heterotropher Lebensweise. Charakteristisch sind Gewebe wie Nerven-, Muskel- und Sinnesgewebe und (bis auf Hohltiere) verschiedene Organe. Typischer Bau mit einem oder mehreren Hohlräumen im Körperinneren. Schwämme: heterotrophe Lebewesen mit Merkmalen von Tieren, die aber keine Gewebe und Organe besitzen und daher auch als „Beinahe-Vielzeller“ bezeichnet werden. Zweiseitentier: Tiere mit einer rechten und linken Hälfte, einer Gliederung in Kopf und Rumpf, einem durchgehenden Darm sowie vielen Geweben und Organen. Typische Bauweise aller Tiergruppen mit Ausnahme der Hohltiere. 3/6 Grundwissen 8. Klasse Biologie Hohltiere: Tiere mit einigen Geweben, einem als Magen dienendem Hohlraum und einer einzigen Körperöffnung. Typisch sind die Fangarme, die zum Beutefang genutzt werden. Beispiele: Polypen, Quallen. Weichtiere: Tiere mit einem Grundbauplan aus strickleiterähnlichem Nervensystem und meist offenem Blutkreislauf. Körpergliederung in Kopf, Fuß, Eingeweidesack mit Mantel und Schale (bei Tintenfischen zurückgebildet). Man unterscheidet drei Klassen: Schnecken, Muscheln und Tintenfische. Ringelwürmer: Feuchtlufttier, Körper besteht aus vielen gleichartigen Segmenten, Hautmuskelschlauch für Fortbewegung, Strickleiternervensystem, geschlossener Blutkreislauf, Zwitter. Beispiel: Regenwurm. Gliederfüßer: Tiere mit einem Grundbauplan aus Außenskelett, Bauchmark und Gehirn, Facettenaugen, offener Blutkreislauf, Röhrenherz, einem Körper aus Segmenten und sechs (Insekten), acht (Spinnen) oder zahlreichen (Krebse) Gliedmaßen. Außenskelett: Körperhülle von Gliederfüßern, die als leichtes und widerstandsfähiges Skelett dient, jedoch nicht mitwächst und Häutungen erforderlich macht. Tracheen: Einstülpungen des Außenskeletts bei Insekten, durch die Sauerstoff zu den Organen gelangt. Facettenaugen (Komplexauge): Augen der Gliederfüßer, die aus zahlreichen kleinen Einzelaugen zusammengesetzt sind. Wirbeltiere: Tiere mit einem Grundbauplan aus Wirbelsäule, Innenskelett, Rückenmark und Gehirn, geschlossenem Blutkreislauf, Linsenaugen, vier Gliedmaßen und Körpergliederung in Kopf, Rumpf, Schwanz. Wirbellose Tiere Verhalten: - angeborenes Verhalten: Verhalten, das auf erbkoordinierten Programm des Nervensystems beruht. - erlerntes Verhalten: Verhaltensweisen enthalten fast immer neben angeborenen auch erfahrungsabhängige Anteile, die auf Lernvorgängen beruhen. Brutfürsorge: Verhaltensweisen, mit denen Tiere bis zum Zeitpunkt der Eiablage die Überlebenschancen ihrer Nachkommen verbessern (z.B. Nahrungsvorrat, gesicherte Unterbringung der Eier). Brutpflege: Verhaltensweisen, mit denen Tiere nach dem Schlüpfen oder der Geburt die Überlebenschancen ihrer Nachkommen verbessern (z.B. Füttern / Säugen der Jungen). Entwicklungstypen: Metamorphose: durch Botenstoffe (Hormone) gesteuerter Umwandlungsprozess bei der Entwicklung mancher Lebewesen: - Unvollkommene Verwandlung: Entwicklungstyp bei Insekten, bei dem sich die Larve durch mehrere Wachstumshäutungen allmählich zu einem geschlechtsreifen Tier (Imago) entwickelt. Beispiel: Heuschrecke: Ei, Larve, Imago. - Vollkommene Verwandlung: Entwicklungstyp bei Insekten, bei dem mit der vorletzten Wachstumshäutung eine Puppe gebildet wird, in der der Umbau der Larve zu einem geschlechtsreifen Tier (Imago) stattfindet. Beispiel: Schmetterling: Ei, Larve, Puppe, Imago. 4/6 Grundwissen 8. Klasse Biologie Gliederfüßer: Tiere mit einem Grundbauplan aus Außenskelett, Bauchmark und Gehirn, Facettenaugen, offener Blutkreislauf, Röhrenherz, einem Körper aus Segmenten und unterschiedlicher Anzahl an Gliedmaßen. - Krebstiere: fast ausschließlich im Wasser lebende Klasse der Gliederfüßer, Kopf mit Bruststück verwachsen, zahlreiche Gliedmaßen an den Segmenten, Kiemenatmung - Spinnentiere: fast ausschließlich an Land lebende Klasse der Gliederfüßer. Zwei Körperabschnitte (Kopfbruststück und Hinterleib), vier Beinpaare und Fächerlungen. - Insekten: artenreichste Klasse innerhalb des Stamms Gliederfüßer. Kennzeichen sind zwei Paar Flügel (Ausnahme „Ur“insekten) und drei große Körperabschnitte (Kopf, Brust, Hinterleib) mit drei Beinpaaren am Brustabschnitt, Tracheen. - Tausendfüßer: mehr als 20 Beinpaare, Tracheen. Koevolution: Bezeichnung für den Vorgang, bei dem sich verschiedenartige Lebewesen, wie beispielsweise Honigbienen und Samen- oder Blütenpflanzen, in ihrer evolutionären Entwicklung gegenseitig beeinflussen. Superorganismus: Durch Arbeitsteilung und Spezialisierung zwischen Lebewesen einer Art entsteht eine neue Organisationsebene, die insgesamt leistungsfähiger ist als die Einzelorganismen. Superorganismen treten bei Insekten, aber auch vereinzelt bei Säugetieren auf. Beispiele: Bienen, Wespen, Termiten. Schwänzeltanz: Kommunikationsform bei Honigbienen, bei der Informationen über eine Futterquelle an andere Sammlerinnen weitergegeben werden. Der Winkel des Schwänzellaufs zur Senkrechten entspricht dem Winkel zwischen Sonne und Futterquelle. Die Entfernung vom Stock wird durch die Geschwindigkeit des Tanzes ausgedrückt. Parasiten: Lebewesen, die auf Kosten eines Wirtes leben und diesen schädigen z.B. blutsaugende Flöhe. Evolution Evolution: Entstehung der Arten durch natürliche Selektion in langen Zeiträumen bzw. im Laufe der ERdgeschichte. Belege für die Evolution sind Fossilien, Brückentiere und Homologien. Fossilien: Überreste von Lebewesen und deren Lebensspuren aus früheren Erdzeitaltern. Brückentiere: Lebewesen, die Merkmale von zwei Tiergruppen aufweisen und somit als Bindeglieder verstanden werden. Beispiel: Archaeopteryx Natürliche Selektion: von den zahlreichen, untereinander verschiedenen Nachkommen eines Lebewesens überleben nur die Individuen, die zufällig besser an die Umweltbedingungen (z.B. Nahrungsangebot, Klima, Feinde) angepasst sind. Da nur sie sich fortpflanzen, nimmt die Anzahl der Lebewesen mit den vorteilhaften Eigenschaften im Lauf der Zeit zu. Angepasstheit: durch natürliche Selektion (Auswahlprozess) entstandene Zweckmäßigkeit eines Bau- oder Verhaltensmerkmals, das zur Überlebensfähigkeit und zum Fortpflanzungserfolg eines Lebewesens beiträgt. 5/6 Grundwissen 8. Klasse Biologie Mutation: zufällige Veränderung der genetischen Information, die durch Fehler beim Kopieren der DNA auftritt oder durch Chemikalien, Röntgenstrahlung oder UV-Strahlung ausgelöst wird. Mutationen können bei einem Lebewesen zu veränderten Eigenschaften führen. Resistenz: Unempfindlichkeit von Bakterien gegen bestimmte Stoffe (oft Antibiotika). Analogie: Bezeichnung für Organe, die aufgrund gleicher Umwelt ähnlich aussehen, jedoch nicht auf den Bauplan eines gemeinsamen Vorfahren zurückgeführt werden können. Beispiel: Vogelflügel und Insektenflügel. Homologe Organe: Bezeichnung für Organe, die von gemeinsamen Vorfahren stammen und auf deren Baupläne zurückgeführt werden können. Homologe Organe können durch Übernahme verschiedener Aufgaben im Lauf der Zeit unterschiedliches Aussehen annehmen.. Evolutionstheorie nach Darwin: „Survival of the fittest“ - Überproduktion der Nachkommen - Variabilität /zufällige genetische Vielfalt: Lebewesen einer Art sind nicht gleich. - Kampf ums Dasein: es kommt zum Wettbewerb (Konkurrenz) z.B. um Nahrung, Fortpflanzungspartner oder Lebensraum, den nur die Bestangepassten überleben. - Natürliche Selektion: Benachteiligte sterben aus. - Vererbung: die Tauglichsten vererben ihre Merkmale (Gene) an die Nachkommen. Primaten (Herrentiere): Verwandtschaftsgruppe (Ordnung) der Säugetiere, die alle Halbaffen, Affen und den Menschen umfasst. Hominide: Verwandtschaftsgruppe (Familie), die alle aufrecht gehenden und damit als menschenartig geltenden Primaten umfasst. Beispiele: Australopithecinen und alle Arten der Gattung Homo. Homo: Verwandtschaftsgruppe (Gattung), die Hominide umfasst, die ein größeres Gehirnvolumen haben sowie Feuer und Werkzeuge gebrauchen. Beispiele: Homo erectus, Homo neanderthalensis, Homo sapiens. Homo sapiens: Artbezeichnung für den Jetztmenschen. Fortpflanzung und Entwicklung Weiblicher Zyklus: Heranreifen einer Eizelle und Veränderung der Gebärmutterschleimhaut im regelmäßigen Rhythmus durch Einwirkung von Hormonen. Der neue Zyklus beginnt mit der Menstruation. Dauer ca. 28 Tage. Reproduktionsmedizin: medizinische Maßnahmen bei ungewollter Kinderlosigkeit z.B. Hormonbehandlung, in-vitro-Fertilisation In-vitro-Fertilisation: Befruchtung einer Eizelle im Reagenzglas und anschließende Einsetzung in die Gebärmutter Homosexualität: körperlich-sexuelle und psychische Orientierung eines Menschen zu Partnern des gleichen Geschlechts. Homosexuelle Verhaltensweisen treten auch bei Tieren auf (↔ Heterosexualität) 6/6
