1 Zellbiologische Grundlagen der Vererbung (ca
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Material zur Abi-Vorbereitung Wegweiser: Durch Anklicken der Links geht es zu den jeweiligen Inhalten. Dort ist stets ein Link zurück zur Übersicht Lehrplan mit Hervorhebungen (lohnt sich bei jedem Lernkapitel mit anzusehen) Aufgabenstruktur Themenübersicht im Mind-Map-Stil (11/1 und 11/2) Themenübersicht im Mind-Map-Stil (12/1 und 12/2) Begriffsliste (eher was für Perfektionisten) Das Wichtigste aus der Biochemie (nur wer in Biochemie "auf Nummer sicher" gehen will) Trainingsaufgaben Alles STARK! B 11.1 Strukturelle und energetische Grundlagen des Lebens (ca. 25 Std.) Organisation und Funktion der Zelle • elektronenoptisch erkennbare Strukturen der Zelle: Bau und Aufgaben von Biomembranen, Chloroplasten, Mitochondrien, Zellkern • Bedeutung und Regulation enzymatischer Prozesse: experimentelle Untersuchung des Einflusses von Substratkonzentration, Temperatur, kompetitiver und allosterischer Hemmung Energiebindung und Stoffaufbau durch Photosynthese • Bedeutung der Photosynthese: Aufbau von organischen Verbindungen als Energiespeicher; die Übertragung von Wasserstoff als Möglichkeit zur Energieübertragung; Bedeutung organischer Kohlenstoffverbindungen als Energieträger in der Technik • bedeutsame Experimente zur Aufklärung wesentlicher Photosyntheseschritte: Hinweise auf die Existenz zweier Reaktionssysteme durch Versuche zu Temperatur- und Lichtabhängigkeit sowie HillReaktion, Absorptionsspektrum und Wirkungsspektrum, Tracer-Methode • energetisches und chemiosmotisches Modell zur Beschreibung der Lichtreaktionen (Bruttogleichung) • Modellvorstellung der lichtunabhängigen Reaktionen (Bruttogleichung) • Bedeutung der Photosyntheseprodukte für die Pflanze: Anabolismus und Katabolismus, Transport, Speicherung • experimentelle Untersuchung und Deutung der Abhängigkeit der Photosyntheserate von weiteren Außenfaktoren; Bedeutung und Anwendung Grundprinzipien der Energiefreisetzung durch Stoffabbau • Energiefreisetzung durch anaeroben Stoffabbau: Glykolyse (nur Bruttogleichung), alkoholische Gärung und Milchsäuregärung, Bedeutung • Energiefreisetzung durch aeroben Stoffabbau: Zellatmung, Bruttogleichung • Stoff- und Energiegesamtbilanz des anaeroben und des aeroben Stoffabbaus B 11.2 Genetik und Gentechnik (ca. 44 Std.) Molekulargenetik • DNA als Speicher der genetischen Information; Vergleich mit einem entsprechenden RNA-Modell • Experiment von Meselson und Stahl: Prinzip der komplementären Basenpaarung durch Wasserstoffbrücken, semikonservativer Mechanismus der Replikation • Realisierung der genetischen Information (Proteinbiosynthese): genetischer Code, Transkription und Translation. Genregulation • Besonderheiten bei Eukaryoten: Mosaikgene, Intron, Exon, Spleißen • Ursachen und Folgen von Genmutationen: Austausch, Verlust oder Einschub von Nukleotiden; Bedeutung von Reparaturenzymen; Zusammenhänge zwischen genetischen Defekten und Krebsentstehung Zytogenetik • Zellzyklus und Mitose: Ablauf und biologische Bedeutung; ggf. lichtmikroskopische Untersuchung von Mitosestadien • geschlechtliche Fortpflanzung: Keimzellenbildung durch Meiose (Reduktions- und Äquationsteilung); Neukombination des genetischen Materials • numerische Chromosomenaberration beim Menschen: Trisomie 21, gonosomale Abweichungen, Auswertung von Karyogrammen Klassische Genetik • mono- und dihybrider Erbgang als Modell: Allelbegriff, dominant-rezessive Genwirkung • Mendelsche Regeln: statistischer Charakter Humangenetik • Modellerweiterung: unvollständige Dominanz, additive Polygenie, Genkoppelung, Genaustausch Humangenetik • Erbgänge beim Menschen, Erbkrankheiten • AB0-Blutgruppensystem (multiple Allelie, Kodominanz), Rhesussystem • Methoden der genetischen Familienberatung und Risikoabschätzung: Stammbaumanalyse, Heterozygotentest, Pränataldiagnostik, ethische Analyse Gentechnik Gentechnik • Neukombination von Erbanlagen mit molekulargenetischen Techniken: Einbringen von Fremd-DNA in Wirtszellen (Viren und Plasmide als Vektoren), Selektion transgener Zellen durch Markergene, Klonierung • bedeutsame Methoden der Gentechnik: Gensonden, cDNA, PCR • Anwendung der Gentechnik: genetischer Fingerabdruck, Beispiele aus Tier- und Pflanzenzucht, Lebensmittel- und Medikamentenherstellung, Gendiagnostik und Gentherapie beim Menschen • Vor- und Nachteile der Gentechnik B 11.3 Neuronale Informationsverarbeitung (ca. 15 Std.) • Bau eines Neurons; myelinisierte und nicht myelinisierte Nervenfaser • Ruhepotential: Modellvorstellung zur Entstehung und Aufrechterhaltung • Aktionspotential: Auslösebedingungen, zeitlicher Verlauf, absolute und relative Refraktärphase; Modellvorstellung zu Entstehung, Verlauf und Weiterleitung • elektrochemische Vorgänge an chemischen Synapsen: Prinzip der Erregungsübertragung • erregende und hemmende Synapsen • Wirkung von Nervengiften, Medikamenten und Suchtmitteln • moderne Vorstellungen zu Lernen und Gedächtnis auf neuronaler Ebene • Erkrankungen des menschlichen Nervensystems, z. B. Parkinson-Syndrom, Multiple Sklerose, Alzheimer-Krankheit B 12.1 Evolution (ca. 20 Std.) Evolutionsforschung • Gemeinsamkeiten und Vielfalt fossiler und rezenter Organismen als Dokumente der Evolution • Entwicklung des Evolutionsgedankens: vergleichende Betrachtung der Erklärungsansätze von Cuvier, Lamarck und Darwin; Auswirkungen auf Ordnungssysteme; morphologischer und biologischer Artbegriff • Beurteilung von Ähnlichkeiten zur Rekonstruktion der Stammesgeschichte: – Homologiekriterien an Beispielen aus der Anatomie, Embryologie, Molekularbiologie – Analogie und konvergente Entwicklung Mechanismen der Evolution • Zusammenspiel von Evolutionsfaktoren aus der Sicht der erweiterten Evolutionstheorie • Allelfrequenzänderung durch Mutation und Rekombination (Bedeutung für die Evolutionsgeschwindigkeit), Selektion (Formen), Gendrift • Rassen- und Artbildung infolge reproduktiver und geographischer Isolation; adaptive Radiation an einem Beispiel Evolutionsprozesse • Hypothesen zu den Anfängen des Lebens: chemische Evolution, erste hypothetische Zellen, Ernährungsformen, Vielzelligkeit • Evolutionsschübe nach Massenaussterben • Koevolution: Bestäuber – Blütenpflanze, Wirt – Parasit Evolution des Menschen • Einordnung des Homo sapiens im System anhand anatomischer, chromosomaler und molekularer Merkmale • Zusammenwirken verschiedener Faktoren bei der Hominiden-Entwicklung: Umweltveränderungen, anatomischmorphologische Veränderungen, soziale und kulturelle Evolution B 12.2. Der Mensch als Umweltfaktor – Populationsdynamik und Biodiversität (ca. 10 Std.) • idealisierte Populationsentwicklung: exponentielle Wachstumsphasen • Einfluss von Umweltfaktoren auf die Entwicklung von Populationen: logistisches Wachstum • Bedeutung verschiedener Fortpflanzungsstrategien (r- und K-Strategen) • Populationsentwicklung des Menschen (überexponentielles Wachstum) • anthropogene Einflüsse auf die Artenvielfalt z. B. durch weltweiten Tier- und Pflanzentransfer, landwirtschaftliche Nutzung, Freizeitverhalten, Schadstoffeintrag, Klimaveränderungen • Bedeutung der Biodiversität: ökologische und ökonomische Aspekte, Bioindikatoren • Umweltmanagement: Natur- und Artenschutz, Nachhaltigkeit, internationale Abkommen B 12.3 Verhaltensbiologie (ca. 33 Std.) Vollständig und überwiegend genetisch bedingte Verhaltensweisen • unbedingte Reflexe • komplexere Erbkoordinationen (Instinkthandlungen) bei einfachen Verhaltensweisen (z. B. Nahrungsaufnahme, biologische Rhythmen): Voraussetzungen (innere Faktoren, reaktionsauslösende Reize, AAM), ungerichtetes Appetenzverhalten, Filtermechanismen, Taxis, Endhandlung; Attrappenversuche • experimentelle Hinweise auf erbbedingtes Verhalten: Kaspar-Hauser-Experimente Erweiterung einfacher Verhaltensweisen durch Lerneinflüsse • Prägung: Kriterien und biologische Bedeutung; prägungsähnliche Vorgänge beim Menschen, Hospitalismus • Modifikation einer Erbkoordination durch Erfahrung. (Instinkt-Lern-Verschränkung, EAAM) • Prinzip der Konditionierung: Erlernen der Bedeutung eines Reizmusters (bedingter Reiz, EAM) bzw. einer Handlung (je ein Beispiel) • Verhalten mit höherer Plastizität: Spielverhalten, Nachahmung und Tradition, kognitives Lernen Individuum und soziale Gruppe • Kooperation – Beispiele für Kooperation bei Nahrungserwerb, Schutz, Verteidigung, Fortpflanzung; KostenNutzen-Betrachtung, Optimalitätsmodell – altruistisches Verhalten: Helfergesellschaften; Eusozialität; Verwandtschaftsgrad (HamiltonRegel); direkter und indirekter Fortpflanzungserfolg als Maßstab für eine evolutionsstabile Strategie • Kommunikation – Sender-Empfänger-Modell – situations- und biotopabhängige Nutzung verschiedener Sinneskanäle – Kosten und Nutzen der Kommunikation: Signalisieren und Signalempfang; Signalfälschung • Agonistisches Verhalten ("Konflikte") – Intensitätsstufen der Aggression: Imponieren, Drohen, Kämpfen; Beschädigen – Formen der Aggressionskontrolle: Beschwichtigung, Rangordnung, Territorialität, Migration – proximate Ursachen aggressiver Verhaltensweisen: hormonelle Einflüsse, Versorgungszustand, Verfügbarkeit von Ressourcen, Umwelteinflüsse – ultimate Ursachen aggressiven Verhaltens: Kosten-Nutzen-Analyse über Spieltheorie (Falke – Taube – Bourgeoise) • Sexualverhalten –Partnerfindung und Partnerbindung: Balzverhalten, Sexualtrachten – ökologische Bedingungen und Paarungssysteme: Monogamie, Polygamie; Kosten-NutzenAnalyse und Fortpflanzungserfolg – Infantizid Angewandte Verhaltensbiologie • Mann-Frau-Schema, Kindchenschema: Rolle in der Gesellschaft und in den Medien • Aggressionsmodelle und ihre Bedeutung für die Erziehung • Beurteilen von Haltungsbedingungen bei Tieren • Vergleich soziobiologischer Interpretationen menschlichen Verhaltens mit philosophischen Ansätzen zurück zur Übersicht Das Abitur besteht aus 6 angebotenen und 3 zu bearbeitenden Aufgaben. Die Aufgaben sind auf 3 Blöcke A, B und C verteilt; jeder Block kann grob einem Halbjahr zugeordnet werden. Aus jedem Block muss genau eine Aufgabe bearbeitet werden, die der Lehrer auswählt. Die Bearbeitungzeit beträgt insgesamt 180 min. Hier ein Beispiel für die Aufgabenstruktur Wie gesagt, wählt der Lehrer von jedem Block eine der beiden Aufgaben, also z.B. A2, B1 und C2 wählen oder A1, B2, C1 usw. 1 2 11/1 12/1 1 2 11/2 11/2 1 12/1 u. 12/2 2 11/1 Übersicht über thematische Inhalte in 11/1 und 11/2 Mind-Map-Form; Aufgabenschwerpunkte zurück zur Übersicht Dihybrider Erbgang Stammbaum -analyse Klassische u. HumanGenetik X-Chromosomaler Erbgang Bau der DNS und der RNS Ungeschlechtliche Vermehrung, geschl. Fortplanzung Replikation Transkription Translation Zellorganellen Pro-, Eukaryoten Biochemische u. Zellbiologische Grundlagen Blutgruppenvererbung Pränatale Diagnose Chromosomenzahlabweichungen, Meiosefehler Karyogramm Mitose, Meiose Biomoleküle, Enzyme Abhängigkeit der Photosyntheserate von verschiedenen Faktoren Pflanzenstoffwechsel Photosyntheseprodukte (Übersicht) Photosynthese Molekulargenetik Genetischer Code, Mutationen Viren Gentechnik Lichtreaktion, Dunkelreaktion Bruttogleichungen Blattpigmente, Lichtabsorption durch Chlorophyll Nervenzellen, Rückenmark, Reflexbogen Gärungen Synapse Glucoseabbau Neurophysiologie Vergleich mit aerobem Abbau (Zellatmung) Bruttogleichungen Ruhepotential Aktionspotential Erregungsleitung Übersicht über thematische Inhalte in 12/1 und 12/2 Mind-Map-Form; Aufgabenschwerpunkte zurück zur Übersicht Nervenzellen, Rückenmark, Reflexbogen Erbkoordiniertes Verhalten: Kaspar-Hauser-Experimente Reflexe, Instinktverhalten Synapse Neurophysiologie Sozialverhalten: Kommunikation Kooperation Aggression Sexualverhalten Lernformen: Prägungen Konditionierungen Verhaltenslehre Angewandte Verhaltensbiologie Ruhepotential Aktionspotential Erregungsleitung Evolutions-Belege aus: Homologieforschung, Biochemie (Proteine, DNA) Evolutionstheorie nach Darwin, Adaptive Radiation Chemische Evolution Analogie, Konvergenz Evolution Exponentielles bzw. logistisches Wachstum r- und KStrategen Populationsdynamik und Biodiversität Humanevolution Artbegriff, Moderne Evolutionstheorie, Artbildung, Isolation Coevolution Umweltproblematik: beschleunigtes Wachstum, Gifte in der Nahrungskette, etc. zurück zur Übersicht zur Selbskontrolle, nicht nur für Perfektionisten: (nicht gewusst – Wikipedia weiß es) Begriffsliste Biologie zur Lernkontrolle AAM Angeborener auslösender Mechanismus Abhängigkeit der Photosyntheserate Abhängigkeit von der Substratkonzentration Abiotische Faktoren Absorptionsspektrum Wirkspektrum Abstammungslehre Adaptive Radiation Adrenalin aerob anaerob Aerober Glucoseabbau Afferente Neuronen ZNS efferente Neuronen Afferenz Efferenz Agglutination Aggressionskontrolle Aggression Agonistisches Verhalten Aktionspotential Aktionspotential: Weiterleitung Aktiver Transport Aktives Zentrum aktivierte Essigsäure Aktivierungsenergie Katalyse Allele Allelhäufigkeit Allosterische Hemmung kompetetive Hemmung Aminosäuren Strukturformel Aminosäuresequenz Ammoniak Amniozentese Anaerober Glucoseabbau Anaerober Abbau Analogie Konvergenz Anatomie Angeborene Verhaltensweisen Angeborener auslösender Mechanismus AAM Schlüsselreiz Angeborener Auslöser (erfahrungsergänzt) Angeborener Auslöser AAM Angeborenes Verhalten Anonymer Verband Indiviualisierter Verband Anpassung Anreicherung Nahrungskette Antagonisten Antibiotika Anticodon Antikörper Antigene Appetenz Äquationsteilung Archaeopteryx Artbegriff Artbildung Assimilate Assimilation Lichtreaktion Dunkelreaktion Atavismus Atmungskette ATP NADP Attrappenversuche Auslöser Autoradiographie Autosomal-dominanter Erbgang Autosomal-rezessiver Erbgang Autosomal-rezessives Erbleiden Autosomaler Erbgang Autotroph Axon Axonhügel Bakterien Bakteriophagen Balzverhalten Barrkörperchen Basenpaarung Basensequenz Basensequenz Basenverhältnis Bastardisierung Bau der Nervenzelle Bauchmark Bedingte Aktion Bedingte Appetenz bedingte Aversion schlechte Erfahrung Bedingte Aversion Bedingter Reiz Befruchtung Belohnung Belohnungsprinzip Benthal Litoral Profundal Beschädigungskampf Beschwichtigung Biogenetische Grundregel Biologische Schädlingsbekämpfung Biologisches Gleichgewicht Biotische Faktoren Blattbau Bluterkrankheit Blutgruppenhäufigkeit Blutgruppen Blutzucker Breitenwirkung Brenztraubensäure Brückentier Brunftverhalten C-Körper-Schema Calvinzyklus Calziumionen cDNA Chemische Evolution Uratmosphäre Chemische Schädlingsbekämpfung Chlorophyll Chloroplast (Struktur) Chloroplast Mitochondium Chloroplasten-DNS Chloroplasten Cholinesterase Chromatiden Chromosomenmutation Chromosomenzahlaberration Chromosom Code-Sonne Coenzyme Colchizin Crossing-over Curare Darwin Evolutionstheorie Decarboxylierung Degenerierter Code Demutsverhalten Denaturierung Dendrit Depolarisierung Destruenten Dichteanomalie Differnzierung Diffuses Nervennetz Dipeptid Diffusion Dihybrider Erbgang Divergenz DNS DNA DNS-Hybridisierung DNS-Rekombination DNS-Struktur Doppelhelix DNS-Struktur dominant-rezessiver Erbgang Dominantes Erbleiden Doppelhelix Doppelmembran Doppelreizexperiment Doppelte Quantifizierung Drohgebärden Beschwichtigung Dunkelreaktion Endosymbiontenhypothese Endopolyploidisierung Effektor Eigenreflex Ein-Gen-Ein-Enzym-Hypothese Einnischung Elektronentransport Elementarmembran Embryologie Ontogenie Embryologie Endosymbiontenhypothese Energieausbeute Energiefluss Energiekopplung Energieschema der Lichtreaktion Engelmann Versuch Enzym-Substrat-Komplex Enzymaktivität Enzyme Epilimnion Erbgangschema Erbgang Erbkoordinierte Endhandlung Erbgangschema Ererbtes Verhalten Erlerntes Verhalten Ernstkampf=Beschädigungskampf Erregungsleitung Ersatzziel Erweiterte Summengleichung Eukaryo(n)ten Eustress Eutrophierung Umkippen Eutrophierung Evolution des Menschen Evolution des Pferdes Evolutionsgeschwindigkeit Evolutionsmechanismus Evolutionstheorie Exponentielles Wachstum Extinktion Fäulnis fehlender Selektionsdruck Fehlprägung Fette Lipide Phospholipide Fettsäuren Glycerin Fortpflanzungsbiologischer Artbegriff Fossilien Funktionskreise Ganglion Gärung Alkoholische Gärung Gärung Gaswechsel Geburtenrate Sterberate Gegenspielerprinzip Gehirnvolumen Gekoppelter Erbgang Genaktivität Genanalyse Gendrift Generalisierung Genetisch fixierte Verhaltensw., Erbkoordination Genetische Familienberatung Genetische Isolation Genetische Prognose Genetische Variabilität Genetischer Code Genetischer Fingerabdruck Genfrequenzen Genhäufigkeit Genkopplung Genommutation Genort Genpool Genregulation Gentechnik Gentransfer Geographische Isolation gerichtete Appetenz Taxis Geschlechtsbestimmung Glykogen Glykolyse Gonosomaler Erbgang Graue / Weiße Substanz Großhirn Großhirnrinde Haeckel Hämoglobin Handlungsbereitschaft Motivation Handlungskette verschränkte Herbizide Pestizide Chemische Schädlingsbekämpfung Heterozygotie Homozygotie Hemizygotie Heterotroph Hill-Reaktion Hitzedenaturierung Homologe Verhaltensweisen Homologenpaarung Homologenverteilung Homologiekriterien Homologie Hormone Hormonhaushalt Hospitalismus Humangenetik Hybridvektor Hydraulisches Instinktmodell Hypophyse Hypothalamus Hypothese Immunreaktion Induktion Inhibition Innerartliche Aggression Instinktmodell nach Lorenz Instinktverhalten Trieb Instinktverhalten Instrumentelle Konditionierung Insulin Glucagon Integrierter Pflanzenschutz Intermediärer Erbgang Interphase Interspezifische Aggression Intraspezifische Konkurrenz Ionengradienten Ionentheorie Isolation Separation Isolation Kanalprotein Karyogramm Kaspar-Hauser-Bedingungen Erfahrungsentzug Kindchenschema Klinefelter-Syndrom Kniesehnenreflex Muskeldehnungsreflex Kniesehnenreflex Kodominanter Erbgang Kohlendioxidbilanz Kohlenstoffkreislauf Kohlendioxidbindung CO2-Bindung Kommentkampf Beschädigungskampf Kommentkampf Demutverhalten Kommentkampf Schaukampf Turnierkampf Kommunikation Komplementäre Basenpaarung Konditionierung Konduktorin Konflikt Konjugationsbrücke Konjugation Konkurrenzausschlussprinzip Konkurrenz Konsumenten Produzenten Konsumenten Konvergenz Kreuzung Künstliche Zuchtwahl Lähmung Lamarck Darwin Lamarckismums Lamarcksche Evolutionstheorie Leckströme Leitungsgeschwindigkeit Lerndisposition Lernen am Erfolg Lernen durch Einsicht Lernen durch Erfahrung Lernen sozialer Verhaltensweisen Lernen und Lernvorgänge Lernen Lernleistungen Leseraster-Mutation Lichtabsorption Lichtblätter Sonnenblätter Lichtblätter Lichtreaktion Dunkelreaktion Lichtreaktion Photolyse des Wassers Lichtreaktion Lipide Lytischer Vermehrungzyklus Makroevolution Marfansyndrom Markhaltige Faser Marklose Faser Markhaltige Nervenfasern Markierte DNS Massenvermehrung Massenwechsel Meiose Mendelgenetik Mendelsche Gesetze Mendelsche Regeln Meselson Stahl Mikroevolution Milchsäuregärung Miller-Urey-Versuch Mimikry Mineralisierung Minimumsfaktor Minimalfaktor Mitochondrien Mitochondrium Mitochondrien-DNS Mitochondrien Mitosehemmung Colchizin Mitosephase Mitose Modifikation Mongolismus Down-Syndrom Monokulturen Monokultur Monosomie Monosynaptischer Eigenreflex Monosynaptischer Reflex Morphologischer / Reproduktiver Artbegriff Motoneuron Sensorisches Neuron Motoneuron Muskelaktionspotential Muskelfaser Muskelspindel Muskel Mutagene Mutation Leserastermutation Punktmutation Mutation Rekombination Mutation Myelin Myoglobin Myosin-Köpfchen Nachahmung Nachfolgeprägung NADP NAD Nahrungsbeziehungen Nahrungskette Trophieebenen Nahrungskette Nahrungsnetz Natrium-Kalium-Pumpe Natürliche Selektion Nervenfaser=Neurit=Axon Nervensysteme Nervenzelle Neuromuskuläre Synapse Neuron Nervenzelle Nichtgebrauch von Organen Nondisjunction Objektprägung Offener Verband Geschlossener Verband Ökologische Faktoren Ökologische Isolation Ökologische Nische Ökologische Potenz Ökologische Toleranz Ökosystem Oligotroph Eutroph Operante Konditionierung Osmose Oxidation Palisadengeweben Palisadenparenchym Parasiten Pawlowscher Hund PCR-Verfahren Pelagial Benthal Profundal Epilimion Hypolimnion Peptidbindung Permeabilität Diffusion Pfeildiagramm Pflanzenzelle Pflanzenzüchtung pH-Abhängigkeit der Enzymaktivität Phenylketonurie Phenylalanin Phosphat Phosphoglycerinsäure Photolyse Photosynthesefaktoren Photosynthese Photosysteme Elektronentransport Physiologie Plasmid Poly-X-Frau Triplo-X-Frau Polygenie Polyploidisierung Endopolyploidisierung Populationsdichte Populationsgenetik Populationswachstum Population Potentialmessung Prägung Pränatale Diagnose Präzipitintest Primärstruktur Aminosäuresequenz Primärstruktur Sekundärstruktur Tertiärstruktur Produktionsökologie Produzenten Konsumenten Destruenten Prokaryo(n)ten Proteinähnlichkeit Proteinbiosynthese Ribosomen Translation Proteinbiosynthese Proteine Proteinstruktur Tertiärstruktur Punktmutation Radioisotop Tracer Rangordnung Rastermutation Reflex Refraktärzustand Redoxreaktion Reduktionsteilung Reizschwelle Repolarisation RGT-Regel Riesenaxon Ribosom Ritualisierung Rückkreuzung Rudiment Ruhepotentia Saltatorische / kontinuierliche Weiterleitung Sauerstoffgehalt Sauerstoffmangel Sauerstoffschuld Sauerstofftransport Sauerstoffverbrauch Sauerstoffzehrung Anaerobe Prozesse Schädlinge Schädlingsbekämpfung Schattenblätter Schließzellen Schlüssel-Schloss-Prinzip Schlüsselreiz Schwannsche Zelle Scheide Schwefelwasserstoff Schwermetallionen Schwermetalltoleranz Toleranz Seeökologie (Limnologie) Sekundärstruktur Selbstbefruchtung Selbstbestäubung Selektion Anpassung Selektion durch Antibiotika Selektion Geschlechtliche Zuchtwahl Selektion und Selektionsdruck Selektion Zuchtwahl Selektionsdruck Anpassungsdruck Selektion Semikonservative Replikation Separation Isolation Serologischer Test Serumpräzipitintest Sexuelle Prägung Sichelzellenanämie Signale Skinnerbox Soma Sozialer Stress Sozialverhalten Soziobiologie Soziale Verbände Soziogramm Spaltöffnungen Schließzellen Spaltungsregel Spezialisten Generalisten Spieltrieb Spinalganglion Sprungschicht Stabilisierende Selektion Stagnation Zirkulation Stagnation Stammbaumanalyse Stammbaumschema Startcodon Stationäre Phase Sättigungsphase Sterilität Stoffkreislauf Mineralisierung Stoffkreislauf Stoffwechselblock Stoffwechselkette Stress Strickleiternervensystem Strömchentheorie Kreisströmchen Substratkonzentration Substratspezifität Wirkungsspezifität Substratspezifität Sukkulente Pflanze Summation Sympathicus Parasympathicus Synapse Neuromuskuläre Synapse Synapse Transmitter Synapsengift Synapse Tarntracht Schrecktracht Tarnung Anpassung Taxon (Art, Gattung, ... , Stamm) Temperaturregelung Temperente Phagen Territorialverhalten Tertiärstruktur Tetradenbildung Thylakoidmembran Tiefendiagramme Toleranz Transfer-RNS Transfer-RNA Transformation Transkription Translation Proteinbiosynthese Translation Transmitter Acetylcholin Transmitter Transpirationsstrom Mineralstoffhaushalt Transpiration Transport Trennende Selektion Trisomie Trophieebenen Turgor Turner-Frau Klinefelter-Mann Triplo-X-Frau Turner Überproduktion von Nachkommen Überproduktion Übersprungshandlung Umkippen Umorientierte Handlung Unbedinger Reflex Ungekoppelter Ergang Ungerichtete Appetenz Uniformitätsregel Uratmosphäre Urozean Variabilität genotypische phänotypische Vegetatives Nervensystem Verdrängung Konkurrenzausschluss Verdrängung Vererbung erworbener Eigenschaften (Lamarck) Vererbungsschema Verhaltensrudiment Vermehrungsrate Verschränkte Handlungskette Verwandtschaftsforschung Verwandtschaftsgrad Verwandtschaft Viren Bakteriophagen Viren Phagen Viren Wachstumsbeschränkende Faktoren Warntracht Wasserhaushalt der Pflanze Wasserhaushalt Wasserstoffbrücken Watson-Crick-Modell Wechselwarme Tiere Wirbeltierevolution Wirbeltierklassen, die fünf Wirbeltierskelett Wirkungsspezifität XY-Mechanismus Zellatmung Zellbau Zellmembran Zentralisierung Zerebralisation Zirkulation Zitronensäurezyklus Citratzyklus ZNS Züchtung Zuchtwahl Zwillinge eineiige zweieiige Zwischenartliche Konkurrenz Zwitter Pseudohermaphroditen zurück zur Übersicht Allgemein: liegt ein Biomolekül als Makromolekül (Polymer) vor, existiert stets eine hydrolytische Abbaureaktion, die durch eine Hydrolase katalysiert wird; die Hydrolyse ist immer exotherm (genauer: exergonisch) Polymer + Wasser Hydrolase Hydrolysereaktion Monomere (+Energie) Primärstruktur: Verknüpfung der Monomerbausteine zum Kettenmolekül, Sekundärstruktur: Überstruktur infolge Wasserstoffbrückenausbildung Tertiärstruktur: letztendliche Raumstruktur Nucleinsäuren und Nucleotide DNA und RNA stellen die polymeren Formen dar, die durch Nucleasen (DNAse bzw. RNAse) in Nucleotidbausteine gespalten werden können. DNA + Wasser DNAse Mononucleotide (+Energie) DNA-Polymerase Oligonucleotide liegen vor, wenn zwischen 2 und ungefähr 50 Nucleotidbausteine miteinander verknüpft sind. Primärstruktur Basensequenz Sekundärstruktur Doppelstrangbildung, komplementäre Basenpaarung über Wasserstoffbrücken Purinbasen A, G Z = Zuckeranteil Adenin, Guanin Desoxyribose Pyrimidinbasen T, C P = Phosphat Thymin, Cytosin Sekundärstruktur Doppelhelix RNA ist einsträngig und hat Ribose statt Desoxyribose als Zuckeranteil Energiereiche Nucleotide: ATP Die energiereichen Bindungen zwischen den Phosphaten werden bei der Hydrolyse exergonisch gespalten NADH2 Energieverbrauchende Reaktionen werden an die Hydrolyse von ATP, ATP + H2O ADP + Pi + Energie Kann reversibel ein Reduktionsäquivalent 2 [H] speichern. Beim Einschleusen in die Atmungskette werden pro mol NADH2 3 mol ATP gebildet Schreibweisen , gekoppelt und dadurch ermöglicht oder: Substratphosphorphorylierung (Beispiel) NAD + 2[H] NADH2 + – NAD + 2H + 2e NADH2 NAD+ + 2[H] NADH/H+ ATP + Glucose Glucose-Phosphat + ADP auf ein Substat übertragen das phophorylierte Substrat ist reaktionsfähiger Substrat wird oxidiert Der Wasserstoff wird entweder und reduziert dieses oder ein indem NAD von diesem Wasserstoff übernimmt. Kohlenhydrate Die polymeren Kohlenhydrate (Polysaccharide, Stärke bzw. Zellulose) sind in Wasser praktisch unlöslich und werden durch den hydrolytischen Abbau in lösliche Monosaccharide (Einfachzucker Glucose) oder in Disaccharide (Doppelzucker Maltose bzw. Cellobiose) gespalten. Stärke/Zellulose + Wasser Amylase/Zellulase Zucker Spaltung der glycosidischen Bindung: + H2O glycosidische Bindung hier in einem Disaccharid 2 Monosaccharid (Einfachzucker) Die Monosaccharide teilt man nach der Größe ihres C-Körpers ein: Wichtige Hexosen (C6): Glucose, Fructose = C6H12O6 Pentosen (C5): Ribose, Ribulose = C5H10O5 Triose (C3): Glycerinaldehyd = C3H6O3 Die Formel der Glucose bei der -Glucose weist am C1 die OH-Gruppe nach unten (ta-tü-ta-ta); bei der -Glucose nach oben (tatü-ta-tü) Disaccharide entstehen, wenn sich zwei Monosaccharide – im allgemeinen zwei Hexosen – unter Wasserabspaltung und Bildung einer glycosidischen Bindung verknüpfen. Disaccharide unterscheiden sich hinsichtlich der beteiligten Zucker und der Art der glycosidischen Bindung. Beispiel Maltose: zwei Glucosen sind mit einer 1,4glycosidischen Bindung zwischen C1 u. C4 verknüpft Weitere wichtige Disaccharide: Saccharose, Cellobiose, Lactose Im Stoffwechsel sind die Saccharide oft phosphoryliert, d.h. mit einem Phosphatrest verbunden: durch Reaktion mit Phosphorsäure entstehen die reaktionsfähigeren Phosphate der Saccharide Im Calvin-Zyklus und bei der Glycolyse finden Redoxreaktionen mit Triosen statt, z.B.: + NAD + H2O Oxidation + NADH2 Reduktion 3-PhosphoGlycerinsäure Glycerinaldehyd3-phosphat im Calvin-Zyklus: NADP statt NAD. Im Stoffwechsel sind auch die Triosemoleküle phosphoryliert Stärke und Zellulose sind die wichtigsten Polysaccharide die Stärkehelix: -Glucosereste 1,4 glycosidisch verknüpft Amylose lineare Zellulosestränge: -Glucosereste 1,4glycosidisch verknüpft. Amylopektin Glykogen Stärke ist ein Speicherpolysaccharid, das leicht zu Glucose abgebaut werden kann. Pflanzliche Stärke ist entweder nicht oder schwach verzweigt (Amylose und Amylopektin), das tierische Glycogen ist reichlicher verzweigt. An den Verzweigungsstellen befinden sich 1,6 glycosidische Bindungen. Je verzweigter, desto rascher abbaubar ist die Stärke. Proteine Proteine sind Eiweißstoffe (Peptide), die aus mehr als 100 Peptideinheiten (Aminosäureeinheiten) aufgebaut sind. Die Peptidbindung zwischen den Einheiten lässt sich durch Proteasen spalten: Protein + Wasser Protease Aminosäuren (bzw. Oligopeptide) nur wenn alle Peptidbindungen gespalten werden erhält man Aminosäuren. Oligopeptide entstehen wenn 2 oder mehr Einheiten verbunden bleiben. Verknüpfung von Aminosäuren durch die Peptidbindung: Primärstruktur: Verknüpfung der Aminosäuren zu einem Kettenmolekül; da die Aminosäuren sich in ihrer Seitenkette (R1, R2, usw.) unterscheiden, entspricht die Primärstruktur der Aminosäuresequenz. [Sekundärstruktur: -Helix und -Faltblattstruktur] Tertiärstruktur: Raumstruktur des Proteins. Die Aminosäurekette faltet sich zu einem angenähert kugelförmigen Gebilde; dieses sog. globuläre Protein stellt den Funktionszustand dar. Bei Enzymen ist meist eine Einbuchtung zu erkennen, das aktive Zentrum, das für die katalytische Aktivität verantwortlich ist. pH-Wertänderungen, Temperaturerhöhungen, angelagerte Hemmstoffe, usw. führen zu einer Störung der normalen Raumstruktur und zu Änderung der Enzymaktivität. Lipide (Fette und fettähnliche Stoffe) Die normalen Fette sind Energiespeichermoleküle. Es sind wasserunlösliche "Triglyceride", die i.a. unter Enzymbeteiligung hydrolytisch in Glycerin und drei Fettsäuremoleküle gespalten werden Lipase können: Fett + Wasser 3 Fettsäure + Glycerin Formel eines Triglycerids (Neutralfett): die langen Fettsäurereste sind für die typischen Fetteigenschaften verantwortlich links ist der C3-Körper des Glycerins zu erkennen der über Esterbrücken mit den Fettsäureresten verbunden ist. Der untere Rest stammt von einer ungesättigten Fettsäure, der Ölsäure. Phospholipide sind die wichtigsten Membranbildner: Lecithin Bau einer biologischen Membran Sonstiges Wasser H2O, Alkohol (Ethanol) C2H5OH, Milchsäure C3H6O3, Brenztraubensäure C3H4O3, Sulfat SO42–, Nitrat NO3–, Phosphat PO43–. Kohlendioxid CO2, Natriumionen Na+, Kaliumionen K+, Calziumionen Ca2+, Magnesiumionen Mg2+, Chloridionen Cl–, Eisen(II)ionen Fe2+, Eisen(III)ionen Fe3+, Kupferionen Cu2+ Säuren sind Protonendonatoren Säure H+ + Säurerest (=korresp. Base) Basen sind Protonenakzeptoren Base + H+ korresp. Säure Oxidation = e–-Abgabe Die Grundstruktur besteht aus einer Doppelschicht aus Phospholipidmolekülen. Proteinmoleküle sind darin eingelagert. Red.mittel korr. Ox.mittel + e– Reduktion = e–-Aufnahme Ox.mittel + e– korr. Red.mittel + e– zurück zur Übersicht Hier eine Auswahl von Aufgaben, die die meisten Themenbereiche abdeckt. Die Zahlen bedeuten JJBN (JJ=Jahr, B=AufgabenBlock, N=Aufgabennummer), z.B. 9922 = Abijahrgang 1999, erster Aufgabenblock (Block II), Aufgabe Nummer 2 Anmerkung: Gewählt sind hier Abituraufgaben nach dem "alten" Aufbau, der bis 2006 galt (mit je vier Aufgabenblöcken I–IV). Die neuen Aufgaben gehen viel mehr "durcheinander" → sind unübersichtlicher für die Einübung der Stoffinhalte 9922 Mitose Meiose 9841 Populationsentwicklung 0311 Meiosefehler 0042 Süßwassersee (kann man auslassen) 0522 Meiosefehler 0211 Süßwassersee (kann man auslassen) 0221 Fortpflanzungsarten 0013 Nahrungskette 9843 Stammbaumanalyse 0011 Potentiale (Nervenzelle) 9911 Dihybrider Erbgang 9931 Erregte Nervenzelle 0341 Dihybrider Erbgang 9945 Synapse 9825 Proteinsynthese Mutationen 0112 Kommunikation 9724 Gentechnik 0144 Ritualisierung 0233 Gentechnik 9822 Instinktverhalten (+Evolution) 9824 Licht- u. Dunkelreaktion der PS 9921 Reflex, Bedingte Aversion 0031 Photosynthese-Faktoren 9933 Evolutionstheorie (Darwin) Analogie 9733 Glucoseabbau 0145 Homologie/Analogie 9944 Ökologische Nische 9721 Serumpräzipitintest 9715 Schädlinge 0224 Erweiterte Evolutionsth. Artbegriff 9922: Mitose Meiose zurück zur Aufgabentabelle 0311: Meiose, Meisosefehler zurück zur Aufgabentabelle 0522: Meiose, Meiosefehler zurück zur Aufgabentabelle Lösungen nächste Seite 0221: Fortpflanzungsarten zurück zur Aufgabentabelle 9843: Stammbaumanalyse zurück zur Aufgabentabelle 9911: Dihybrider Erbgang zurück zur Aufgabentabelle Lösungen nächste Seite 0341: Dihybrider Erbgang zurück zur Aufgabentabelle Lösungen nächste Seite 9825: Proteinsynthese, Mutationen zurück zur Aufgabentabelle Lösungen nächste Seite 9724: Gentechnik zurück zur Aufgabentabelle 0233: Gentechnik zurück zur Aufgabentabelle Lösungen nächste Seite 9824: Photosynthese zurück zur Aufgabentabelle 0031: Photosynthesefaktoren zurück zur Aufgabentabelle 9733: Glucoseabbau zurück zur Aufgabentabelle 9944: Ökologische Nische zurück zur Aufgabentabelle Lösungen nächste Seite 9715: Schädlinge zurück zur Aufgabentabelle 9841: Populationsentwicklung zurück zur Aufgabentabelle 0042: Süßwasssersee zurück zur Aufgabentabelle Lösungen nächste Seite 0211: Süßwassersee zurück zur Aufgabentabelle 0013: Nahrungskette zurück zur Aufgabentabelle 0011: Potentiale (Nervenzelle) zurück zur Aufgabentabelle Lösungen nächste Seite 9931: Erregte Nervenzelle zurück zur Aufgabentabelle Lösungen nächste Seite 9945: Synapse zurück zur Aufgabentabelle 0112: Kommunikation zurück zur Aufgabentabelle 0144: Ritualisierung zurück zur Aufgabentabelle 9822: Instinktverhalten (+Evolution) zurück zur Aufgabentabelle 9921: Reflex, Bedingte Aversion zurück zur Aufgabentabelle 9933: Evolutionstheorie (Darwin) Analogie zurück zur Aufgabentabelle 0145: Homologie/Analogie zurück zur Aufgabentabelle 9721: Serumpräzipitintest zurück zur Aufgabentabelle 0224: Erweiterte Evolutionstheorie, Artbegriff zurück zur Aufgabentabelle Alles STARK! zurück zur Übersicht wer noch nicht hat, soll sich unbedingt die Abituraufgaben und das Abitur-Training (1 + 2) für Biologie-G8 besorgen
