Grundwissenskärtchen
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1 • Organellen mit zwei Membranen: - Zellkern: genetische Information, Steuerung - Mitochondrien: ATP-Synthese, Zellatmung - Chloroplasten: Fotosynthese • Organellen mit einer Membran: Funktionen von Zellstrukturen - glattes ER: Fettsynthese, Transportsystem - raues ER: Eiweißsynthese - Dictyosom: Sekretbildung - Lysosom: intrazelluläre Verdauung • Strukturen ohne Membran: - Centriolen: Zellteilung - Ribosomen: Eiweißsynthese 2 • Aufbau: Lipiddoppelschicht mit auf- und eingelagerten Proteinen + Kohlenhydratketten auf der Außenseite (= Glykokalyx) • Modell: Biomembran • Funktionen: - Begrenzung / Kompartimentierung - Stoffaustausch (selektive Permeabilität) - Zellerkennung / Zellkontakt 3 aktiver / passiver Transport • passiver Transport: Stofftransport durch eine Membran ohne Energieverbrauch in Richtung des Konzentrationsgefälles → Osmose, erleichterte Diffusion • aktiver Transport: Membrantransport unter Verbrauch von Stoffwechselenergie (ATP) entgegen dem Konzentrationsgefälle → Carrier-Transport, Vesikeltransport 4 Adenosintriphosphat (ATP) ATP treibt fast alle energieintensiven Vorgänge der Zelle an (Bewegungen, Transportvorgänge) und wird deswegen als universeller Energieträger bezeichnet. Die Energie wird freigesetzt, wenn ATP durch Abspaltung einer Phosphatgruppe Adenosindiphosphat (ADP) bildet: ATP → ADP + Pi + Energie Gebildet wird ATP v.a. durch Zellatmung in den Mitochondrien. 5 Chromosom • Im Lichtmikroskop durch Anfärbung sichtbare, fädige Strukturen des Zellkerns, die Träger der Erbanlagen sind. Sie bestehen aus der Erbsubstanz (DNA) und Eiweißen. • Bau: zwei identische Schwesterchromatiden, die am Centromer miteinander verbunden sind • Mensch: 44 Autosomen + 2 Gonosomen (XX → ♀, XY → ♂) 6 • Bildung von erbgleichen Tochterkernen als Voraussetzung für die Zellteilung • Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase Mitose • Trennung von identischen Schwesterchromatiden in der Anaphase • Bedeutung: Wachstum, Regeneration 7 • Bildung von Keimzellen • zwei Teilungsschritte („Reifeteilungen“): Reduktionsteilung, Äquationsteilung Meiose • Durchmischung des Erbguts • Bedeutung: Bildung genetisch unterschiedlicher Keimzellen → Variabilität 8 DNA (Desoxyribonukleinsäure) • zwei komplementäre, antiparallele Polynukleotidstränge, die durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten werden und räumlich in Form einer Doppelhelix angeordnet sind • Nukleotid: Zucker (Desoxyribose) + Phosphorsäurerest + organische Base (Adenin / Thymin, Guanin / Cytosin) 9 • Bildung von Eiweißen • Transkription: Umschreiben der genetischen Information von DNA in mRNA (im Zellkern) Proteinbiosynthese • Translation: Übersetzen der genetischen Information der mRNA am Ribosom in eine entsprechende Aminosäuresequenz (im Cytoplasma); Basentriplett der mRNA → eine Aminosäure 10 Kohlenhydrate, Eiweiße, Fette • Nährstoffe • Kohlenhydrate: Zucker, Polysaccharide: Stärke, Zellulose • Eiweiße (= Proteine) - Kette von Aminosäuren - Primär-, Sekundär-, Tertiärstruktur • Fette: Glycerin + Fettsäuren 11 Enzyme • = Biokatalysatoren (Fermente) • Proteine, die durch Herabsetzung der Aktivierungsenergie Stoffwechselprozesse beschleunigen • Enzymreaktion: Substrat Enzym-Substrat-Komplex → → aktives Zentrum Produkte • Funktionsweise: -substratspezifisch - wirkungsspezifisch 12 • Zusammensetzung: - Plasma: Serum (Wasser, gelöste Stoffe) + Fibronogen (→ Blutgerinnung) - Blutzellen: Erythro-, Leuko-, Thrombozyten • Funktionen: - Transport von Nährstoffen, O2/CO2, Hormonen - Transport von Wärme - Schutz: Immunsystem, Blutgerinnung Blut • Blutgruppen: A, B, AB, 0 (Erythrozytenantigene) 13 • bestehen nur aus Erbsubstanz (DNA oder RNA) und Eiweißen • keine Kennzeichen von Lebewesen Viren • zur Vermehrung auf Wirtszellen angewiesen: Adsorption → Injektion → Latenzphase → Reifung → Lyse 14 Immunsystem • humorale Abwehr: - Antigenerkennung durch Makrophagen - Aktivierung von T-Helferzellen - Aktivierung von B-Lymphozyten - Bildung von Plasma- und Gedächtniszellen - Antikörperbildung durch Plasmazellen • zelluläre Abwehr: - Aktivierung von T-Killerzellen, die infizierte Zellen zerstören 15 abiotische / biotische Umweltfaktoren ökologische Nische • abiotische Umweltfaktoren: alle physikalisch-chemischen Bedingungen der nicht belebten Umwelt (Klima, Boden, ...) • biotische Umweltfaktoren: alle Faktoren der belebten Umwelt, die sich aus den gegenseitigen Einflüssen der Lebewesen ergeben (z.B. Konkurrenz, Symbiose, ...) • ökologische Nische: Gesamtheit aller Umweltfaktoren, die für die Existenz einer Art notwendig sind. 16 • Symbiose: längerfristige Lebensgemeinschaft zweier Arten zu gegenseitigem Nutzen, z.B. Flechten, Mykorrhizapilze Symbiose Parasitismus Parabiose • Parasitismus: Lebensgemeinschaft zweier Arten, wobei eine Art einen Nutzen, die andere dagegen einen Nachteil hat • Parabiose: Lebensgemeinschaft zweier Arten, wobei nur eine Art einen Vorteil hat, die andere dagegen nicht beeinflusst wird 17 Haben zwei Arten die gleichen Ansprüche an ihre Umwelt, entsteht zwischen ihnen Konkurrenz. Diese führt dazu, dass die konkurrenzkräftigere Art die schwächere verdrängt (Konkurrenzausschlussprinzip) oder es zur Einnischung (→ Konkurrenzvermeidung) kommt. Konkurrenz 18 In idealen Populationen kontrollieren sich die Dichte von Räuber und Beute gegenseitig. - Dichteschwankungen der Räuber- und der Beutepopulation um einen Mittelwert - mittlere Räuberdichte < mittlere Beutedichte - phasenverschobene Maxima Räuber-Beute-Beziehung 19 • Einheit aus Biotop und Biozönose • Biotop: (spezifischer Lebensraum) → alle abiotischen Faktoren an einem Ort Ökosystem • Biozönose: (Lebensgemeinschaft) → alle Lebewesen mit entsprechenden Wechselwirkungen an einem Ort 20 Stoffkreislauf Innerhalb eines Ökosystems werden Stoffe immer wieder verwertet. Produzenten stellen aus anorganischen Stoffen energiereiche organische Stoffe her. Konsumenten bauen daraus körpereigene Stoffe auf. Destruenten zersetzen organische Stoffe und bilden daraus anorganische Mineralstoffe, die den Produzenten wieder als Ausgangsstoffe dienen.
