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Abitur Lernzettel...

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Abitur-Biologie LK Q1.1 Von der DNA zum Protein!

6"

Aufbau und Replikation der DNA!.................................................................................. 6" Aufbau:! ________________________________________________________________________6 Replikation:!_____________________________________________________________________6 Watson-Crick-Modell:!____________________________________________________________7 Semikonservative Replikation:!_____________________________________________________7 Kontinuierliche und diskontinuierliche Replikation:! ___________________________________7 Nucleotide:!_____________________________________________________________________7

Ablauf und Ort der Proteinbiosynthes bei Prokaryoten!................................................ 7" Ort:!____________________________________________________________________________7 Struktur und Funktion von mRNA und tRNA:!________________________________________8 Transkription und Translation:! _____________________________________________________8 Transkription:! ___________________________________________________________________8 Translation:! _____________________________________________________________________8 Genetischer Code:! ______________________________________________________________9 Umgang mit der Codesonne:! _____________________________________________________9

Vier Strukturebenen der Proteine!............................................................................... 10" Proteinbiosynthese bei Eukaryoten!............................................................................ 10" Transkription und Translation bei Eukaryoten:! ______________________________________10 Transkription:! __________________________________________________________________10

Bau und Vermehrung von DNA- und RNA-Viren!........................................................ 11"

Q1.2 Gene und Gentechnik!

11"

Bau und Vermehrung von Bakterien!........................................................................... 11" Bau: ! _________________________________________________________________________11 Vermehrung:!___________________________________________________________________12

Regulation der Genaktivität!........................................................................................ 12" Schema des Jacob-Monod-Modells:!______________________________________________12 Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten:!________________________________________12 Epigenetische Modifizierung:! ____________________________________________________13

Genmutation!............................................................................................................... 13" Evolutionsaspekt!........................................................................................................ 14" Folgen auf den Phänotyp:! _______________________________________________________14 Folgen auf den Organismus:!_____________________________________________________14

Genetischer Fingerabdruck!........................................................................................ 14" Funktion von Restriktionsenzymen:! _______________________________________________14 PCR = Replikation im Reagenzglas:!_______________________________________________14 Gelelektrophorese:! _____________________________________________________________15

Neukombination von Gene mit molekulargenetischer Technik!.................................. 15" Bio LK

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Eindringen von Fremd-DNA in Wirtszellen:!_________________________________________15 Klonierung:!____________________________________________________________________15

Q1.3 Humangenetik!

15"

Erbgänge!.................................................................................................................... 15" Monohybrid:!___________________________________________________________________15 Autosomal:!____________________________________________________________________15 Gonosomal:! ___________________________________________________________________15 Dominat:!______________________________________________________________________15 Rezessive:!_____________________________________________________________________15

Krebs!.......................................................................................................................... 16" Mutation an Proto-Onkogenen:___________________________________________________ ! 16 Tumor-Supressorgene als Ursache von Krebs:! _____________________________________16 Unkontrollierte Zellteilung:!_______________________________________________________16 Metastasen:! ___________________________________________________________________16 Tumore:!_______________________________________________________________________16

Q1.4 Anwendungsgebiete der Gentechnik und ihre gesellschaftlichen Herausforderungen!

17"

Methoden der Präimplantationsdiagnostik (PID)!........................................................ 17" Ethnische Herausforderungen!.................................................................................... 17" Gentherapie!................................................................................................................ 17" Methoden:! ____________________________________________________________________17 Geeignete Zelle:!________________________________________________________________17

Gentechnik!................................................................................................................. 18" Risiken:! _______________________________________________________________________18 Chancen:!______________________________________________________________________18

Herstellung von Medikamenten!.................................................................................. 18"

Q1.5. Modelle zur Steuerung der Genaktivität!

18"

Homeobox-Gene!........................................................................................................ 18"

Q2.1. Strukturierung von Ökosystemen an einem Beispiel!

19"

Abiotische Faktoren und deren Einflüsse am Fließgewässer!..................................... 19" Temperatur:! ___________________________________________________________________19 Licht:! _________________________________________________________________________19 Wasser:!_______________________________________________________________________19 RGT-Regel:!____________________________________________________________________20 Toleranzkurve:! _________________________________________________________________20 Physiologische Potenz:! _________________________________________________________20 Ökologische Potenz:!____________________________________________________________20

Biotische Faktoren!...................................................................................................... 20" Intraspezifische Konkurrenz:!_____________________________________________________20 Interspezifische Konkurrenz:!_____________________________________________________20 Bio LK

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Parasitismus:! __________________________________________________________________20 Symbiose:!_____________________________________________________________________21 Räuber-Beute-Beziehung:!_______________________________________________________21

Ökologische Nische!.................................................................................................... 21" Evolutionsbiologischer Aspekt!................................................................................... 21" Ökofaktoren als Selektionsfaktoren:!_______________________________________________21

Biotop!......................................................................................................................... 22" Biozönose!................................................................................................................... 22" Stoffkreislauf und Trophieebenen am Beispiel des Kohlenstoffkreislaufes!................ 22" Produzenten:! __________________________________________________________________22 Konsumenten:! _________________________________________________________________22 Destruenten:!___________________________________________________________________22 Trophieebenen:! ________________________________________________________________23

Energiefluss!................................................................................................................ 23" Nahrungsbeziehungen:!__________________________________________________________23

Nachhaltigkeit an dem Beispiel Fließgewässer!.......................................................... 23" Kontinuum:!____________________________________________________________________23 Viele Biozönosen:! ______________________________________________________________24 Selbstreinigung:!________________________________________________________________24 Grenzen:!______________________________________________________________________24

Thermoregulation !....................................................................................................... 24" Ektothermie/ Poikilothermie:!_____________________________________________________24 Endothermie/ Homoithermie:! ____________________________________________________24

Q2.2. Grundlegende Stoffwechselprozesse: Fotosynthese und Grundlagen der ! ! Zellatmung! 24" Blattaufbau mesophyter Pflanzen!.............................................................................. 24" Schichtaufbau:!_________________________________________________________________24

Lichtabhängige Reaktion!............................................................................................ 26" Übersicht:!_____________________________________________________________________26 Genauer Ablauf:!________________________________________________________________26 Lichtsammelfalle:!_______________________________________________________________27 Summengelichung:!_____________________________________________________________27

Lichtunabhängige Reaktion!........................................................................................ 27" Übersicht:!_____________________________________________________________________27 Genauer Ablauf:!________________________________________________________________27 Summengleichung:!_____________________________________________________________28

Lichtabsorption!........................................................................................................... 28" Chlorophyll-Absorbtionsspektrum:!________________________________________________28

Zellatmung!.................................................................................................................. 28" Aufbau von Mitochondrien:!______________________________________________________28 Bio LK

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Q2.5 Biodiversität!

29"

Anthropogene Einflüsse auf die Artenvielfalt!.............................................................. 29" Anthropogene Veränderungen:!___________________________________________________29 Gründe und Folgen anthropogen Einflüsse:!________________________________________29

Bioindikatoren............................................................................................................. ! 29" Beispiel Zeigerorganismen:!______________________________________________________30

Q3.1 Neurobiologie!

30"

Bau und Funktion der Nervenzel!................................................................................ 31" Ruhepotenzial:!_________________________________________________________________31 Aktionspotenzial:!_______________________________________________________________32 Saltatorische Erregungsleitung:! __________________________________________________32 Transmitterwirkung an einem Beispiel Acetylcholin-führender Synapsen:! ______________32 Ligandenabhängige Kanäle:! _____________________________________________________33 Spannungsabhängige Kanäle:!____________________________________________________33 Stoffeinwirkung an Acetylcholin-führenden Synapsen:! ______________________________34

Verarbeitung des Informationsflusses an Synapsen!.................................................. 34" EPSP:! ________________________________________________________________________34 IPSP:!_________________________________________________________________________34 PSP:!__________________________________________________________________________34 Räumliche Summation:! _________________________________________________________34 Zeitliche Summation:! ___________________________________________________________34

Von der Sinneswahrnehmung über die Erregungsleitung zur Reaktion!..................... 34" Sinnesorgan Auge:! _____________________________________________________________34 Signaltrasnduktion in der Netzhaut:!_______________________________________________35 Sensorische Nervenbahnen:!_____________________________________________________35 Motorische Nervenbahnen:!______________________________________________________35 Neuromoskuläre Synapsen:!______________________________________________________35 Interneuron:! ___________________________________________________________________35

Second-messenger-Vorgänge!.................................................................................... 35"

Q3.2 Verhaltensbiologie!

36"

Atrappenversuch!........................................................................................................ 36" Anerkennung als Beute!.............................................................................................. 36" Keine Anerkennung!.................................................................................................... 36" Anerkennung!.............................................................................................................. 36" Keine Anerkennung!.................................................................................................... 36" Anerkennung!.............................................................................................................. 36" Keine Anerkennung!.................................................................................................... 36" Proximate Ursachen von Verhalten!............................................................................ 36" Ultimate Ursachen von Verhakten!.............................................................................. 36" Fitness:! _______________________________________________________________________36 Bio LK

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Angeborenes Verhalten!............................................................................................... 37" Reflex:!________________________________________________________________________37 Erbkoordination:! _______________________________________________________________37 Endogene Faktoren: → innere Faktoren:!___________________________________________38 Exogene Faktoren: → äußere Faktoren:____________________________________________ ! 38

Lernform!..................................................................................................................... 38" Klassische Konditionierung:! _____________________________________________________38 Operante Konditionierung:!_______________________________________________________39 Nachahmungslernen:! ___________________________________________________________40 Prägung:!______________________________________________________________________40

Verhaltensbiologie!...................................................................................................... 40" Angepasstheit von Verhalten an ökologische Bedingungen:!__________________________40 Kosten-Nutzen-Bilanz:! __________________________________________________________40

Sozialbiologie!............................................................................................................. 41" Prinzip:! _______________________________________________________________________41 Elterliche Investition:!____________________________________________________________41

Q3.3 Neurologische Erkrankung!

42"

Neurologisch bedingte Erkrankungen des Menschen!................................................ 42" Alzheimer:!_____________________________________________________________________42

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Q1.1 Von der DNA zum Protein" Aufbau und Replikation der DNA"

Aufbau:" - Dopplehelix —> Dopplestrang" - am ersten C-Atom der Desoxyribose bindet nach innen die Base" - am 5. C-Atom bindet eine Phosphatgruppe nach außen" - aufgebaut wie eine Wendeltreppe" - die Basen sind mit Wasserstoffbrücken verbunden" - nur die Basen Thymin und Adenin, Cytosin und Guanin passen aneinander " • A und T sind mit zwei WS-Brücken verbunden" • G und C sind mit drei WS-Brücken verbunden" - die Basen haben immer einen Abstand von 0,34 nm" - antiparallel" - die Zucker-Phosphat-Kette endet auf der einen Seite mit 3’ und auf der anderen Seite mit 5’" • beim 3’-Ende trägt das dritte C-Atom keine Phosphatgruppe" • beim 5’-Ende trägt das C-Atom eine Phosphatgruppe" - Einzelstränge sind komplementär zueinander " - große und kleine Furchen" Replikation:" Komponenten der Replikation" - ein DNA-Strang als Vorlage (Matrize)" - Nukleotid als Baustein" - Startermoleküle (Primer), an die die ersten Nukleotide geknüpft werden" - Enzyme mit spezifischer Funktion " Enzym

Funktion

Helikase

Entwindung der DNA

Primase (RNA-Polymerase)

Bildung der Primer

DNA-Polymerase III

heftet in 5’—> 3’ Richtung Nukleotide an den Primer

DNA-Polymerase I

Entfernt die RNA-Primer und ersetzt sie durch Desoxyribonukleotide

Ligase

schließt die Lücken zwischen benachbarten Nukleotiden

Ablauf

- Entwindung des DNA-Dopppelstrangs durch Helikase (Öffnen des Reisverschlusses)"

- Replikationsgabel entsteht, an deren beiden Strängen werden kurze RNA-Startmoleküle (RNA-Primer) durch die Primase gebildet"

Besonderheiten - DNA-Polymerase III bindet nur an das 3’-Ende des Primers " • codiert einzelne Nucleotide des neuen Strangs nur un 5’-3’ Richtung" - nach ca. 1000 Nucleotiden Abbruch" - Neubeginn in der weiter fortschreitenden Gabel —> „Okazaki Fragment“ entsteht" - RNA-Primer werden durch die DNA-Polymerase I entfernt " - Lücken zischen den Okazaki-Fragmenten werden durch die DNAPolymerase III geschlossen"

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Watson-Crick-Modell:" - DNA besteht aus zwei zusammen gelagerten Einzelsträngen" - Zusammenschluss über Wasserstoffbrückenbindungen" - an komplementären Basen (AT btw. TA und CG bzw.GC) " DNA kann als Strickleiter verglichen werden" - Sprossen durch Basen" - Tragseile durch Desoxyribose und Phosphorsäure" - wendeltreppenartig um Mittelachse gewickelt" Semikonservative Replikation:" - aus einem Doppelstrang werden zwei Doppelstränge" - jeder Einzelstrang dient als Vorlage für die Anlagerungen freien Nucleotiden" • sind zu ihrer Vorlage komplementär " - Jeweils ein Doppelstrang aus einem alten und einem neu synthetisierten Einzelstrang" Kontinuierliche und diskontinuierliche Replikation:" - Diskontinuierlich" • Am Folgestrang erfolgt die DNA-Synthese diskontinuierlich, immer nur in kleinen Fragmenten (OkazakiFragmente)" • Die Polymerase muss immer wieder neu ansetzten " • In 5’-3’-Richtung" • Ihre Länge beträgt bei Prokaryoten etwa 1000BP und bei Eukaryoten etwa 200BP" - Kontinuierlich" • Erfolgt am Leitstrang in einem durchlaufenden Schritt" • In 3’-5’-Richt...