Biologie PH-Vorkurs

Biologie Definition

Wissenschaft vom Lebendigen; will vielfältige Eigenschaften der Lebewesen erkennen,erklären und gewonnene Erkenntnisse nutzbringend anwenden

6 Kennzeichen von Lebewesen

•Körpergestalt und Wachstum•Stoffwechsel•Bewegung aus eigener Kraft•Reizbarkeit und Verhalten•Fortpflanzung und Entwicklung•Aufbau aus Zellen

Unterschied Mensch - Tier. Der Mensch kann:

- Reflektion- Selbstwahrnehmung (Spiegeltest)- Vorausplanen / Zukunft planen- Schuldbewusstsein- Erkennt Gutes und Schlechtes- Schrift (Schreiben)- Religion

Basiskonzepte

- Kompartimentierung (nach Aussen abgegrenzt)- Struktur und Funktion (Bsp. Haut: Atmung, schwitzen, Auge: sehen)- Stoff- und Energiewechsel (Stoffwechsel)- Information und Kommunikation- Reproduktion

5 Reiche der Lebewesen

🙏 -> heterotroph (abhängig von anderen)💪 -> autotroph (selbsternährend)VielzelligPilze 🙏 Tiere 🙏 Pflanzen 💪Echte (mit Kern = Eukaryoten, Eucyten) Einzeller 🙏 (normalfall) /💪 (Augengeisseltierchen)Kernlose (Prokaryoten, Procyte) Einzeller: 🙏 (echte Bakterien) /💪 (Blaugrüne Bakterien)

Pilze (Reich)

- vielzellig- unterirdisches Fasengeflecht- heterortoph -> scheiden Verdauungssäfte aus- oberirdischer Fruchtkörper für Vermehrung- ernähren sich von dem worauf sie wachsen

Pflanzen (Reich)

-vielzellig-autotroph -> Fotosynthese-Moose/Farbe & Samenpflanzen- Sexuelle Fortpflanzung durch Samenbildung

Tiere (Reich)

-vielzellig-heterotroph-Eizelle viel grösser als Spermien-mehr als 30 Stämme

Kompartimente

Durch eine Membran abgeteilter Bereich in einer Zelle. Heissen auch Organellen oder Reaktionsräume.

Membran

Ist eine Abgrenzung. Kann mehrmals vorkommen innerhalb einer Zelle."dünnes, feines Häutchen, das trennende oder abgrenzende Funktion hat".

Zellmembran

umgibt die Zelle komplett -> sorgt für Aufrechterhaltung des zellinneren Gleichgewichts.

Zellwand

Feste Hülle, besteht aus Zellulose. Tiere haben keine Zellwand.

Vakuolen (nur in Pflanzenzellen)

Enthält den Zellsaft. Besteht aus Wasser und den darin gelösten Stoffen. Ist die grösste Zellorganelle. Speicherraum für viele Stoffwechselprodukte wie: Stärke, Zucker, Fette, Säuren, Salze, Alkaloide, Farbstoffe

Cytoplasma

Eine gelartige und körnige Masse. Darin befinden sich die Zellorganellen.

Chloroplast (nur bei Pflanzenzellen)

Sind Farbstoffträger. Beinhalten den grünen Farbstoff (Chlorophyll), welcher der Pflanzen dieGrüne Farbe verleiht.

Zellkern

Steuert die Zellaktivität, enthält das Erbgut (DNA). Bakterien haben keinen Zellkern.

Ribosom

Stellen Eiweisse her und setzen die DNA um. (Bsp. Rote Haare, Chruseli Haare, Hautfarbe etc.). Sieht aus wie kleine Körner, kleine Pünktchen.

Mitochondrien

Kraftwerk der Zelle. Sieht aus wie ein Würmchen / Hot-Dog / Feige.

Plasmide (nur bei Bakterien)

kleinere DNA-Ringe, Speichern die DNA der Bakterien.

Geissel (bei manchen Bakterien, nicht bei allen)

dünner Schwanz", ermöglicht den Bakterien (manchen) die Fortbewegung. Sieht aus wie bei Rodrigo Palacio.

Eukaryoten/Eucyte

-MIT Kern und Organellen-auto-/heterotroph

Prokaryoten/Procyte

-KERNLOSE Einzeller-auto-/heterotroph-einfacher Bau (ohne Organellen)-winzig klein

Viren (keine Lebewesen)

-KEIN eigener Stoffwechsel-Vermehrung nur in anderen lebenden Zellen-parasitäre Nukleinsäuren (Erbinformationen)- Veränderbarkeit

Zellen - Tierzelle

ZellmembranCytoplasmaRibosomMitochondrienZellkern mit Zellkörperchen

Zellen - Pflanzenzelle

ZellmembranZellwandCytoplasmaVakuoleChloroplastRibosomMitochondrienZellkern mit Zellkörperchen

Unterschied Pflanzen- und Tierzellen

Tierzelle:- Keine Zellwand- Sind wesentlich grösser- Zellkern meist zentral gelegenPflanzenzellen sind wegen der Zellwand recht stabil in ihrer Form. Tierzellen haben nur einen Membran.

Zellaufbau: Procyte (kein Kern, Bakterien)

Schleimhülle (haben nicht alle)ZellwandPlasmid DNACytoplasmaRibosomGeissel (haben nicht alle)

Funktionsweise Antibiotika

Nur Bakterien können mit Antibiotika behandelt werden, Viren nicht.Antibiotika zerstört Zellwand und hemmt den Wiederaufbau. Dadurch sind sie anfälliger gegen Äussere Einflüsse, weil nur noch die Zellmembran vorhanden ist. Sie greift ebenfalls die Ribosomen an und hemmt die Eiweissproduktion. Dadurch können sie nicht mehr wachsen und sich nicht mehr vermehren.

Unterschied Viren und Bakterien

Viren sind viel kleiner. Viren sind viel einfacher aufgebaut als Bakterien. Viren brauchen einen Wirt zum überleben.

Vermehrung von Viren

Viren können sich nicht selbstständig vermehren. Da sie kein Zytoplasma und keine Ribosomen besitzen, können sie weder ihr Erbgut selbst kopieren, noch ihre Hülle selbst herstellen. Viren befallen daher fremde Zellen, die sogenannten Wirtszellen, in die sie ihre eigene Erbinformation einschleusen. Die Erbinformation des Virus "programmiert" das Erbgut der Wirtszelle um, so dass sie viele weitere Viren produziert.

Asexuelle Fortpflanzung

Mitose. Chromosomenanzahl wird verdoppelt (46 auf 92). Danach wird die Zelle geteilt und es entstehen zwei identische Tochterzellen mit je 46 Chromosomen.

Sexuelle Fortpflanzung

Meiose. Chromosomen einer Zelle werden auf zwei Tochterzellen aufgeteilt (je 23). Später werden die weiblichen und männlichen Zellen (je 23 Chromosomen) wieder zu einer vereint (46).

Vor- und Nachteile Fortpflanzung (asexuell/sexuell)

asexuell:+ gute Gene bleiben erhalten+ geringer Aufwand (kein Partner)+ schnell- Klone, keine Anpassung (schlechte Gene bleiben schlecht).sexuell:+ Anpassung an Umwelt+ Krankheiten können reduziert werden- es braucht Partner- zeit- und energieaufwendig

Konjugation bei Bakterien (Was ist es)

Sehr einfache Form der Sexualität. Bakterien pflanzen sich eigentlich durch Mitose (Zellteilung --> Klone) fort. Mit der Konjugation können sie dennoch genetisches Material austauschen.

Fotosynthese

Wasser + Kohlenstoffdioxid + Licht = Sauerstoff + Glucose (Traubenzucker)Der Sauerstoff in unserer Atmosphäre stammt fast ausschliesslich aus der Fotosynthese. Nur grüne Pflanzen können Fotosynthese betreiben.

Zellatmung

Auch Pflanzen atmen und ernähren sich. Sie leben von ihrer eigenen Produktion. Die produzierten Stoffe werden in Speicherorganen (Früchte, Knollen, Wurzeln) eingelagert. Bei Bedarf greifen die Pflanzen darauf zu. Dieser Vorgang wird Zellatmung genannt. Die Zellatmung ist nur unter Einsatz von Sauerstoff möglich. Somit ist sie die Umkehrung der Fotosynthese.

Kreislauf der Stoffe

PRODUZENTEN (A):grüne Pflanzen --> FotosyntheseKONSUMENTEN (H):Brauchen Sauerstoff und TraubenzuckerDESTRUENTEN:Zersetzten Ausscheidungen und Tote Lebewesen mittels Sauerstoff zu Wasser und Kohlenstoffdioxid.

Nahrungspyramide

Von den Erzeugern zu den Endverbrauchern kommt es zu einer Abnahme von 90% der Biomasse pro Stufe. Aus 10 Tonnen Plankton entsteht schlussendlich 10kg Hecht. Als Biomasse versteht man die ganze Masse der Lebewesen in einer Nahrungsebene.

Stofftransport durch Biomembran - Aufbau der Membran

Aufbau der Membran:Protein mit KohlenhydratketteLipiddoppelschichtPeripheres ProteinLipidmolekülintegrales Protein mit TunnelChloresterol

Transportmechanismen

Von aussen durch Lipiddoppelschicht nach innen ins Cyroplasma:Kleine Moleküle: einfache Diffusion (passiver Transport)Grosse Moleküle & Ionen: Kanal / Carier-vermittelte Diffusion (passiver Transport)Vom Cytoplasma nach aussen:-> aktiver Transport, braucht Energie

Biomembran ist...

Selektivpermeabel = nicht alle Stoffe können sie passieren

Diffusion

Wasserteilchen diffundieren durch die semipermeable Membran (welche nicht für alle Teilchen durchlässig ist)

Osmose

Führt zu steigender Anzahl von Wasserteilchen in der ZuckerlösungAbnahme der Anz.Wasserteilchen auf der Wasserseite

Wichtige Zellorganellen

• Zellkern - Ergbgutspeicher - Eucyte• Mitochondrien - Stoffwechsel (Zellatmung) - Eucyte• Chloroplasten (blattgrün) - Stoffwechsel (Fotosynthese) - Eucyte• Ribosomen - Proteinaufbau - Eucyte

Stoffwechsel beim Menschen (allgemein)

-> Deckung des Energiebedarfs & Gewinnung körpereigener BaustoffeNährstoffe = alle energiereichen organischen Verbindungen in der Nahrung, die vom Körper verwertet werden könnenUnterscheidung in:Kohlenhydrate (Zucker) , Fette , Eiweisse

Kohlenhydrate (Zucker)

Kartoffeln / GetreideEinfachzucker: Trauben-&FruchtzuckerZweifachzucker: Malz-/Milch-/RohrzuckerVielfachzucker: Stärke und Glykogen-> Energielieferanten

Proteine (Eiweisse)

Sind Baustoffe für den Muskelaufbau, bestehen aus AminosäureEssendzielle Aminosäuren = Aminosäuren welche der Körper nicht herstellen kann

Fette

ReservestoffeButter und PflanzenöleVerbindungen aus Glycerin & verschiedenen Fettsäuren

Arbeits-/Tätigkeitssatz

Energiebedarf bei körperlicher Aktivität

Grundumsatz

Energiebedarf bei Ruhe zur Aufrechterhaltung der Körperfunktionen

Nährwert

Energiegehalt eines Nährstoffes

Vitamin A

Vorkommen: Leber,Milch,EigelbNormales Wachstum,Funktion Haut & AugenBei Mangelerscheinungen: Wachstumsstillstand, Verhornung von Haut und Schleimhäuten

Vitamin D

VORKOMMEN: Leber,Milch EigelbKnochenbau (Calciumphosbatbildung)Bei Mangelerscheinungen: Knochenerweichungen & -verkrümmungen

Vitamin B1

Vorkommen: Leber,Milch, EigelbAufbau Zellkernsubstanz,Bildung roter BlutzellenBei Mangelerscheinungen: Anämie,Veränderung am Rückenmark & an der Lunge

Vitamin C

Vorkommen:Hagebutte,Sanddorn,ZitrusfrüchteEntzündungs- und Blutungshemmend, fördert die AbwehrkräfteBei Mangelerscheinungen: Zahnfleisch-& Unterhautsblutungen,Skorbut

Mineralstoffe

Bausteine von Knochen und ZähnenSpurenelemente

Verdauungsprozess

Mund: Zähne zerkleinern Nahrung (kauen)Speicheldrüse gibt Mundspeichel ab mit Schleim & Stoffen welche die Zerlegung der Nährstoffe (in Grundbausteine) fördernMundspeichel -> Enzyme Amylasen -> Stärke zu MalzzuckerSpeiseröhre: transportiert Nahrung zum Magen (Peristaltische Muskelbewegung)Magen: Speisebrei wird im Magen von Salzsäure zersetzte, Enzym Pepsin spaltet ProteinNebenzellen produzieren Magenschleim -> Schutz vor SelbstverdauungMischung im Magen durch Ring-&LängsmuskelnDünndarm zu ZwölffingerdarmZu Dickdarm; Entzug von WasserTransport zu Magenausgang; Pförtner

Dünndarm

Umschlossen von BindegewebshülleInnere SchleimhautDazwischen Muskelschicht mit Rings-&Längsmuskulatur

Darmepidermis

Zellen bilden Enzyme -> gehen an Oberfläche des Bürstensaums und schliessen Verdauung von Kohlenhydraten und Eiweissen ab.(Nährstoffe werden durch sie in den Körper aufgenommen)

Spaltung der Nährstoffe

Kohlenhyrate zu EinfachzuckerEiweisse zu AminosäurenFette zu Fettsäuren &GlycerinWerden durch Darmepidermis in Körper aufgenommen

Resorption

Aufnahme von Nährstoffen

Die Leber - Stoffwechselorgan

Grösste Drüse im Körper- Aufbau von Eiweissen- Aufbau von Glykogen aus Traubenzucker- Umbau con aufgenommenem Fett zu körpereigenem Fett- Freisetzung von Traubenzucker aus Glykogen zu AminosäurenAbbau von:- nicht genutzen Eiweissen zu Aminosäuren- Aminosäuren zu Harnstoff- Giftstoffen- alten roten Blutkörperchen