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Biologie (Subject) / Abitur (Lesson)

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• Transkription ählich wie die DNA Replikation DNA Doppelstrang wird durch RNA Polymerase aufgetrennt codogener + komplementärer Strang am codogenene Strang findet Transkription statt RNA Polymerase setzt RNA Nucleotide komplementär an die DNA Start: Promoter     Ende: Terminator
• RNA Einzelstang aus Nucleotiden kürzer als die DNA --> trägt nur die Information eines Gens keine Desoxiribose nur Ribose kein Thymin nur Uracil 3 Arten von RNA: m-RNA: Transport der Geninformationen zu den Ribosomen r-RNA: ribosomale RNA , Baueinheit der Ribosomen, entsteht im Zellkern t-RNA: Transfer RNA, transportiert beim Proteinaufbau Aminosäuren zu den Ribosomen
• DNA Desoxiribose, Phosphorsäurerest, vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin
• Translation 1. Im Verlauf der Translation werden durch Ablesung der mRNA, die zuvor in der Transkription hergestellt wurde, Proteine synthetisiert 1. erfolgt an den Ribosomen, kleine + große Untereinheit des Ribosoms lagern sich an das Startcodon der mRNA zu einem funktionsfähigen Ribosom zusammen 2. am Startcodon lagert sich die erste mit einer Aminosäure beladende tRNA an das Ribosom und die dafür vorgesehene P- Stelle das. 3. nun kommt eine weitere beladenen tRNA und bindet sich an die A Stelle des Ribosoms 4. Nun löst sich die erste tRNA wieder von der P Stelle, die große Ribosomuntereinheit verbindet die Aminosäure unter Energieverbrauch chemisch miteinander. Dadurch wird die Aminosäure verlängert.  5. Nun wird das Peptid nach der Vorgabe des nächsten Codons verlängert. Dazu rückt das Ribosom um ein Basentriplett von 5´nach 3´an der mRNA weiter. 6. Die tRNA an der A- Stelle liegt jetzt an der P- Stelle und die A Stelle wird frei. Sie liegt nun am nächsten Codon der mRNA und kann eine neue tRNA mit passendem Annticodon binden. Die an dieser tRNA gebundene Aminosäure wird wiederum von der großen Ribosomeneinheit mit der letzten Aminosäure des Polypeptids verbunden. 7. Durch die Wiederholung dieses Vorgangs wird das angefangenen Polypetptid um eine Aminosäure nach der anderen verlängert und zwar exakt so wie es die Codons der mRNA vorgeben. 8: Kommt ein Ribosom an ein Terminatorcodon der mRNA stoppt die Translation. Das Ribosom zerfällt in ihre Untereinheiten und das gebildete Protein wird frei und nimmt seine funktionsfähige Raumstruktur ein. 5. Nun
• Ort der Mutationen: Körper Soma Zelle einzelne Somazellen sind betroffen
• Ort der Mutationen: Keimbahnzelle alle weiteren Zellen sind betroffen
• Genom Mutation Anzahl der Chromosomen verändert
• Chromosom Mutation Struktur eines Chromosoms verändert
• Gen Mutation DNA verändert
• Punktmutation Veränderung einer einzelnen Base
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• Substitution Basen sind ausgetauscht
• Insertion Basen sind eingefügt
• Deletion Basen sind ausgefallen
• Duplikation Basen sind verdoppelt
• Rastermutation Verschiebung des Leseraster alle weiteren Tripletts codieren für die falsche Aminosäure
• Mutationen neue Gene bzw neue Allele sind Folge einer Mutation entsehen spontan sind ungerichtet selten entsprechende Allele sind meist rezessiv
• Rekombination genetische Variabilität wird durch Rekombination erhöht Ursachen: zufällige Verteilung väterlicher und mütterlicher Chomosome während der Meiose (interchromosomale Rekombination) crossing over während der Meiose ( intrachromosomale Rekombination) zufällige Auswahl von Ei und Samenzelle während der Befruchtung Rekombination führt nicht zur Bildung neuer Allele aber zu neuen Allelkombinationen--> Individuen mit neuen Merkmalskombinationen
• Gendrift einziger Träger eines bestimmten Allels stirbt ganz ohne Nachkommen --> deutliche Änderung des Genpools
• Flaschenhalseffekt Umweltkatastrophe --> nur wenige Individuen überleben und representieren nur noch einen kleinen Teil des ursprünglichen Genpools --> einhergehende genetische Verarmung Folgen: - Restpopulation ist anfälliger für Infektionen - fortgesetzte Inzucht --> nachteilige rezessive Gene werden homozygot - Population schrumpft weiter und kann schließlich austerben
• Gründereffekt - einzelne Individuen einer Stammpopulation besiedeln zufällig einene neuen Lebensraum - kleiner Teil des ursprünglichen Genpools - Wirkung ähnelt den Flaschenhalseffekt Population stirbt nicht aus - für Beseidlung neuer Inseln von Bedeutung
• Selektion - gibt dem Evolutionsgeschehen eine Richtung - überprüft welches Individuum in einer gegebenene Umwelt mehr oder weniger angepasst ist und sich fortpflanzen kann - begünstigt sind die, die mehr Nachkommen zeugen (reproduktive Fitness)
• Isolation - Faktoren, die den Genfluss innerhalb einer Population verhindern (Panmixie eingeschränkt) - Population wird in zwei Teilpopulationen getrennt - unterschiedliche Selektionsfaktoren - Teilpopulationen entwickeln sind unterschiedlich - neue Unterarten können sich bilden
• Allopatrische Artbildung - Population wird räumlich in zwei Teile getrennt ( geographische Isolation) - Tochterpopulationen entwickeln sich unterschiedlich - keine fruchtbaren Nachkommen sind mehr mögliche (reproduktive Isolation) - neue Arten sind entstanden
• sympratische Artbildung einzelne Individuen einer Population werden durch Mutationen schlagartig von der Restpopulation reproduktiv isoliert 
• Homologie aufgrund von Divergenz - Ähnlichkeit in Gestalt oder anderen Merkmalen aufgrund von Verwandschaft bzw gemeinsamer Abstammung - haben verschiedene Lebewesen homologe Organe, so haben sie gemeinsame Vorfahren, die mit der Ausgangsform der homologen Organe ausgesattet ´waren - trotz des gleichen evolutiven Ursprung homologer Organe können ihre Funktionen sehr unterschiedlich sein
• Kriterium der Lage zwei Organe sind dann homolog, wenn sie in einem Gefügesystem die gleiche Lage einnehmen (Bsp : 5 gliedrige Handknochen Mensch und Affe)
• Kriterium der spezifischen Qualität komplex aufgeabute organe sind dann homolog, wenn sie unabhängig von ihrer Lage im Organismus, in mehreren besonderen Merkmalen übereinstimmne (Bsp: Schuppen vom Fisch und Zähne von Säugetieren)
• Kriterium der Stetigkeit verschiedene gestaltende Organde sind homolog, wenn sie sich durch Zwischenformen miteinander verbinden lassen, die entweder bei verschiedenen Arten bestehen oder im Verlauf der Embryonalentwicklung eines Lebewesens oder als Fossil auftreten
• Analogie aufgrund von Konvergenz als analoge Organe bezeichnet man gleiche Bezeichnungen, deren Ähnlichkeit nicht auf Verwandschaft beruht durch gleich Einflüsse der Umwelt analoge organe stammen von verschiedenen Ausgansformen die sich im Verlauf der Entwicklung immer ähnlicher wurden
• Entstehung eines Aktionspotenzials 1. Ruhezustand: Zellinnere negativ geladen Zelläußere positiv 2. Depolarisation: elektrische Reizung --> Na+ Tore öffnen sich --> Na+ Ionen strömen durch die Tore ins innere der Zelle--> Ladungsgleichgewicht verändert sich --> innenseite positiv außenseite negativ 3. Repolarisation: Natrium Tore schließen sich langsam wieder ( Na+ Einflus wird verhindert), Kalium Tore öffnen sich --> Kalium Ionen wandern von innen nach außen --> Ladungsumkehr ( außenseite wird wieder positiv, innenseite negativ ) 4. Hyperpolarisation: zu viele K+ Ionen wandern ins äußere der Zelle weil sich die Kalium Tore nur langsam schließen
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• chemische Synapsen Übertragung 1. Aktionspotenzial erreicht das synaptische Endknöpfchen 2. präsynaptsiche Membran enthält spannungsgesteuerte Ca2+ Kanäle, AP öffnet diese 3. Calcium Ionen strömen aus dem äüßeren der Zelle in das präsynaptsiche Endknöpfchen 4. Calcium Ionen binden an bestimmte Proteine der Vesikelmembran 5. bewirkt eine Fusion der Vesikel mit der präsynaptischen Membran 6. Fusionspore entsteht: durch sie strömen Neurotransmittermoleküle durch den synaptischen Spalt 7. Neurotransmitter diffundieren durch den synaptischen Spalt 8. erreichen die postsynaptische Membran mit chemisch gesteuerten Na+ Kanälen 9. Nerotransmitter ( Acetylcholin ) bindet an die Proteine (Na+ Kanäle) 10. Na+ Kanäle öffnen sich 11. Natrium strömt in die postynaptische Zelle 12. Na+ Einstrom bewirkt Depolarisation der postsynaptischen Membran 13. es ensteht ein erregendes postsynaptisches Potenzial 14. das EPSP wird elektronisch unter Abschwächung durch die postsynaptische Membran weitergeleitet 15. ist er am Axonhügel der postsynaptischen Mem´bran überschwellig löst es dort ein Aktionspotenzial aus 16. Ionenkanal schließt sich wieder 17. Acetylcholin löst sich nach einer Millisekunde wieder vom Rezeptor durch Brownsche Molekularbewegung 18. trifft Acetylcholin dann im synaptischen Spalt auf das Enzym Acetylcholin Esterase wird es in Acetat und Cholin zerlegt 19. Cholin wird durch eine Pumpe zurück in das Endknöpfchen transportiert 20. Acetat diffundiert aus dem synaptischen Spalt 21. Aus Cholin und Acetyl-Coenzyma wird mit Hilfe des Enzyms Cholinacetyltransferase neues Acetylcholin hergestellt und in leere Vesikel aufgenommen
• Phosphorkreislauf Phosphationen entstehen beim Abbau toter organischer Substanzen in sauren Gewässer reagieren Phosphationen zu Hydrophosphationen, damit der sauer Gehalt ausgeglichen wird der andere Teil des Phosphates wird von Pflanzen oder von den Fischen wieder aufgenommen im Hypolimnion wird das Phosphat freigesetzt und durch kaum Pflanzen wieder aufgenommen deswegen viel vorhanden im epilimnion wird kaum freigesetzt und viel verbruaucht
• Stickstoffkreislauf organsiche Stoffe werden zersetzt --> Ammonium und Harnstoff entsteht Ammonium wird zu Ammoniak umgesetzt ( in anaeroben Gewässern ) in aeroben Gewässern wird Ammonium durch nitrifizierenden Bakterien zu Nitrit und weiter zu Nitrat oxidiert damit Sauerstoff ensteht kann Nitrat auch wieder zu Nitrit reduziert werden --> Sauerstoff entsteht (Denitrifikation) Stickstoffoxidierende Mikroorganismen können elementaren Stickstoff zu Ammonium reduzieren Ammonium Ionen und Nitrat Ionen können als Nährsalze von den Pflanzen wieder aufgenommen werden 
• Kohlenstoffkreislauf Co2 Gehalt steigt durch Atmung, dieser wird durch die Photosynthese verbraucht tote Fische sinken auf den Boden werden aufgespalten --> Kohlenstoff wird freigesetzt

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