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Biologie und Botanik (Subject) / Was ist typisch für ein Tier (Lesson)

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• Was ist typisch für ein Tier? Regenerationsvermögen und Lebensdauer sind begrenzt meist zu Ortsänderungen fähig geschlossener Organismus: Oberfläche minimiert Einfaltungen (Darm, Gehirn) zentralisierte Organe starke Spezialisierung von Geweben keine feste Zellwand, nur Zellmembran bilaterale Symmetrie (spiegelbildlich gleiche Hälften) Heterotroph - auf organische Nahrung angewiesen Phagotroph - feste Partikel (Fleischbrocken, ganze Organismen) werden aufgenommen, Reste ausgeschieden.
• Was ist typisch für eine Pflanze? Regenerationsvermögen und Lebensdauer sind kaum begrenzt meist festgewachsen offener Organismus: Die Oberfläche ist maximiert Ausstülpungen, Ausfaltungen oder Verzweigungen (Wurzeln, Blätter, Äste nach außen hin) Keine zentralen Organe bzw. Entwicklung eingeschränkt, daher lokale, zelluläre Ausscheidung meist radiärsymetrisch (Stamm), aber auch bilateral (Blätter) Die Pflanzenzelle hat eine feste Zellwand aus Zellulose durch Blattgrün autotroph, Selbsternährung durch Photosynthese osmotroph - gelöste Nährstoffe werden aufgenommen --> Aufnahme flüssig
• Was ist typisch für die Pilze? Wie ernähren sie sich? Das Pilzgeflecht ist der eigentliche Organismus, die "Schwammerl" nur der Fruchtkörper Eigene Oranismengruppe, meist festgewachsen sie besitzen kein Chlorophyll Heterotroph - Verdauung mittels Exoenzyme außerhalb des Organismus, danach Absorption (sind auf organische Substanzen angewiesen)  Feste Zellwand aus Chitin (unverdaulich) Vermutlich aus Meeresschwämmen entwickelt
• Sind Pilze Tiere oder Pflanzen? Weder noch, sie sind eine eigene Organismengruppe, Sie besitzen sowohl tierische, als auch pflanzliche Eigenschaften
• Was bedeutet "autotroph"?       Selbsternährend: bauen Nährstoffe ausschließlich aus anorganischen Stoffen auf wird aus CO2 gewonnen
• Was bedeutet "osmotroph"? Aufnahme von gelösten Nahrungspartikeln bzw. Nährstoffen Gegenteil von Phagotroph
• Was bedeutet "heterotroph"? Auf organische Nahrung angewiesen C wird aus organischen Verbindungen gewonnen
• Was bedeutet "Phagotroph"? Feste Nahrungspartikel werden aufgenommen, Reste werden ausgeschieden
• Was ist typisch für die Zellwand von landlebenden Pflanzen und Pilzen? Das Vorhandensein von Gerüstsubstanzen in den Zellwänden; dieses dient als starres "Stützskelett" zur Festigung des Pflanzenkörpers Bei Pflanzen: Zellulose Bei Pilzen: Chitin
• Worin unterscheiden sich Pflanzen und Pilze von wasserlebenden Algen? Im Wasser lebende Algen haben weniger strukturbildende Zellulose und benötigen kein Stützskelett, wodurch sie eine bessere Beweglichkeit besitzen.  Sie besitzten aber sauren Schleim, Pektine und Alginsäure, welche als Verdickungsmittel in der Humanernährung eingesetzt werden (hohes Quellvermögen).
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• Welche Funktion haben die Zellwände von landlebenden Pflanzen und Pilzen, sowie wasserlebenden Algen in der Humanernährung? Pflanzen und Pilze: Ballaststoffe --> unverdauliche Zellwände (Zellulose, Chitin) Faserstoffe --> Quellvermögen im Darm, beschleunigen die Darmentleerung und reinigen die Darmzotten Algen: enthalten "Alginate": Pektine, saure Schleime, Alginsäure, starkes Quellvermögen, Verdickungsmittel
• Wann lebt ein Organismus? Wenn er sich selbst fortpflanzen kann. VIREN sind KEINE Organismen!
• Was bedeutet "Prokaryota"? zelluläre Lebewesen ohne Zellkern keine membranbegrenzten Organellen (z.B. Mitochondrien, Bakterien)
• Was bedeutet "Eukaryota"? Alle Lebewesen mit Zellkern und Zellwand haben mehrere Chromosomen, meist größer als Prokaryota, differenzierte Zellorganellen
• Wer war zuerst da, die Pro- oder die Eukaryota? Die Prokaryota.
• Was (welche Organismen) gehören zu den Prokaryota? Welche zu den Eukaryota? Prokaryota: Bakterien, Archaeen und Blaualgen Eukaryota: Grünalgen, Farne, sämtliche Tier-, Pflanzen- und Pilzarten
• Sind die Nacktsamer Nadelbäume oder Obstbäume? Nadelbäume. Pinien (Pinolen).
• Die Bedecktsamer sind Nadelbäume oder Getreide, Obstbäume und alle anderen, für den Menschen wichtigen Nutzpflanzen? Alle Nutzpflanzen, die in der Ernährung eine Rolle spielen, sind Bedecktsamer: Getreide, Obst, Gemüse und andere Nutzpflanzen.
• Was ist Evolution? Die Veränderung der vererbbaren Merkmale einer Population von Lebewesen von Generation zu Generation Die Lehre der stammesgeschichtlichen Entwicklung der Organsimen
• Welche Vorgänge bestimmen die Evolution? Selektion: Überleben der Stärksten/Anpassungsfähigsten; Auslese der Organismen durch die Umwelt. Mutation: Sprunghafte Veränderung des Erbguts. Isolation: Lebensformen auf Inseln und abgelegenen Tälern entwickeln sich oft anders, als jene am offenen Festland. Rekombination: Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung (Meiose) werden Teile des mütterlichen und väterlichen Erbguts vermischt und neu kombiniert --> Neukombination in den Tochterindividuen --> andere Eigenschaften.
• Was sind Ribosomen? In welchem Größenbereich liegen sie? Zellorganellen der Eiweißsynthese und RNS (makromolekulare Komplexe), Voraussetzung für einen funktionierenden Zellstoffwechsel; Kommen im Cytoplasma, den Mitochondrien und den Chloroplasten vor: 63% aus RNA, der Rest sind ribosomale Proteine die kleinsten Zellorganellen mit einer Größe von 18-20 nm an ihnen findet die Translation statt genauere Charakterisierung: Messung wie sich Untereinheiten in Ultrazentifuge absetzen Sedimentationskoeffizient: in Svedberg-Einheiten angegeben Prokaryota: 70S Ribosomen (Untereinheiten 50s und 30s)Eukaryota: 80S Ribosomen (Untereinheiten 60s und 40s)
• Was bedeutet 70s und 80s Ribosom? S: Sedimentationskoeffizient Messung, wie sich Untereinheiten in Ultrazentifuge absetzen.Gibt im wesentlich Aufschluss über Größe: Prokaryota: 70S, 50s/30s bei den Untereinheiten,Eukaryota: 80 S, 60s/40s UE
• Was geschieht an den Ribosomen? Ort der Proteinbiosynthese; hier findet die Translation statt. die mRNA wird abgelesen, die tRNA schafft Anticodons mit den passenden Aminosäuren heran, Aminosäuren werden zu Proteinen zusammengefügt
• Wo entstehen die Vorstufen der Ribosomen? Im Nucleolus (Kernkörperchen") wird ribosomale RNA (rRNA) gebildet, sowie die ribosomalen Proteine der Ribosomen, die sich mit der rRNA zu den Untereinheiten zusammensetzen. Die Untereinheiten verlassen den Kern durch die Kernporen und lagern sich im Cytoplasma zusammen.
• Woraus bestehen DNA und RNA prinzipiell und was unterscheidet beide voneinander? Zucker + Phosphorsäure + Organische Base DNA: doppelsträngig (Doppelhelix) Nucleotide: Desoxyribose Basen: Ademin, Cytosin, Guamin, Thymin Fuktion: Speicherung des Erbguts RNA: einzelsträngig (Einfachhelix) Nucleotide: Ribose Basen: Ademin, Cytosin, Guamin, Uracil Funktion: Übertragung genetischer Funktionen
• Wo ist die DNA lokalisiert und welche RNA-Typen gibt es? Was ist ihre Aufgabe? DNA: Ein Großteil im Zellkern als Chromosomen ein kleiner Teil in den Mitochondrien, Pflanzen und Algen und außerdem in den Chloroplasten (Ort der Photosynthese) mRNA: "Boten RNA" kopiert die in einem Gen auf der DNA liegende Information und trägt sie zum Ribosom, wo mit Hilfe dieser Information die Proteinbiosynthese stattfinden kann (überträgt genet. Information) tRNA: Transfer - RNA, kodiert keine genetische Information, sondern dient als Hilfsmolekül bei der Proteinbiosynthese, indem sie eine einzelne Aminosäure aus dem Cytoplasma aufnimmt und zum Ribosom transportiert. die tRNA wird durch ein bestimmtes RNA-Gen kodiert. rRNA: ribosomale RNA, trägt, ähnlich wie die tRNA, keine genetische Information, sondern ist am Aufbau des Ribosoms beteiligt und ist bei der Knüpfung der Peptidbindung auch katalytisch aktiv. Ribozyme: katalytische aktiv, katalysieren chem. Reaktionen (ähnlich wie Enzyme). asRNA: antisense RNA, reguliert Genexpression hnRNA: heterogener Kern-RNA, Vorstufe der rRNA
• Wann und wie entstehen die Chromosomen? Was ist das? Die X-ähnliche Form der Chromosomen, die in den meisten Darstellungen vorherrscht, tritt nur in einem kurzen Abschnitt während der Zellkernteilung (Mitose) auf, nämlich in der Metaphase. Chromosomen sind: Strukturen, die Gene und damit die Erbinformation enthalten Die bestehen aus DNA, die mit vielen Proteinen verpackt ist Diese Mischung aus DNA und Proteinen wird auch als Chromatid bezeichnet.          --> In diesem kondensierten Zustand sind die Chromosomen im Lichtmikroskop ohne besondere Anfärbung erkennbar.
• Wie wird eine Aminosäure codiert? Als Bsentriplett - drei aufeinander folgende Nucleobasen (Codon) bilden jeweils bestimmte Aminosäuren. An den Ribosomen wird zuerst das Start Codon (Basentriplett) AUG lokalisiert und danach für jedes Codon das entsprechende Anticodon herangeschafft. Die verschiedenen Kombinationen der Basen stehen alle für verschiedene Aminosäuren.
• Wie entsteht ein Protein prinzipiell? Die tRNAs schaffen immer mehr passende Anticodons mit den passenden Aminosäuren heran, welche dann verknüpft werden und eine Kette bilden, die Aminosäurensequenz!
• Was bedeutet der Begriff Polysomen? Aufreihung vieler Ribosomen am mRNA Strang während der Proteinsynthese im Cytoplasma bzw. mehrere mRNA-Moleküle, auf denen die Translation an verschiedenen Stellen parallel abläuft.
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• Warum ist die Proteinproduktion für eine Zelle so wichtig? Es entstehen Polypeptide und Proteine, diese sind die Grundbausteine für Zellen des Körpers Informationsweitergabe
• Was versteht man unter Genom? Summe aus Core Gene Pool und Flexible Gene Pool, also die Gesamtheit des enthaltenen Genmaterials. (Die Gesamtheit aller materiellen Träger der vererbbaren Information einer Zelle)
• Was ist ein Proteom? Die Gesamtheit aller Proteine in einem Körper.
• Wie sind Biomembranen gebaut? Aus welchen Bausteinen bestehen sie und wie sind diese im Bilayer orientiert? Bilayer: Lipiddoppelschicht, bestehen aus 2 Schichten Phospolipiden (Moleküle aus einem Phosphorkopf und einer Fettsäurenkette) Kopf --> Hydrophil Schwanz --> Hydrophob Die Köpfe stehen nach außen, Schwänze zusammen (nebeneinander). Biomembranen sind aus hydrophoben und lipophilen Fettsäuren und hydrophilen und lipophoben Phosphorsäureresten aufgebaut. Lipide: 40% Proteine: 60% je nach Organismen/Art + Phytosterole, Cholesterol, Carotinoide, Chlorophylle ...
• Sind Biomembranen starr und unbeweglich? Nein, sie sind flexibel. Je mehr Doppelbindungen in der Fettsäurekette, desto leichtflüssiger bzw. beweglicher ist die Membran.
• Welche Organismen haben bereits Biomembranen? Prokaryonten (Bakterien), Eukaryonten (Tiere, Pflanzen, Pilze), Protobionten (zellähnliches Gewebe).
• Wozu wurden Biomembranen entwickelt? Die innere Membran teilt den intrazellulären Raum in geschlossene Kompartimente, die als Reaktionsräume fungieren. Ihre Aufgaben sind: Kontrollschranke Transportsystem Enzymträger Informationsspeicherung Energiekonservierung Signalaufnahme/-leitung Bei Bakterien und Pilzen hat die äußere Membran spezielle KHs (Oligosaccharide). Diese verleihen der Zelloberfläche ein gewissen Aussehen.
• Wie unterscheiden sich Biomembranen von pflanzlichen, tierischen und prokaryotischen Zellen? Pflanzliche Biomembranen: enthalten Phytosterole (selten Cholesterol) haben keine Glykokalyx, sondern eine feste Zellwand (Zellulose), eingebundenes Chlorophyll und Carotinoide Tierische Biomembranen: reich an Cholesterol bei tierischem Zellkern sind Membranproteine an Fasern der extrazellulären Matrix gebunden Prokaryota: besitzen keine Sterole
• Welche Substanzen verzögern das Erstarren von Biomembranen bei niedrigen Temperaturen? Ungesättigte Fettsäuren.Je mehr Doppelbindungen die Fettsäuren haben, desto weniger Verzweigungen und daher desto leichtflüssiger und beweglicher wird die bilayer. Verzweigungen verhindern dichte Packung von Cholesterin --> Steroideinbau wirkt Verfestigung entgegen
• Was versteht man unter integralen und was unter peripheren Membranproteinen? Integrale Proteine (Tunnelproteine, Stofftransport): In den Membranen eingelagert, durchdringen sie auf beiden Seiten Periphere Proteine: über elektrostatische Wasserstoffbrückenbindung an Membran oder an Integralen gebunden, leicht löslich (nur locker an die Membranoberfläche gebunden) --> keine hydrophobe Wechselwirkung mit Membran
• Nennen Sie drei Funktionen von integralen Membranproteinen. Transport (Ionenpumpen, Ionenkanäle) Enzymaktivität: Enzyme, die bestimmte Aktivitäten katalysieren, können membrangebunden sein Bindung von Photosynthesepigmenten (Chlorophylle und Carotinoide) bei Pflanzen Signalübertragung (Protein mit spezifisch eformter Bindungsstelle --> bestimmter Botenstoff dockt an --> Konformationsänderung --> Weitervermittlung in Zelle Stabilisierung der Zellform: Filamente des Cytoskeletts: oft an MP gebunden Zell-Zell-Erkennung: Meist mittels Glykoproteinen
• Wie sind die integralen Proteine in der beweglichen Bilayer verankert? Sie hängen als Pigmentcluster zusammen.
• Was bedeutet der Begriff Omega-Fettsäure? Was ist ein Phopholipid? Omega - n - Fettsäure = ungesättigte Fettsäure (n gibt die Position der ersten Doppelbindung an). Ein Phospholipid ist ein Strukturfett mit hydrophilem Kopf und 2 hydrophoben Wasserstoffketten --> amphiphil
• Was ist Fett prinzipiell? Ein wasserunlöslicher Naturstoff aus Glycerin und Fettsäuren (Carbonsäuren)
• Was ist Cholesterin, was Phytosterin? Beides sind Sterole und wichtige Bestandteile der Plasmamembran. Cholesterin ist tierisch, Phytosterin ist pflanzlich. Es sind keine Fette, sondern Steroide mit starrem Ringsystem. Ein Steroid gehört zur Stoffklasse der Lipide; Sie können Vitamine, Hormone oder Gifte sein.
• Welche prinzipielle (und experimentell belegte) Voraussetzung ist für die Entstehung von lebenden Zellen nötig? Phospholipide, Ionen, Nucleinäuren, Peptide und einfache chemische Reaktionen für Energie Elemente der Uratmosphäre: H2O, CH4, CO, NH3, N2, H2 + Energie = Ionen/ Radikale -->  Ribose, org. Säuren, Aminosäuren, Harnstoff, Adenine --> KH, Proteine, Nukleinsäuren
• Wie waren die Lebensbedingungen im Archaikum? Wie ist das Leben entstanden? Lebensfeindliche Bedingungen durch giftige Uratmosphäre: es gab kein O2 --> anaerob Von Vulkanausbrüchen und Gewittern geprägt - viel N, CO2, H2, keine Ozonschicht Radioaktivität und hohe UV-Strahlung, vor ca. 4000 Mio. Jahren im Wasser
• Welche 3 wichtigen Theorien geben ein Modell für die Entstehung des Lebens im Archaikum? Ursuppentheorie: Urozeane - heiße, verdünnte Suppe plus Elemente der Uratmosphäre. Beweis: Durch Experimente gestützt. Extraterrestischer Materialeintrag. Beweis: Durch Analysen von Meteoriten gestützt. Vulkanschlot-Hypothese: Evolution an submarinen Vulkanschloten--> Pyrit-Schlote. Beweise: Durch Experimente gestützt; heutige Beobachtungen von Archeologen an solchen Orten.
• Wann sind die Viren entstanden? Bereits in der Ursuppe, vor der ersten Zellen. Selbstreplizierende Moleküle, gleichzeitig mit Protobionten mitentwickelt.
• Was bedeuten die Begriffe "autotroph", "heterotroph", und "chemo-lithotroph"? Autotroph:  Fähigkeit, Baustoffe aus anroganischen Substanzen aufzubauen --> C wird aus CO2 gewonnen; Selbsternährer Heterotroph: C wird aus organischen Verbindungen gewonnen  Chemo(troph): Energie wird ausschließlich aus Chemischen Reaktionen gewonnen  Lithotroph: anorganische Verbindungen liefern H

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