KLEINER LEITFADEN DURCH DIE BIO-PRÜFUNG

Mein herzlichstes Beileid an all jene, die ebenfalls Biologie Leistungskurs gewählt haben und zur Zeit ziemlich am Rudern sind, den geforderten Stoff zu lernen. Daher hab ich mich entschieden euch einen kleinen Gefallen zu tun, indem ich die wichtigsten Zusammenhänge aus den Stoffgebieten zusammenfasse und niederschreibe. Aber zu Beginn noch ein kleiner Hinweis, ich habe mich der Neuro- und Verhaltensbiologie verschrieben, keineswegs aber der Genetik. Bei letzterem werde ich nur einen kleinen Teil des großen Komplexen anreißen, deshalb nicht wundern!

Da ich mich auf andere Stoffgebiete spezialisiert habe, nur der grobe Zusammenhang der mitodischen und meiotischen Zellteilung, DNA Replikation, Proteinsynthese, Enzymrepression, Mutation, Modifikation und mendelsche Gesetze

Die Mitose baut sich jeweils aus vier unterschiedlichen Phasen auf. Beginnend mit der Prophase, in der die Chromosomen durch Spiralisierung sichtbar werden, eine Kernspindel ausgebildet wird (besteht aus Mikrotubuli, bei tierischen Zellen aus zwei Centriolen), des weiteren lösen sich Kernhülle und Kernkörperchen auf. Danach folgt die Metaphase hier werden die Chromosomen weiter schraubig verkürzt, die Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an und bilden so die Äquatorialebene. Als letztes docken sich in dieser Phase die Spindelfasern an den Chromosomen an. Anschließend folgt die Anaphase, hier werden die jeweiligen Schwesterchromatiden getrennt (im Bereich des Centromers), diese werden dann zu den Polen gezogen. Am ende dieser Reaktion ist jeweils ein vollständiger Satz an Chromatiden an jedem Pol der Zelle zu finden. Ist dies geschehen, baut sich der Spindelfaserapparat wieder ab. Die letzte Phase bildet die Telophase, hier kommt es zur Entschraubung der Chromatiden, zur Bildung von Nukleolus und Kernhülle. Anschließend daran kommt es zur Zellteilung, hierbei schnürt sich der Zellkörper im Äquator ab oder es kommt zur Ausbildung von zwei neuen Membranen. Nun folgt wieder die Interphase, die wiederum Ausgangspunkt für eine weitere Teilung ist.

*DNA Replikation
Zu Beginn wird der DNA Doppelstrang durch Enzyme geöffnet (reisverschlussartig, durch auftrennen der Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den komplementären Basenpaaren), an die nun frei werdenden Basen binden freischwimmende komplementäre Basen, diese werden dann durch die DNA Polymerase zu einem neuen Strang verbunden. Allerdings läuft diese Reaktion nur an einem der beiden Stränge kontinuierlich ab, am anderen Teilstück docken Okazaki-Stücke an und biilden dann neue komplementäre Basenpaare. Anschließend werden durch die DNA-Ligase die einzelnen Teilstücke, die durch die Okazaki-Stücke produziert wurden miteinander verknüpft. Am ende sind aus einem DNA Strang zwei neue entstanden.

*Enzymrepression
Wenn das spezifische Enzym nicht vorhanden ist, folgt jedes Mal eine Proteinsynthese ab. Warum? Weil der Repressor inaktiv ist (er kann sich nicht mit Operator verbinden), deshalb läuft Polymerase ab und so die Bildung des Eiweißes. Wenn Enzym aber vorhanden ist, kommt es zur negativen Rückkopplung. Das bedeutet, dass das Enzym als Inhabitor wirkt, indem es an den Repressor bindet, diesen wiederum aktiviert und so die Operatorstelle blockiert werden kann. Dies hat zu folge, dass die Polymerase nicht weiter ablaufen kann und so das Enzym nicht weiter gebildet wird.

Mutagene:
Ionisierende Strahlung
Radioaktive Substanzen
Chemikalien
Chemische Stoffe

- CYTOLOGIE -

Bei Biomembranen herrscht kein symmetrischer Aufbau, weil viele Proteine eingelagert sind. Grundbaustein einer Membran sind Fettmoleküle (Lipide)

Der Transport geschieht durch Carrier, die jeweils in unbeweglich passive (Tunnelproteine) und bewegliche geteilt werden. Letzteres wird wiederum in passiv, ohne ATP (frei in Membran schwimmende Carrier) und aktive, ATP verbrauchende Carriere (Membranpumpen) geteilt.

*Cytoplasma
Zwei Aggregatszustände: 1. Solzustand: Wasser im freien Zustand (ungebunden) und 2. Gelzustand: viele Wasser Moleküle haben sich mit Proteinen verbunden (Ursache: Dipolcharakter des Wassers)

Die Membran einer Vakuole ist ein Tonoplast, es ist eine selektive Membran und stellt eine Grenzschicht zwischen Cytoplasma und Vakuoleninhalt dar.

*ER
Zwei Arten existieren: raues ER (auf Oberfläche viele Ribosomen, meist in Kernregion zu finden) und glattes ER (ribosomenfrei, weit im Plasma verteilt)

- ENZYME -

Enzym (einfaches) besteht aus: Koenzym (Metallion) und einem Apoenzym (Eiweiß). Bei einer Enzymreaktion verbinden sich am aktiven Zentrum des Apoenzyms, das Enzym mit dem Substrat, es entsteht eine Enzym-Substratkomplex. Nach der Umsetzung des Substrates trennen sie Substrat und Enzym.

Hemmungsmechanismen bei Enzymen: 1. kompetetive Hemmung (Ähnlich gebautes Molekül dockt an aktives Zentrum und verhindert so dem Umbau des Substrates, dieser Vorgang ist reversibel durch Erhöhung der Substratkonzentration) 2. nicht kompetetive Hemmung: (Ein Hemmstoffmolekül dockt ausserhalb des aktiven Zentrums an und verändert so dessen Strucktur, auch als Endprodukthemmung bezeichnet – siehe negative Rückkopplung)

AUTOTROPHE ASSIMILATION
Grundlagen der Photosynthese

Chlorophyll besteht aus: Xanthphyll (gelb), Chlorophyll a (gelbgrün), Chlorophyll b (blaugrün) und Carotine (orange)
Chlorophyll enthält hals zentrales Molekül ein aus vier verknüpften Pyrolringen aufgebautes Pyrolringgerüst mit dem Zentralion Magnesium

untergliedert in Lichtreaktion und Dunkelreaktion (Calvinzyklus)

1. Fotolyse des Wassers, dabei entsteht ½ O2 und ein Wasserstoffion
2. Licht trifft auf Photosystem II und bewirkt dort einen Elektronenhub 8austretende Elektronen werden vom Wasser durch Fotolyse nachgeliefert)
3. aufgeladenes Elektron wandelt ADP + P in ATP um und wandert dann in Photosystem I
4. dort kommt es wieder zum Elektronenhub
5. nun kommt es entweder zum zkylischen Elektronentransport, dabei wird das Elektron dazu verwendet wieder ATP zu bilden oder es geht in den nichtzyklischen Transport über und wandelt mit dem aus der Fotolyse stammenden Wasserstoffion, NADP in NADPH2 um.

Calvinzyklus

HETEROTROPHE ASSIMILATION

Nahrungsverwendung:
1) Betriebstoffwechsel (verwendet werden: KH, Fette, Eiweiße)
2) Baustoffwechsel (verwendet werden: Nährstoffe: KH, Fette, Eiweiße und Ergänzungsstoffe: Vitamine, Wasser, Mineralien)

1. Mund: Ptyalin zerlegt Polysaccaride in Maltose
2. Magen: Pepsinogen aktiviert durch HCL, daraus aktive Form Pepsin, welches Proteine in Polypeptide zerlegt
3. über Zwölfingerdramkanal kommt Gallensaft (Lipide in Lipidtröpfchen) und Bachspeichelsaft in Darm
4. Darm läuft Amylase und Matase ab (Zuckerverdauung), durch Bauchspeichelsaft und Dünndarmsekret wirken Trypsin (Eiweiße in Polypeptide) und Steapsin (Fette in Propantriol und Monokarbonsäure), Erepsin (Dipeptide in Aminosäure) und Lipase (weitere Fettverdauung)
5. Dickdarm: Entzug des Wassers aus Nahrung
6. After: Ausscheidung der nichtverdaulichen Reste

*Atmung

Innere Atmung: Zellatmung
Auch biologische Oxidation genannt, läuft in Mitochondrien ab und dient der Energiegewinnung.

Ablauf:
Es folgt eine Kette enzymatisch gesteuerter chemischer Reaktionen bei der Glucose zu Brenztraubensäure umgebaut wird. Alle Zwischenprodukte liegen im phosphoryliertem Zustand vor (Zucker ist durch Verbindung mit Phosphat aktiviert). Für die Phosphorylierung wird in den ersten Schritten Energie verbraucht (ATP), aus einem Molekül Glucose entstehen dabei zwei C3- Moleküle. Diese werden dann unter Wasserstoffabspaltung oxidiert, der frei werdende Wasserstoff bindet dann an NAD+ und es entsteht NADH2. Bei dieser Reaktion wird soviel Energie frei, das wiederum Energie (ATP) aufgebaut werden kann. In der Endoxidation wird NADH2 mit Sauerstoff zu Wasser oxidiert, dabei wird wieder ATP und NAD frei, das wieder der Glyolyse zur Verfügung steht.

MfG Commandante |18.12.02|

(Zusammenfassung meiner Lernmaterialien vom ABI 02)