4. Grundwissen der neunten Jahrgangsstufe
Information ist immer an einen Informationsträger
gebunden.
Gib drei Beispiele für Informationsträger an!
Beispiele:
1. elektrische Impulse 2. Hormone
3. DNA
Beschreibe den Weg ausgehend vom Reiz bis zur Reaktion!
1. Rezeptor (Sinneszelle): Umwandlung in elektrische Signale
2. Sinnesnerv: elektrische Weiterleitung über sensorische (afferente) Nervenfasern 3. Verarbeitung im Gehirn / zentralen Nervensystem (ZNS)
4. Bewegungsnerv: elektrische
Weiterleitung über motorische (efferente) Nervenfasern
5. Effektor (Muskel)
Erstelle ein Strukturdiagramm das die Einteilung des Nervensystems wiedergibt!
Beschreibe, was man unter einer Nervenzelle und einer Synapse versteht und wie die Informationsübertragung über
die Synapse abläuft.
1 3 Reiz
Fang!
Reaktion 5 2
Schallwellen
Synapse:
Kontaktstelle zwischen Nervenzellen bzw. Nerven- und Muskelzelle Informationsübertragung: ´
Durch Bläschen werden Überträgerstoffe (Transmitter)
in den synaptischen Spalt freigesetzt und binden an Rezeptoren der nächsten Muskel- oder Nervenzelle.
Nervenzelle:
Zelle, welche die Fähigkeit zur
elektrischen Leitfähigkeit besitzt.
Was sind Hormone?
Hormone: Botenstoffe, die von Drüsen in den Blutkreislauf abgegeben werden und Informationen übermitteln. Sie zeigen nur an
Organen, die spezifische Rezeptoren besitzen (Schlüssel-Schloss-Prinzip), eine
Wirkung.
Ein wichtiges Basiskonzept in der Biologie ist „Struktur und Funktion“ unter welchem man
auch das Schlüssel-Schloss- Prinzip einteilt.
Nenne Beispiele für dieses Prinzip!
Hormonsystem: Hormon/Rezeptor an der Zielzelle
Synapse: Transmitter/Rezeptor an der Zielzelle
Immunabwehr: Antigen-Antikörper- Reaktion
Vergleiche das Nerven- und das Hormonsystem tabellarisch bezüglich folgender Merkmale:
- Informationsträger (Infotr.) - Bildungsort des Infotr.
- Transport des Infotr.
- Wirkungsdauer - Wirkungsort
Nervensystem Hormonsystem Informations-
träger
elektrische Signale
chemische Moleküle (Hormone) Bildungsort Nervenzellen Drüsenzellen Transport Über
Nervenzellen und Synapsen
Über die Blutbahn Wirkungs-
dauer
Schnell und kurzfristig
Langsam und langanhaltend Wirkungsort angeschlos-
sene Zielzelle
(z.B. Muskelzelle)
Zielzelle mit Rezeptor(z.B.
Herzmuskelzelle mit Adrenalinrezeptor)
Erkläre, was man unter der genetischen Information versteht und wie diese in deinem Körper verschlüsselt
ist!
Der Informationsträger ist die DNA. Diese enthält die Anweisung für den Bau eines Lebewesens und für die Steuerung seiner Lebensvorgänge. Ein Gen ist ein Abschnitt einer DNA. Ein oder mehrere Genen tragen die Information für den Bau eines Proteins.
Die DNA ist um Proteine aufgewickelt. Diese Einheit bezeichnet man als Chromosom. Jeder Mensch besitzt 46 Chromosomen (23 Chromosomenpaare = diploid = 2n).
Diese befinden sich im Zellkern von jeder Zelle.
Beschreibe die Vorgänge, die bei der Proteinbiosynthese
ablaufen!
1. Transkription: Von einem Gen wird eine einsträngige Kopie angefertigt – die Boten-RNA
(m-RNA) und verlässt den Zellkern.
2. Translation: Info der Boten-RNA wird an den Ribosomen mit Hilfe der t-RNA (welche mit den
Aminosäuren beladen ist) in Proteinstruktur übersetzt.
Beschreibe die Vorgänge bei der Mitose!
Beschreibe die Vorgänge bei der Meiose!
Vergleiche Mitose und Meiose bezüglich ihrer biologischen
Bedeutung!
Bedeutung Mitose:
- ungeschlechtliche Fortpflanzung
- Zellvermehrung der Körperzellen z.B. für Wachstum und Wundheilung
Bedeutung Meiose:
- Geschlechtliche Fortpflanzung
- Bildung der Keimzellen (Spermienzellen, Eizelle mit Polkörperchen) durch
Halbierung des Chromosomensatzes zur Erhaltung des arttypischen
Chromosomensatzes
- Neukombination der Erbanlagen und somit Schaffung genetischer Vielfalt als
Voraussetzung für evolutionären Erfolg
1 2
Körperzelle:
Chromosome liegen als Ein- Chromatid-Chromosomen vor.
Verdopplung der Ein-Chromatid- Chromosomen zu Zwei-Chromatid- Chromosomen
Trennung der Zwei-
Chromatid-Chromosomen in Ein-Chromatid-Chromo- somen und Zellteilung Ergebnis: Zwei identische/erbgleiche Zellen mit doppeltem Chromosomensatz (2n).
Urkeimzelle:
Chromosome liegen als Ein-Chromatid- Chromosomen vor.
Verdopplung der Ein-Chromatid- Chromosomen zu Zwei-Chromatid - Chromosomen
Trennung der homologen Zwei- Chromatid- Chromosomen
Trennung der Zwei-Chromatid- Chromosomen in Ein- Chromatid-Chromosomen Ergebnis: Vier erbungleiche Zellen (Keimzellen) mit einfachen Chromosomensatz (1n).
2n
2n
2n
2n
2n
2n
1n
Zu möglichen
Krankheitserregern zählen Bakterien und Viren.
Vergleiche diese bezüglich ihres Baus, dem Stoffwechsel
und der Vermehrung!
Das Immunsystem kann man in drei Verteidigungslinien einteilen. Nenne die beteiligten
Abwehrmechanismen!
1.Verteidigungslinie (unspezifisch):
Chemische und mechanische Barrieren (Haut, Schleimhäute, Sekrete) 2. Verteidigungslinie (unspezifisch):
Fresszellen
3. Verteidigungslinie (spezifisch):
Abwehrzellen (Plasmazellen, Helferzellen, Killerzellen) Abwehrstoffe (Antikörper) Vervollständige folgendes Schema
zur spezifischen Immunabwehr!
Unterscheide aktive und passive Immunisierung!
Aktive Immunisierung:
Spritzen von abgeschwächten Erreger (Antigenen), so dass im Körper die
Immunantwort abläuft und Gedächtniszellen gebildet werden.
(Dauerhafter Schutz) Passive Immunisierung:
Behandlung eines bereits Infizierten mit Antikörpern (kein dauerhafter Schutz)
Erbsubstanz Zellmembran
Bakterium Zellwand
ringförmige DNA
Eiweißhülle
Virus Eigener
Stoffwechsel Vermehrung durch Zellteilung è Lebewesen
Partikel ohne eigenen Stoffwechsel
Vermehrung durch Wirtszelle
è Kein Lebewesen Plasmid
Was versteht man unter Gentechnik und welche
„Werkzeuge“ benötigt man?
Gentechnik ist eine Wissenschaft, die sich mit der gezielten Veränderung von Erbgut beschäftigt.
Dabei werden mittels Restriktionsenzymen (biolog. Scheren) gewünschte DNA-Teile (Gene) herausgeschnitten und in einen Vektor (z.B.
Plasmid, fungiert als „Gen-Fähre“) unter Verwendung von Ligasen (biolog.Klebstoff) wieder eingebracht und in ein Lebewesen (z.B.
Bakterienzelle) eingeschleust und das Bakterium produziert das gewünschte Genprodukt
Beschreibe die Funktionsweise
des Sinnesorgans Auge! Lichtstahlen fallen durch die Pupille und die Augenlinse. Dort werden sie
gebündelt und es entsteht ein seitenverkehrtes und auf dem Kopf stehendes Bild auf der Netzhaut. Die Sinneszellen der Netzhaut (Stäbchen – schwarz/weiß), Zapfen – Farbe) wandeln den Reiz in elektrische Impulse um, die über den Sehnerv zum Gehirn geleitet werden. Dort erfolgt die Wahrnehmung.
Beschreibe die Funktionsweise des Sinnesorgans Ohr!
Schallwellen versetzen das Trommelfell in Schwingungen. Diese werden auf die
Gehörknöchelchen (Hammer, Ambos, Steigbügel) übertragen. Der Steigbügel
gibt die mechanische Bewegung verstärkt an die Ohrlympe (Flüssigkeit) in
der Hörschnecke weiter. Wanderwellen erregen an bestimmten Stellen die
Sinneszellen, die den Reiz in elektrische Impulse umwandeln. Diese
werden über den Hörnerv zum Gehirn weitergeleitet.
Viele Menschen sind süchtig.
Wie kommt es zu einer Sucht?
Von Drogen kann man physisch und psychisch abhängig werden. Was versteht
man darunter?
Physische Abhängigkeit
Der Suchtstoff wird in den Stoffwechsel des Organismus eingebaut, so dass dieser bei plötzlich abgesetzter Droge (Abstinenz) mit quälenden Entzugserscheinungen reagiert.
Der abhängig gewordene Mensch versucht, diese unangenehmen Symptome durch eine erneute Drogeneinnahme zu überwinden.
Psychische Abhängigkeit
Mehr oder weniger unstillbares Verlangen, die Droge wegen ihrer psychischen Wirkung einzunehmen.
Nenne Argumente gegen Drogen!
Argumente gegen den Drogenkonsum:
1. Drogen helfen nicht weiter 2. Drogen machen abhängig
3. Drogen zerstören den Menschen 4. Drogen machen einsam
5. Drogen können töten
Was versteht man unter ethischem Bewerten?
Nenne mögliche Themen für ethisches Bewerten!
Ethisches Bewerten bedeutet, Handlungen von Menschen anhand von Wertvorstellungen als moralisch gut oder moralisch schlecht zu bewerten
und diese Urteile zu begründen.
Folgende Schritte können dafür hilfreich sein:
1. biologischen Sachverhalte klären 2. Wahrnehmen und Bewusstmachen des Dilemmas 3. eigene Einstellung wahrnehmen und bewusstmachen
4. beurteilen, argumentieren, Schlussfolgern 5. Fähigkeit zum Perspektivenwechsel Anwendungsmöglichkeiten: Forschung an Embryonen, Anwendungen der Gentechnik, Sterbehilfe,
Organtransplantation
