4. Grundwissen der neunten Jahrgangsstufe

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Karlheinz Richter
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2 4. Grundwissen der neunten Jahrgangsstufe

3 Information ist immer an einen Informationsträger gebunden. Gib drei Beispiele für Informationsträger an! Beispiele: 1. elektrische Impulse 2. Hormone 3. DNA Fang! Reiz Schallwellen Reaktion 1 Beschreibe den Weg ausgehend vom Reiz bis zur Reaktion! 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. Nervenzelle: Zelle, welche die Fähigkeit zur elektrischen Leitfähigkeit besitzt. Synapse: Kontaktstelle zwischen Nervenzellen bzw. Nervenund Muskelzelle Informationsübertragung: Durch Bläschen werden Überträgerstoffe (Transmitter) in den synaptischen Spalt freigesetzt und binden an Rezeptoren der nächsten Muskel- oder Nervenzelle.

4 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 Informationsträger elektrische Signale chemische Moleküle (Hormone) Bildungsort Nervenzellen Drüsenzellen Transport Über Nervenzellen Über die Blutbahn und Synapsen Wirkungs- Schnell und Langsam und dauer Wirkungsort kurzfristig angeschlossene Zielzelle (z.b. Muskelzelle) langanhaltend 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 = ). Diese befinden sich im Zellkern von jeder Zelle.

5 1 2 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. Körperzelle: Chromosome liegen als Ein- Chromatid-Chromosomen vor. Beschreibe die Vorgänge bei der Mitose! Verdopplung der Ein-Chromatid- Chromosomen zu Zwei-Chromatid- Chromosomen Trennung der Zwei- Chromatid-Chromosomen in Ein-Chromatid-Chromosomen und Zellteilung Ergebnis: Zwei identische/erbgleiche Zellen mit doppeltem Chromosomensatz (). Urkeimzelle: Chromosome liegen als Ein-Chromatid- Chromosomen vor. Beschreibe die Vorgänge bei der Meiose! 1n 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). 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

6 Zellwand Zu möglichen Krankheitserregern zählen Bakterien und Viren. Vergleiche diese bezüglich ihres Baus, dem Stoffwechsel und der Vermehrung! Zellmembran Plasmid ringförmige DNA Bakterium Eigener Stoffwechsel Vermehrung durch Zellteilung è Lebewesen Eiweißhülle Erbsubstanz Virus Partikel ohne eigenen Stoffwechsel Vermehrung durch Wirtszelle è Kein Lebewesen 1.Verteidigungslinie (unspezifisch): Chemische und mechanische Barrieren (Haut, Schleimhäute, Sekrete) Das Immunsystem kann man in drei Verteidigungslinien einteilen. Nenne die beteiligten Abwehrmechanismen! 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)

7 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! Beschreibe die Funktionsweise des Sinnesorgans Ohr! 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. 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?

8 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. Argumente gegen den Drogenkonsum: Nenne Argumente gegen Drogen! 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

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