Hinweise zum Grundwissen Biologie 8. Jahrgangsstufe

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1 Hinweise zum Grundwissen Biologie 8. Jahrgangsstufe Stationen der Evolution grünes Lesezeichen Reiche der Lebewesen Das Einteilen der Organismen in Reiche ist ein noch unvollendetes Werk. Momentan bevorzugen viele Wissenschaftler die folgende Einteilung: Prokaryota Domäne Domäne Domäne Bakterien Archäen Eukaryota Reich der Reich der Reich der Reich der Protisten Pilze Pflanzen Tiere = v.a. Einzeller Procyte (Zelle der Prokaryota) besitzt keine Kernmembran die meisten Organelle der Eukaryota fehlen Bakterien ohne Kernmembran Prokaryota Zellwand aus Murein (bei Pflanzen aus Zellulose) genetische Information gespeichert in DNS-Faden + DNS-Ring (= Plasmid) Vermehrung durch Zellteilung Sporen als Dauerformen Autotroph Selbstversorgung : Erzeugung von energiereichen, organischen Stoffen aus energiearmen, anorganischen Stoffen. Heterotroph Fremdversorgung : Aufnahme von energiereichen, organischen Stoffen. Aerobier Heterotrophe Organismen, für deren Existenz freier Sauerstoff eine Hauptvoraussetzung ist. Anaerobier Heterotrophe Organismen, für deren Überleben Sauerstoff nicht notwendig ist: obligate Anaerobier: entwickeln sich nur bei Abwesenheit von Sauerstoff fakultative Anaerobier: entwickeln sich sowohl bei Abwesenheit als auch bei Anwesenheit von Sauerstoff Gärung Freisetzung von Energie durch den unvollständigen Abbau energiereicher organischer Stoffe ohne die Beteiligung von Sauerstoff. ursprünglicher Typ der Energiegewinnung weitaus weniger effektiv (ca. 1/20) als Zellatmung

2 Endosymbiontentheorie Im Laufe der Evolution gelangten kleine bakterienartige Zellen durch Endocytose in größere, kernhaltige Zellen: Mitochondrien Chloroplasten. Organelle Strukturen in Zellen, die in ihrer Funktion Organen bei Vielzellern entsprechen; z.b. Mitochondrien, Chloroplasten, Dictyosomen. Eucyte (Zelle der Eukaryota) Zellmembran: aus Eiweißen und Fetten; dient der Abgrenzung und dem Stoff- und Energieaustausch Zellkern: enthält fast das gesamte genetische Material eines Lebewesens in Form der chromosomalen DNS Ribosomen für Eiweißsynthese Mitochondrien: Kraftwerke der Zelle ; hier findet die vollständige Oxidation der Nährstoffe unter Freisetzung von Energie statt viele weitere Zellorganelle Unterschied Pflanzen- und Tierzelle Nur in Pflanzenzelle: Zellwand aus Zellulose Vakuole Chloroplasten (nur in grünen Pflanzenteilen): Orte der Photosynthese Nur in Tierzelle: Zentriolen DNS Erbsubstanz Desoxyribonukleinsäure = Desoxyribonucleic acid = DNA Chromosom 1-Chromatid-Chromosom: ein auf Eiweiß gerollter DNS-Faden 2-Chromatid-Chromosom: zwei am Centromer verbundene identische DNS-Fäden mit Eiweiß nur in der Transportform, während der Zellteilungen, sind Chromosomen einzeln erkennbar Gen Kleinste Einheit der Erbinformation, die zusammen mit den Umwelteinflüssen zur Ausbildung eines bestimmten Merkmals führt. Mutation Zufällige und ungerichtete Veränderung der Erbsubstanz. Allel Verschiedene durch Mutationen entstandene Formen eines Gens. Mitose Bildung zweier identischer Tochterkerne durch Trennung der Schwesterchromatiden bei der Zellteilung. Meiose

3 Bildung der haploiden Geschlechtszellen (einfacher Chromosomensatz) aus diploiden Urgeschlechtszellen (doppelter Chromosomensatz) durch zwei Reifeteilungen. Kolonie alle Zellen gleich kein Informationsaustausch zwischen den Zellen Zusammenhalt nur durch gemeinsame Schleimhülle Zellen potentiell unsterblich Beispiele für Stämme wirbelloser Tiere Hohltiere Weichtiere Ringelwürmer Gliederfüßer Merkmale der Hohltiere Gastrulatiere radiärsymmetrisch Ektoderm + Entoderm Nervennetz Filtrierer oder Jäger Tentakeln für Beutefang und Fortbewegung oft mit Nesselzellen zum Lähmen/Töten der Beute ungeschlechtliche und geschlechtliche Vermehrung z.b. Süßwasserpolypen, Korallenpolypen, Quallen Merkmale der Weichtiere Muscheln mit zweiklappiger Kalkschale Schnecken mit mit einteiliger Kalkschale Tintenfische: Kalkschale zum Schulp zurückgebildet oder fehlt ganz Gliederung des Körpers in Kopf (fehlt bei Muscheln), Fuß, Eingeweidesack Mantel umgibt Eingeweidesack offener Blutkreislauf Zentralnervensystem Merkmale der Ringelwürmer Körper besteht aus vielen gleichartigen Segmenten Feuchtlufttiere: Haut mit Schleim bedeckt Hautmuskelschlauch für Fortbewegung Strickleiternervensystem geschlossener Blutkreislauf Zwitter der hintere Teil des Körpers kann regeneriert werden Merkmale der Gliederfüßer Außenskelett aus Chitin Häutungen Facettenaugen gegliederte Beine Spezialisierungen offener Blutkreislauf

4 Strickleiternervensystem mit Ganglien (Ganglion = Nervenknoten) Entwicklung oft mit Metamorphose verbunden Die bekanntesten Klassen der Gliederfüßer Spinnentiere Krebse Tausendfüßer Insekten Merkmale der Spinnentiere 8 Beine Körper zweiteilig: Kopfbruststück und Hinterleib 8 Punktaugen fühlerlos Röhren- und Fächertracheen für den Austausch der Atemgase 2 Kieferklauen 2 Kiefertaster Spinndrüsen und Spinnwarzen am Hinterleib Merkmale der Krebse Gliedmaßenpaare oft noch an jedem Körpersegment Kiemenatmung Merkmale der Tausendfüßer 2 Fühler Rumpf aus Segmenten mit jeweils 1-2 Beinpaaren aus mehreren Ganglien verwachsenes Gehirn Merkmale der Insekten 6 Beine Körper dreiteilig: Kopf, Brust, Hinterleib meist zwei Flügelpaare 2 Fühler Röhrentracheen für den Austausch der Atemgase Stigmen als Atemöffnungen Blut farblos Entwicklung als unvollkommene oder vollkommene Metamorphose Unvollkommene Metamorphose Ei Larve, die der Imago schon sehr ähnlich ist mit jeder Häutung werden die Jungtiere den Imagines ähnlicher Imago (=geschlechtsreifes, voll entwickeltes Tier) z.b. Heuschrecken Vollkommene Metamorphose Ei Larve Puppe Imago z.b. Schmetterlinge Stationen der Evolution des Menschen vor ca Jahren: Homo sapiens; großes Gehirn

5 vor ca. 2 Mio. Jahren: Homo erectus; entdeckt den Gebrauch des Feuers vor ca. 2,5 Mio. Jahren: Homo habilis; beginnt Werkzeuge einzusetzen vor ca. 4,4 Mio Jahren: Ardipithecus ramidus; erster Zweibeiner ältester Fund eines Skelettes, das vom Skelett der Affen abweicht: ca. 7 Mio Belege für die Evolution Fossilien = Überreste von Lebewesen früherer Erdzeitalter oder deren Lebensspuren Brückentiere (z.b. Archaeopteryx, Quastenflosser) Rudimente Atavismen Homologe Organe besitzen gleichen Grundbauplan, sind aber aufgrund verschiedener Nutzung verschieden ausgebildet; z.b. Vorderextremitäten der Wirbeltiere eignen sich als Beleg für Verwandtschaft Analoge Organe ähneln sich im äußeren Erscheinungsbild aufgrund ähnlicher Nutzung; z.b. Vorderpfote des Maulwurfs und Grabschaufel der Maulwurfsgrille eignen sich nicht als Beleg für Verwandtschaft Evolutionstheorie DARWINS Überproduktion genetische Variabilität durch Mutation und Rekombination Selektion (= Auslese der besser für die Umwelt passenden Individuen) Survival of the Fittest Selektionsvorteile Tarnen Warnen Schrecken