Was ist typisch für ein Tier? Wie ernähren sie sich?
Ernährung: heterotroph, fressen ihre Nahrung
eukaryotisch; mehrzellig
Fortpflanzung: größtenteils sexuell, einige Arten auch asexuell
Was ist typisch für eine Pflanze? Wie ernähren sie sich?
Ernährung: autotroph (Photosynthese)
Zellwände: Cellulose
Fortpflanzung: sexuelle und asexuelle Fortpflanzung (Sprossung oder Zellteilung)
Was ist typisch für Pilze? Wie ernähren sie sich? Sind Pilze Tiere oder Pflanzen?
gehören weder zu Tieren noch Pflanzen→Fungi
Ernährung: heterotroph, absorbieren ihre Nahrung
Zellwände: Chitin
Basidiomyceten sind...
eine Gruppe von Pilzen, die sich durch ihre Fortpflanzungsstrukturen, die sogenannten Basidien, auszeichnen.
Die Basidien sind spezielle Zellen, die Sporen produzieren
Vertreter: Ständerpilze
Ascomyceten sind...
Gruppe von Pilzen, die durch ihre Fortpflanzungsstrukturen, die sogenannten Ascus-Zellen, charakterisiert sind.
Die Ascus-Zellen enthalten Ascosporen (durch Meiose gebildet)
Schlauchpilze: Speise-Morchel, Trüffel, Hefen, Backhefe, Schimmelpilze
Welche Fungi Imperfekti spielen in der menschlichen Ernährung eine Rolle?
Deuteromycetes
Penicillium-Arten (Edelschimmel)
Aspergillus-Arten
Fusarium-Arten
Was bedeutet „autotroph“?
Autotrophe Organismen sind in der Lage, ihre eigene Nahrung aus anorganischen Substanzen herzustellen.
Lichtenergie (photoautotroph) oder chemische Energie (chemoautotroph), um organische Verbindungen zu synthetisieren.
Beispiel: Pflanzen, die durch Photosynthese Lichtenergie in Glukose umwandeln können.
Was bedeutet „heterotroph“?
Heterotrophe Organismen müssen organische Verbindungen konsumieren, um Energie zu gewinnen.
Diese Organismen ernähren sich von anderen Organismen oder organischen Substanzen.
Beispiele: Menschen, Tiere und Bakterien - auf Aufnahme bereits vorhandenen organischen Verbindungen angewiesen
Was ist typisch für die Zellwand von landlebenden Pflanzen?
besteht aus wenig Cellulose, Hemicellulose, Pektine, Proteine
einige Landpflanzen haben auch Cutin / Suberin (Samenpflanzen)→wasserabweisend (Schutz vor Wasserverlust)
Primärwand und die Sekundärwand→Primärwand bildet sich während des Wachstums der Zelle, während die Sekundärwand später gebildet wird und zusätzliche Festigkeit bietet.
Welche Funktion haben die Zellwände/Außenwände von landlebenden Pflanzen, Pilzen?
Strukturelle Stabilität (beide)
Wasserregulation (Pflanzen)
Schutz vor äußeren Einflüssen (Pflanzen) *Regulierung der Plasmaströmung (Pflanzen)
Speicherung (Pflanzen) *Wachstum und Zellteilung -> flexible Ausdehnungen der Primärwand (Pflanzen)
Schutz vor Austrocknung (Pilz)
Schutz vor Feinden (Pilz)
Ernährung und Stoffwechsel (Zellwand: Aufnahme von Nährstoffen) (Pilz)
➢ Bei Pflanzen besteht die Zellwand hauptsächlich aus Zellulose, Hemicellulose und Pektinen während die Zellwände von Pilzen hauptsächlich aus Chitin bestehen.
Aus welcher Organismengruppe entstanden Pflanzen?
Algen -> Grünalgen oder Blaualgen (Cyanobakterium)
Was zeichnet Chara aus?
höchst entwickelte Grünalge
mit männlichen Antheridien und weiblichen Oogonien
Thallus gegliedert (Nodien/Internodien)
Wuchs mit Scheitelzelle
männliche Gamten plastidenfrei
weibliches Gametangium durch Hülle *geschützt Überleitung zu Moose
Gemeinsamkeiten Chara und höhere Pflanzen
Chloroplasten
Zellwand
Peroxisomen
Meiose verzögert
Spore Ultrastruktur
Genetische Daten / DNA-Sequenzen
Was besagt die Telomtheorie?
Die Telomtheorie beschreibt das Entstehen des komplexen morphologischen Aufbaus der Landpflanzen aus einfach gebauten, an Algen erinnernden sogenannten Urlandpflanzen.
versucht zu erklären, wie aus diesem einfach gebauten Vegetationskörper der charakteristische Bauplan der Tracheophyten (Gefäßpflanzen) entstand
5 Prozesse (nur 4 sichtbar)→Übergipfelung, Planation, 2x Verwachsung (Blatt oder Sprossachse)
Warum ist Rhynia/sind Urfarne so interessant für die Landeroberung?
Silur und Devon Zeitalter
gehören zu den Rhyniophyten
Anpassung an das Landleben
spielten wichtige Rolle bei der Entwicklung von Gefäßgewebe (Transport von Wasser und Nährstoffen)
Was ist ein Archegonium?
weibliche Fortpflanzungsorgan bei den meisten Bryophyten (Moose, Lebermoose, Hornmoose) und einigen Algen
enthält Eizelle
Was ist ein Antheridium?
Ein Antheridium ist das männliche Fortpflanzungsorgan bei den meisten Bryophyten und einigen Algen.
Es ist eine birnenförmige Struktur, die viele Spermien produziert.
Wie ist die Blütenevolution bis zu den Angiospermen zu erklären?
Amborella trichopoda→ursprünglichste Blütenpflanze
→Durch Selektion passen sich Pflanzens ehr rasch an Umweltbedingungen an
→Entstehung neuer Arten
→zwei Proteine für Blüten Entwicklung: UFO-Proteine (Kombination aus LEAFY und der Ligase F – Box Protein) Schlüssel zu Geheimnis der Blütenentstehung: Welwitschia mirabilis→bereits männliche/weibliche Blüten
→Blüten sind nicht durch Zufall entstanden sondern durch das genetische Erbe der Gymnospermen
Wann lebt ein Organismus?
besitzt Zellstruktur
Stoffwechsel
Kann sich fortpflanzen/vermehren
reagieren auf Reize
Wachstum und Entwicklung
➢ Viren sind keine echten Lebewesen
Wie ist ein Vrus definiert/charakterisiert?
sind infektiöse, obligat intrazelluläre Parasiten mit einer extrazellulären Phase
enthalten entweder DNA oder RNA
keine echten Lebewesen -> auf Stoffwechsel von Wirt angewiesen
Viren befallen Prokaryoten und Eukaryoten
Viren, die Bakterien und Archaeen befallen sind Bakteriophagen
Außerhalb der Zelle→Virionen
Was bedeutet Prokaryota?
ohne Zellkern
Was bedeutet Eukaryota?
mit Zellkern
Wer war zuerst, die Pro- oder die Eukaryota?
Prokaryoten
Die Nacktsamer sind...?
Gymnospermen -> Samenpflanzen (Samen nicht in Früchten eingeschlossen)
Die Bedecktsamer sind...?
Angiospermen -> Samen von Früchten umgeben, die aus Blütenorganen entstehen
Die Bedecktsamer sind Nadelbäume oder Getreide, Obstbäume und alle anderen, für den Menschen wichtigen Nutzpflanzen?
zu den Angiospermen gehören Nadelbäume, Blütenpflanzen, Getreide (Weizen, Reis, Mais, Hafer), Obstbäume, Gemüse, Blumenpflanzen
Was ist Mutation?
Veränderung im genetischen Material (DNA) eines Organismus
Mutationen können auf natürliche Weise auftreten oder durch äußere Einflüsse
Mutationen können zu genetischer Vielfalt führen, die die Grundlage für evolutionäre Veränderungen bildet
Was ist Selektion?
Sie folgt dem Prinzip „survival of the fittest“.
Fit bedeutet hier anpassungsfähig und, dass das am besten angepasste Individuum überlebt.
Durch die Auslese werden nachteilige Gene eliminiert.
Was ist Isolation?
Durch geografische Isolation kann es zur Entwicklung neuer Arten kommen
Was ist Genfluss?
Veränderung des Genpools einer Population
Weitergabe von Genen einer Population an eine andere Population durch eine Zu- oder Abwanderung von Individuen
Was ist Rekombination?
Bildung einer neuen Kombination der Gene im Verlauf der Meiose
Dieser Prozess führt zur Bildung von neuen Genkombinationen und trägt zur genetischen Vielfalt in einer Population bei
Entstehung der Erde...
vor 4,5 Mrd. Jahren
Wie ist die Erde aufbaut?
Erdkruste, Erdmantel, Erdkern
Erdkruste + Erdmantel = Lithosphäre
Unterer Erdmantel + äußerer Erdkern = D-Schicht
Erdmantel -> Konvektionsbewegungen
Erdkern -> außen flüssig und inne fest (Nickel und Eisen)
Mendelregeln beschreiben/3 Mandelgestze sind...
1) Uniformitätsregel
2) Spaltungsregel
3) Unabhängigkeitsregel
Woraus bestehen DNA und RNA prinzipiell und was unterscheidet beide voneinander?
DNA -> Desoxyribose + Phosphat + Nukleinbasen (Adenin, Guanin, Thymin, Cytosin)
RNA -> Ribose + Phosphat + Nukleinbasen (Adenin, Uracil, Guanin, Cytosin)
DNA: Doppelhelix; Speicherung der genetischen Informationen
RNA: Einzelsträngig; Übertragung und Umsetzung der genetischen Informationen in Proteine
Wo ist die DNA lokalisiert?
In eukaryotischen Zellen befindet sich die DNA hauptsächlich im Zellkern
Was sind Chromosomen?
Chromatinfasern zu Bündel verdichtet -> Chromatin: Komplex aus DNA und Proteinen
→tragen genetische Informationen eines Organismus
Wann und wie entstehen Chromosomen?
Chromosomen entstehen durch die Replikation der DNA während der Interphase und werden während der Mitose oder Meiose in die Tochterzellen verteilt.
Was ist Chromatin?
filamentöser Komplex aus DNA und Proteinen – kondensierter als Nucleosom
Was ist ein Nucleosom?
Aggregat aus DNA und Histonen
Was sind Histone, welche Funktion haben sie?
sind basische Strukturproteine *
Funktion: Sind Verpackungsproteine der DNA und bilden das Histon-DNA-Komplex (=Nucleosom)
1) Organisation der DNA
2) Bildung von Nukleosomen
3) Kompression der DNA
4) Bessere Zugänglichkeit zu den Genen
Was ist ein Gen?
ein Abschnitt der DNA
vererbbare Einheit der genetischen Informationen
Was versteht man unter Genom?
Gesamtheit der genetischen Informationen, die in den Zellen eines Organismus vorhanden ist
Was sind Ribosomen? Wie groß sind sie?
zelluläre Organellen, die bei Proteinbiosynthese wichtige Rolle spielen
kommen in Eukaryoten und Prokaryoten vor
Ort, an denen die genetischen Informationen, die in der mRNA codiert ist, in Proteine umgesetzt wird
Größe: 25-30 Nanometer
Algen in der Humanernährung?
nahezu geschmacklos oder würzig-salzigen Geschmack
enthalten Kohlenhydrate und Proteine -> nur teilweise verdauen lassen
geringe Fettgehalte – geringen quantitativen Nährwert
hoher Anteil an Mineralstoffen
hoher Iodgehalt und Vitamine
Kombu, Wakame, Nori
Als Rohstoff für Lebensmittelzusätze wie Agar, Alginat und Carrageen
Woraus bestehen Ribosomen
Ribosome bestehen aus RNA und Proteine
Was geschieht an den Ribosomen?
Was bedeutet 70 S und 80 S-Ribosomen?
Sedimentationskonstante (auch Svedberg-Einheit genannt)→relative Größe/Masse von Ribosomen zu beschreiben
70S→Prokaryotische Ribosomen (30S +50S)
80S→Eukaryotische Ribosomen (40S +60S)
Wo entstehen die Vorstufen der Ribosomen?
im Zellkern von Eukaryoten→rRNA→Synthese von rRNA im Zellkern
➢ Bei Prokaryoten erfolgt Synthese von rRNA im Cytoplasma
Was versteht man unter Polysom?
Aufreihung vieler Ribosomen an der zu translatierenden mRNA während der Proteinsynthese im Cytoplasma bezeichnet
Wie entsteht ein Protein?
bei der Proteinsynthese -> Transkription – Prozessierung – Translation – Faltung und Modifikation der Proteine
Warum ist die Proteinproduktion für eine Zelle so wichtig?
Struktur und Stützfunktion – Aktin und Tubulin
Enzymatische Funktionen – viele Proteine wirken als Enzyme (katalysieren biochemische Prozesse in Zelle)
Transport
Signalübertragung – Signale innerhalb von Zellen
Immunantwort – Antikörper sind Proteine
Struktur und Bewegung – Aktin und Myosin (Kontraktion im Muskelfasern)
Genregulation – Transkriptionsfaktoren – regulieren Genexpression
Stoffwechsel – auch Abbau von Nährstoffen für Energiegewinnung
Strukturerhaltung – Erhalt der Zellstruktur – Reparaturmechanismen – Anpassung an Umweltbedingungen
Wo findet die Transkription statt?
im Zellkern (bei Eukaryoten) oder im Cytoplasma (bei Prokaryoten)
Was geschieht bei der Transkription prinzipiell?
Initiation: Ein Enzym namens RNA-Polymerase bindet an den Promotor, einen spezifischen Bereich der DNA.
Die DNA öffnet sich, und die Synthese von mRNA beginnt.
Elongation: Die RNA-Polymerase liest die DNA-Template-Strang und synthetisiert eine komplementäre mRNA-Sequenz.
Die RNA wird während dieses Prozesses verlängert.
Termination: Die Transkription endet, wenn die RNA-Polymerase ein Terminationssignal erreicht. Die neu synthetisierte
mRNA wird freigesetzt.
Was versteht man unter Splicing/Spleißen?
schneidet die Introns aus der prä-mRNA heraus→Exons bleiben übrig (=Prozessierung)
Wo findet die Translation statt?
Cytoplasma (bei Prokaryoten und Eukaryoten)
Was geschieht bei der Translation prinzipiell?
Initiation: Die reife mRNA bindet an die kleine Untereinheit des Ribosoms. Eine Initiator-tRNA mit der Aminosäure Methionin bindet am Startcodon der mRNA.
Elongation: Das Ribosom bewegt sich entlang der mRNA, und tRNA-Moleküle, die jeweils mit einer bestimmten Aminosäure beladen sind, binden an die entsprechenden Codons auf der mRNA. Die Aminosäuren werden miteinander verknüpft, um eine Polypeptidkette zu bilden.
Termination: Die Translation stoppt, wenn ein Stopcodon erreicht wird. Ein Freisetzungsfaktor bindet ans Ribosom, und die neu synthetisierte Proteinkette wird freigesetzt.
Was versteht man unter dem Code-Sonne. Was wird mit Code-Sonne beschrieben?
Schematische Darstellung des genetischen Codes
dient dazu die Basentripletts der mRNA in die entsprechende Aminosäure zu übersetzen
man liest die Aminosäure heraus aus der Abfolge von 3 Basen→ablesen von innen nach außen
Welche chemisch-physikalischen Eigenschaften haben (proteinogene) Aminosäuren?
Was für Proteinstrukturen gibt es - Hintergrund?
Primärstruktur→Anordnung der AS
Sekundärstruktur→Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Polypeptide→a-Helix und B-Faltblatt
Tertiärstruktur→Verknäuelung der a-Helix
Quartärstruktur→mehrere Proteineinheiten (Proteinkomplex)
Wodurch wird die Tertiärstruktur von Proteinen und damit ihre Konformation bestimmt?
Disulfidbrücken
Wasserstoffbrückenbindungen
Van-der-Waals-Kräfte
Hydrophobe Wechselwirkungen
Ionische Wechselwirkungen
Wie entsteht die Quartärstruktur von Proteinen?
durch die Wechselwirkungen und Bindungen (wie Tertiär) zwischen mehreren individuellen Polypeptidketten
Was für Aufgabe/n haben nicht proteinogene Aminosäuren
Metabolite im Stoffwechsel
Hormone
Neurotransmitter
Toxine
Was ist eine Aminosäure, ein Oligopeptid, ein Polypeptid, ein Protein (mit Beispiel)?
Zentrales Kohlenstoffatom – H-Atom – Aminogruppe – Carboxylgruppe – Rest
Aminosäure mit Peptidbindungen miteinander verbunden
wenige AS: Oligopeptide
mehr AS: Polypeptide
Proteine: mehrere Polypeptide
Was versteht man unter Proteolyse?
Enzymatischer Abbau von Proteinen in kleinere Peptide oder einzelne Aminosäuren
durch Proteasen oder Proteinasen
Endopeptidase: schneiden Proteinkette innerhalb der Peptidkette
Exopeptidase: Entfernen Aminosäuren von den Enden der Proteinkette
Was sind die molekularen Bestandteile (=Grundbausteine) von Zellen?
DNA, RNA, Proteine, Lipide und KH
Was ist ein Fett prinzipiell?
gehören zu den Lipiden →Glycerin und Fettsäuren
Am Aufbau welcher Zellstrukturen sind Kohlenhydrate beteiligt?
Zellmembran
Zellwand bei Pflanzen
Extrazelluläre Matrix
Glykogen
Nukleinsäuren
Proteinsynthese
Was sind Zuckeralkohole/Polysaccharide/Monosaccharide...?
Zuckeralkohol = Glycerin/Glycerol (3-wertiger Alkohol)
Polysaccharide = mehrere Monosaccharide – Cellulose, Stärke (beide Pflanzen), Glykogen (Tier)
Monosaccharide = Fructose, Glucose, Galactose
Wie sind Biomembranen gebaut, aus welchen Bausteinen bestehen sie?
Proteine, Lipide, Kohlenhydrate, Cholesterin (für Fluiditiät)
Welche Eigenschaften und welche Funktion haben Biomembranen?
abhängig von den integralen/peripheren Membranproteinen
Transmembranproteine durchspanen die Membran
Kohlenhydrate, die an Proteine (Glykoproteine) oder an Phospholipide (Glykolipide) geheftet sind -> ragen aus Oberfläche der Plasmamembran und sind Erkennungssignale
Membranen bilden sich ständig neu, verschmelzen und werden abgebaut
Welche Organismen haben Biomembranen?
in allen lebenden Zellen vorhanden
bilden die äußere Hülle von Zellen sowie die Membranen von verschiedenen Organellen
→Viren keine Membran
Was ist ein Phospholipid, welche Eigenschaften hat es?
gehören zu den Lipiden
hydrophober Schwanz und hydrophiler Kopf (amphiphile Eigenschaften)
bilden Membranen
Bilayer
haben Permeabilität
Schwanz: zwei Fettsäureketten
Kopf: Phosphatgruppe + Glycerolmolekül
Welche Funktion haben Kohlenhydrate in Zusammenhang mit der Biomembran?
dass Zellen miteinander interagieren, Informationen austauschen und ihre Umgebung wahrnehmen können
Was bedeutet selektive Permeabilität der Biomembran?
In diesem Sinne könnte man sagen, dass die selektive Permeabilität eine spezifische Form der Permeabilität ist, bei der die Membran eine Auswahl darüber trifft, welche Substanzen passieren dürfen und welche nicht. Daher ist die selektive Permeabilität eine Unterkategorie oder spezifische Ausprägung der allgemeinen Permeabilität.
Was ist eine Zelle?
= kleinste, noch lebensfähige Einheit
Kolonien (mehrere Zellen im Fall von Einzellern)
Gewebe (mehrere Zellen bei mehrzelligen Organismen)
Welche Eigenschaften haben Zellen?
Produktivität/Reproduktion = selbständige Vermehrung, Wachstum
Reizbarkeit = Reaktion auf äußere Reize
eigener Stoffwechsel = Nahrung aufgenommen – Energie gewinnen – Stoffwechselprodukte gebildet
Aufbau und Funktion der besprochenen Zellorganellen und Zellstrukturen
Was bedeutet Kompartimentierung? Welche Funktion erfüllt sie?
Unterteilung oder Aufteilung des zellulären Raums in verschiedene abgegrenzte Bereiche durch Membranstrukturen
→Gliederung in Reaktionsräume (äußere- und innere Membran)
Zellaufbau/Welche „Teile“ kommen darin vor?
1) Zellmembran: Äußere Hülle der Zelle, die sie von ihrer Umgebung abgrenzt und den Transport von Stoffen regelt.
2) Zellkern: Enthält das genetische Material (DNA) und steuert die zellulären Aktivitäten.
3) Zytoplasma: Gelartige Substanz innerhalb der Zelle, in der Organellen schwimmen + chemische Reaktionen stattfinden.
4) Mitochondrien: Energiestationen der Zelle, in denen Energie aus Nährstoffen in Form von ATP produziert wird.
5) Endoplasmatisches Retikulum: Transport von Molekülen innerhalb der Zelle erleichtert.
6) Ribosomen: Kleine Partikel, die Proteine synthetisieren.
7) Golgi-Apparat: Modifiziert, sortiert und verpackt Proteine für den Transport innerhalb und außerhalb der Zelle.
8) Lysosomen: Vesikel, die Enzyme enthalten und an der Verdauung von Zellmaterial beteiligt sind.
9) Zellskelett: Netzwerk aus Proteinfasern, das der Zelle Form und Struktur verleiht und an der Zellbewegung beteiligt ist. →Mikrotubuli, Mikrofilamente (Aktinfilamente), Intermediärfilamente
10) Vakuolen: Große, mit Flüssigkeit gefüllte Bläschen in Pflanzenzellen, die für die Speicherung von Nährstoffen und die Aufrechterhaltung des Zelldrucks verantwortlich sind.
Wo ist das Leben entstanden? Übergang von Wasser an das Landleben
Im wässrigen Milieu (Ozeanen)
Pflanzen waren erste Organismen, die da Landleben kolonisierten
Wer ist Lucy/Udo in Bezug auf Hominiden-Entwicklung?
Lucy: Australopithecus afarensis vor 3,2 Mio. Jahren (vom Becken abwärts wie heutiger Mensch)
UDO: Danuvios guggenmosi – 12 Mio. Jahre alt – erster auf zwei Beinen!
Was ist LUCA?
sämtliche Lebewesen der Erde, Pflanzen, Tiere, Pilze und einzellige Formen lassen sich auf eine einzige „primitive“ Urform zurückführen
Was besagt die Endosymbiontentheorie?
Woraus sind die Mitochondrien entstanden?
aeroben α-Proteobakterien
Woraus sind die Plastiden entstanden
Cyanobakterium
Was bedeutet „suo generis“?
lateinischer Ausdruck, der wörtlich übersetzt "seiner eigenen Art" bedeutet
Einzigartigkeit eines Phänomens, Objekts oder einer Person
Plastiden entstehen aus sich selbst
Was bedeutet Totipotenz?
bedeutet, dass eine Zelle das Potenzial hat, alle Arten von Zellen zu bilden, einschließlich der Zellen, die für die Entwicklung eines vollständigen Organismus notwendig sind→nach der Befruchtung einer Eizelle entsteht eine totipotente Zygote
Was versteht man unter Stoffwechsel?
gesamte Komplex von biochemischen Prozessen, die in einem Organismus ablaufen, um Energie zu gewinnen und Substanzen aufzubauen, um die verschiedenen Lebensfunktionen aufrechtzuerhalten.
Was versteht man unter Assimilation?
Assimilation: Nährstoffe aus Umgebung aufnehmen und Aufbau von Molekülen
Was versteht man unter Dissimilation?
Dissimilation: Abbau von Molekülen zur Energiegewinnung
Was ist ATP und was erfüllt es für eine Funktion in Zellen?
Welche Redox-Äquivalente/Nukleotide kennen Sie? Welche Aufgabe haben sie?
NAD+ und NADH
FAD und FADH2
Coenzym Q
GSH und GSSG
Vitamin C und Vitamin E
Hauptaufgabe: Elektronen während oxidativer Prozesse zu übertragen und Energie zu erzeugen. →Spielen eine zentrale Rolle in der Zellatmung, der Energieproduktion + anderen Stoffwechselwegen →Antioxidantien zum Schutz vor schädlichen oxidativen Reaktionen.
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