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Grundwissenskatalog Biologie 9
Nervensystem
Zentrales Nervensystem (ZNS): − Gehirn und Rückenmark
Gib eine Übersicht zu den Bestandteilen des menschlichen Nervensystems an!
Peripheres Nervensystem (PNS): − Somatisches NS (= willkürlich) − Vegetatives NS (= unwillkürlich), gebildet von den Antagonisten Sympathikus („Angriff, Ver-‐ teidigung, Flucht“) und Parasympathikus („Ru-‐ he und Energieeinsparung“)
Nervensystem
Nervensystem
Nervensystem
Skizziere den Aufbau einer menschlichen Nervenzelle!
Synapsen sind Verbindungsstellen zwischen Nerven-‐ zelle und Nervenzelle, Muskelzelle oder Drüsenzelle.
Erkläre eine Synapse!
Die Informationsübertragung erfolgt über chemische Botenstoffe (= Transmitter). Diese erzeugen in der Zielzelle einen elektrischen Impuls, der wiederum weitergeleitet wird.
Definiere „Reflex“ und nenne Beispiele dazu!
Reflexe sind sehr schnelle, angeborene und unbe-‐ wusste Reaktionen, die stets in gleicher Form als Antwort auf einen einfachen Reiz erfolgen. Sie ha-‐ ben meist Schutzfunktion für den Körper. Bsp. Kniesehnenreflex, Lidschlussreflex, Hustenre-‐ flex, Pupillenreaktion
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Nervensystem
Reiz à Sinneszelle(n) = Rezeptor (Ort der Reizaufnahme) sensorischer Nerv = Afferenz (Erregungsleitung)
Erkläre die Abschnitte eines „Reflexbogens“!
Rückenmark = Reflexzentrum (Erregungsverarbeitung, und -‐umschaltung) motorischer Nerv = Efferenz (Erregungsleitung) Erfolgsorgan = Effektor (Organ, das die Reaktion aus-‐ führt)
à Reaktion
Sinne
Beschreibe den Bau des Auges!
1 2 3 4 5 6
Gelber Fleck Blinder Fleck Netzhaut (Retina) Aderhaut Pigmentschicht Lederhaut
(7 8 9 (10 11 12
Ziliarmuskel) Hornhaut Linse Zonulafasern) Glaskörper Sehnerv
Sinne
Kurzsichtigkeit: Augapfel zu lang → scharfes Bild vor der Netzhaut
Nenne Sehfehler und deren Ursachen!
Beschreibe den Bau des Ohrs! Sinne
Weitsichtigkeit: Augapfel zu kurz → scharfes Bild hinter der Netzhaut Alters(weit)sichtigkeit: Verringerung der Eigenelastizität der Linse → Nah-‐ punktentfernung vergrößert sich
Außenohr 1 Ohrmuschel 2 Gehörgang Mittelohr 3 Trommelfell 4 Ohrtrompete (Eustachische Röhre) 5 Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel) Innenohr 6 Bogengänge (Labyrinth) 7 Hörnerv 8 Hörschnecke
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Sinne
Schallwellen versetzen das Trommelfell in Schwin-‐ gungen, welches die Gehörknöchelchen zum vibrie-‐ ren bringt.
Erkläre die Funktionsweise des Sinnesorgans Ohr!
Der Steigbügel gibt die mechanische Bewegung ver-‐ stärkt über das ovale Fenster an die zähflüssige Ohr-‐ lymphe und somit an die Membranen in der Hör-‐ schnecke weiter. So entstehen Wanderwellen, welche an bestimmten Stellen Haarsinneszellen erregen, die die Reize in elektrische Impulse umwandeln und diese über den Hörnerv zum Gehirn leiten.
Sinne
Lärmschäden:
Nenne eine Beeinträchtigung des Hörsinns und deren Ursachen!
Übermäßige und laute Beschallung verursacht seeli-‐ sche und körperliche Beschwerden. Bei sehr großer Lautstärke werden Hörsinneszellen geschädigt und sogar zerstört.
Hormone
Die Folgen sind Schwerhörigkeit und Taubheit.
Hormone sind chemische Botenstoffe, welche durch Teile des Nervensystems, von Hormondrüsen und von manchen Geweben gebildet werden.
Definiere Hormone!
Sie werden über das Blutkreislaufsystem zum Er-‐ folgsorgan transportiert und binden dort reversibel nach dem Schlüssel-‐Schloss-‐Prinzip.
Hormone
Ihre Wirkung ist spezifisch, lang anhaltend und tritt schon in kleinsten Mengen ein.
Vereinfacht gesagt erfolgt die Selbstregulation des Blutzuckerspiegels über die beiden antagonistischen Hormone Insulin und Glukagon.
Erläutere die Regulierung des Blutzuckerspiegels!
− Insulin bewirkt die Glukoseaufnahme aus dem Blut in Körperzellen (dort Speicherung als Gly-‐ kogen oder Fett) à Blutzuckerspiegel sinkt. − Glukagon bewirkt den Abbau des Glykogen-‐ speichers und die Freisetzung von Glukose in das Blut à Blutzuckerspiegel steigt.
Genetik
Stelle dar, was Proteine auszeich-‐ net und nenne drei Beispiele für ihre Aufgaben im Körper!
Nenne die Aufgabe der DNA und beschreibe das Strickleiter-‐ Modell der DNA!
Genetik
Genetik
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Erkläre, was Chromosomen sind und in welchen Formen sie auftre-‐ ten können!
Proteine (= Eiweiße) sind Kettenmoleküle („Polyme-‐ re“), aufgebaut aus Aminosäuren, welche über Pep-‐ tidbindungen miteinander verknüpft sind. Dadurch erreichen sie eine sehr große Vielfalt und übernehmen verschiedenste Aufgaben im Körper. Bsp. Transport (Hämoglobin), Bewegung (Muskel-‐ proteine), Stabilisierung (Keratin der Haare), Kom-‐ munikation (Hormone), Blutgerinnung (Fibrinogen), Abwehr (Antikörper)
Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist der Speicher der Erbinformationen. Beim Strickleiter-‐Modell der DNA bestehen die bei-‐ den „Holme“ aus Zucker-‐Phosphat-‐Ketten, welche durch „Sprossen“ aus 2 von 4 möglichen komple-‐ mentären Basen (Adenin und Thymin oder Guanin und Cytosin) verbunden sind.
Chromosomen sind Verpackungseinheiten der DNA und stellen die Transportform der genetischen In-‐ formationen dar. Sie entstehen durch Spiralisierung des Chromatins, stabilisiert durch Proteine.
Genetik
Ein Karyogramm ist die grafische Darstellung der nach Größe geordneten und durchnummerierten Chromosomen einer Zelle (Chromosomenkarte).
Beschreibe den Aufbau und die Besonderheiten eines menschli-‐ chen Karyogramms!
Ein menschlicher Zellkern enthält 46 Chromosomen (23 homologe Chromosomenpaare). Davon sind 22 Paare Autosomen (Körperchromoso-‐ men) und 1 Paar Gonosomen (Geschlechts-‐ chromosomen). Das weibliches Chromosomenmuster (= Karyotyp) ist 44+XX, das männliche 44+XY.
Genetik
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Ein Gen ist ein Abschnitt bestimmter Länge und so-‐ mit Basenabfolge auf der DNA.
Erkläre den Begriff „Gen“!
Somit entspricht ein Gen einer Informationseinheit (= Erbanlage), der die Anleitung für ein Protein ent-‐ hält.
Genetik
Genetik
Genetik
Die Proteinbiosynthese gliedert sich in zwei Ab-‐ schnitte:
Beschreibe kurz den Vorgang der Proteinbiosynthese!
(1) Transkription: Von einem Gen auf der DNA wird eine einsträngige Kopie angefertigt – die mRNA (messenger RNA) (2) Translation: Ribosomen übersetzen mit Hilfe von tRNA (transfer RNA) die genetische Information der mRNA in ein Protein.
Nenne die Abschnitte des Zellzyklus und erkläre kurz welche Funktion sie jeweils haben!
Beschreibe, welche Aufgabe die Replikation hat!
Phase
Funktion
Mitose
Kern-‐ und Zellteilung
G1-‐Phase
Zellstoffwechsel und -‐wachstum
(G0-‐Phase)
(Spezialisierung der Zelle mit Verlassen des Zellzyklus)
Synthese-‐Phase
Verdopplung der DNA (= Replikation)
G2-‐Phase
Vorbereitung auf Mitose
Währende der Replikation findet eine identische Verdopplung der gesamten DNA eines Zellkerns statt.
Genetik
Genetik
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Beschreibe den Ablauf der Mitose und nenne ihre biologische Aufgabe!
Beschreibe den Ablauf der Meiose und nenne ihre biologische Aufgabe!
Eine Mitose ist eine Zellkernteilung mit anschlie-‐ ßender Zellteilung (= Cytokinese), welche der Bil-‐ dung und Vermehrung von Körperzellen dient. Die fließend übergehenden Phasen der Mitose sind: Prophase – Metaphase – Anaphase – Telophase Die Mitose ist nötig für biologische Prozesse wie Wachstum oder Heilung.
Die Meiose gliedert sich in die Reduktionsteilung (Trennung der homologen Chromosomenpaare) und die Äquationsteilung (Trennung der Chromosomen). Sie ist zuständig für die Bildung von Keimzellen (= Spermien oder Eizellen) unter Reduktion des Chromosomensatzes und zufälliger Verteilung (= Neukombination) der Erbanlagen.
Immunsystem
Das menschliche Immunsystem besteht aus: -‐ natürliche Barrieren wie Haut, Schleim, Säure, Enzyme, Spülung, Bakterien-‐Flora
Zähle die Bestandteile des menschlichen Immunsystems auf!
-‐ lymphatische Organe wie Lymphknoten, Kno-‐ chenmark, Milz -‐ verschiedene Leukozyten wie Makrophagen, Kil-‐ lerzellen und T-‐Helferzellen
Immunsystem
-‐ lösliche Proteine wie Antikörper
Antigene sind spezifische Oberflächenmerkmale von Krankheitserregern oder auch Körperzellen.
Erkläre die Begriffe Antigen und Antikörper!
Antikörper werden von Plasmazellen gebildet und sind Y-‐förmige Proteine, deren Stiel konstant und deren Arme variabel sind. Die variablen Arme kön-‐ nen an passende Antigene binden, einen Antigen-‐ Antikörper-‐Komplex bilden und dadurch eine Ver-‐ klumpung der Zellen verursachen. Diese wird dann von Makrophagen beseitigt.
Grundwissenskatalog Biologie 9 Aktive Immunisierung:
Immunsystem Immunsystem
Erkläre, warum Antibiotika als Medikamente eingesetzt werden können! und welche Gefahr bei einer übermäßigen Verwendung droht!
Antibiotika (Einzahl: Antibiotikum) sind ursprünglich natürlich gebildete Stoffe von Pilzen oder Bakterien, die schon in geringer Konzentration das Wachstum von anderen Mikroorganismen hemmen oder diese abtöten.
Welche Gefahr droht bei einer übermäßigen oder nicht sachge-‐ rechten Verwendung von Antibiotika!
Bakterien können gegen Antibiotika unempfindlich werden (= Antibiotikaresistenz) und die Resistenz-‐ gene an Krankheitserreger weitergeben, so dass Krankheiten durch Antibiotika nicht mehr behandelt werden können.
Immunsystem
Stelle die zwei unterschiedlichen Arten einer Impfung dar!
Immunsystem
Ein abgeschwächter Krankheitserreger oder dessen Antigene werden in den Körper eingebracht. Wenn die Immunabwehr reagiert, entsteht eine lang anhal-‐ tende Immunität gegen den Erreger. Passive Immunisierung: Dem bereits infizierten oder Erkrankten werden fremde Antikörper zur Beseitigung der Erreger ver-‐ abreicht.
Erkläre, was AIDS ist und wodurch es ausgelöst wird!
AIDS (aquired immunodeficiency syndrome) ist eine nicht heilbare Immunschwächekrankheit. Sie wird vom HI-‐Virus (human immunodeficiency vi-‐ rus) hervorgerufen, welches die T-‐Helferzellen des Immunsystems befällt.
Immunsystem
Immunsystem
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Nenne mögliche Übertragungswege des HI-‐Virus!
Beschreibe, was eine Allergie und ein anaphylaktischer Schock ist!
HIV kann vor allem übertragen werden, wenn es in ausreichender Menge in den Körper über offene Wunden oder eine Schleimhaut gelangt. Eine Ansteckung mit AIDS ist möglich über Kontakt mit Blut oder über ungeschützten (= ohne Kondom durchgeführten) Geschlechtsverkehr.
Allergien sind übermäßige Reaktionen des Immun-‐ systems auf eigentlich harmlose Antigene wie Pol-‐ len, Hausstaub (= Hausmilbenkot) oder Lebensmit-‐ teln, welche dann als Allergene bezeichnet werden. Ein anaphylaktischer Schock ist eine körperumfas-‐ sende Allergiereaktion, welche sich als lebensbe-‐ drohlicher Kreislaufzusammenbruch äußert.
