Bio Leistungsfach Klausur NR.1
I. Cytologie
Biologische Prinzipien – Im Wandel?
Prinzip Erläuterung Beispiele
Struktur und Funktion Alle biologischen Strukturen sind in ihrem Venusfliegenfalle,
Bau an eine bestimmte Funktion angepasst. Schwimmhäute, Kiemen
Zelluläre Organisation Alle Lebewesen bestehen aus einer oder Kompartimentierung,
mehreren Zellen. Diese sind durch eine Zellorganelle
Membran von der Umgebung abgegrenzt,
stehen aber mit ihr im Stoff- und
Energieaustausch.
Spezifische Jeder Organismus verfügt über eine Vielzahl Immun-/ Hormonsystem,
Molekülinteraktion von Molekülen, die eine hochspezifische Antikörper,
Struktur besitzen und mit passenden Enzyme
Molekülen wechselwirken können.
Regulation Regulationsvorgänge, d.h. die Körpertemperatur gleich-/
Konstanthaltung bestimmter Zustandsgrößen wechselwarmer Tiere
sind die Voraussetzung für Stoffwechsel und (Eidechse), Herzschlag,
ontogenetiche Entwicklung. Atmung
Information und Aufnahme, Verarbeitung und Speicherung Immun-/ Hormon-/
Kommunikation von Informationen ermöglichen Nervensystem,
Kommunikation zwischen Lebewesen und Sprache
innerhalb eines Lebewesens.
Reproduktion Lebewesen pflanzen sich fort und geben ihre Fortpflanzung, Pilze,
Erbinformation nach bestimmten Bakterien, Pusteblume,
Gesetzmäßigkeiten an die Nachkommen Bienchen und Blümchen
weiter. ➔ DNA als Grundlage
Energieumwandlung Alle Lebewesen sind energiebedürftigt und Zellatmung, Fotosynthese,
laufen unter Energie- und Stoffumwandlung ATP (Universeller
ab. Energieträger)
Variabilität und Variabilität ist die Veränderlichkeit von Schnecke(nhaus): Schutz,
Angepasstheit Merkmalen die zur Vielfalt führt. Schneehase (weiß: Tarnung),
Angepasstheiten sind erbliche Merkmale, die Pfeilgiftfrosch (Warntracht),
im Laufe der Evolution entstanden sind. Mensch
1
,Diese inhaltsbezogenen Kompetenzen sind den drei Basiskonzepten zugeordnet:
System Gegenstand der Biologie sind lebende Systeme, die auf unterschiedlichen
Strukturebenen betrachtet werden: Molekül, Zelle, Gewebe, Organ,
Organismus, Ökosystem und Biosphäre. Es handelt sich um offene Systeme,
die in ständigem Austausch mit der Umwelt stehen. Sie vertreiben Stoff- und
Energieumwandlung, stehen in Wechselbeziehung untereinander und
kommunizieren durch Austausch von Informationen. Lebende Systeme
besitzen die Fähigkeit zur Steuerung und Regelung.
Struktur und Häufig lassen sich biologische Strukturen über deren Funktionen verstehen.
Funktion Struktur und Funktion bedingen einander gegenseitig. Auf der Ebene der
Zellen und Organe lassen sich Beispiele für das Basiskonzept Struktur und
Funktion finden: Oberflächenvergrößerung, Gegenspieler- und Schlüssel-
Schloss-Prinzip. Auf der Ebene der Organismen gibt es viele Struktur- und
Funktionsbeziehungen, die mit deren Lebensweise und Umwelt
zusammenhängen und als Angepasstheit zusammengefasst werden.
Entwicklung Biologische Systeme entwickeln und verändern sich. Die
Individualentwicklung findet auf der Ebene der Zellen, Gewebe, Organe und
Organismen statt. Keimung, Wachstum oder der Lebenszyklus vom Embryo
bis zum Tod sind Beispiele hierfür.
Evolutionäre Entwicklung ist gekennzeichnet durch die Veränderung von
Populationen. Mutationen, Neukombinationen der Gene und Selektions-
prozesse halten diesen Prozess aufrecht und sichern den Fortbestand
vielfältigen Lebens, auch bei sich ändernden Umweltbedingungen.
1. Kennzeichen der Lebewesen
- Bewegung aus eigener Kraft
- Stoffwechsel
- Fortpflanzung
- Entwicklung und Wachstum
- Reizbarkeit und Verhalten
- Zellulärer Aufbau
Die Bausteine des Lebens
Die Zelle Ist die kleinste lebende Einheit aller Organismen. (Nervenzelle)
Das Gewebe Ist eine geordnete Ansammlung ähnlicher Zellen mit (Muskelgewebe)
koordinierter Funktion.
Die Organe Bestehen aus mehreren Geweben, die im Zusammenspiel (Herz)
funktionieren.
Sie bilden Organsysteme. (Verdauungs-/
Herzkreislaufsystem)
Ein vielzelliger Ist ein wiedererkennbares, in sich geschlossenes (Mensch/ Tier)
Organismus Individuum mit Organen und Organsystemen.
Organisation der Lebewesen
Zelle → Gewebe → Organ → Organsystem → Organismus
(Einzeller) (Vielzeller)
2
, Jede Struktur ist die Voraussetzung der jeweils übergeordneten Ebene. Auf jeder Ebene kommen
neue Eigenschaften hinzu, die erst durch das Zusammenwirken der einzelnen Strukturen möglich
werden. Lebewesen sind also mehr als nur die Summe ihrer „Einzelteile“.
Die meisten Zellen besitzen eine
Größe zwischen 5 und 100
Mikrometer. Zu den größten
tierischen Zellen zählen die Eizellen
der Vögel. Tier und Pflanzenzellen
bezeichnet man als eukaryotische
Zellen. Eukaryoten besitzen einen
echten Zellkern (griech. Karyon =
Kern) und andere durch Membranen
abgegrenzte Zellorganellen (griech.
Werkzeug). Zellorganellen sind
Zellbestandteile mit eigener
Funktion (Funktionseinheit) und
meist von einer Membran umgeben.
1.1. Lichtmikroskopisches Bild der Tier- und Pflanzenzelle
Das Lichtmikroskop
Kleinere Strukturen müssen vergrößerst werden, damit wir sie sehen können. Dies erreichen wir z.B.
durch Lichtmikroskope (LM). Das Auflösungsvermögen ist von der Wellenlänge des Lichtes abhängig.
Benachbarte Punkte können nur getrennt abgebildet werden, wenn sie mindestens eine halbe
Wellenlänge voneinander entfernt sind. Je kleiner/ kürzer die Wellenlänge, desto geringer ist die
Mindestentfernung zweier Bildpunkte. Daher verwendet man häufig eher kurzwelliges blaues Licht
um kleine Punkte näher abzubilden.
Wellenlänge des sichtbaren Lichts und menschliches Auflösungsvermögen
Lichtqualitäten:
UV Violett Blau Grün Gelb Orange Rot Infrarot
400 500 600 700 750 nm
Kleine Wellenlänge Große Wellenlänge
Hoher Energiegehalt Geringer Energiegehalt
Kurzwelliges Langwelliges
Blaues Licht rotes Licht
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I. Cytologie
Biologische Prinzipien – Im Wandel?
Prinzip Erläuterung Beispiele
Struktur und Funktion Alle biologischen Strukturen sind in ihrem Venusfliegenfalle,
Bau an eine bestimmte Funktion angepasst. Schwimmhäute, Kiemen
Zelluläre Organisation Alle Lebewesen bestehen aus einer oder Kompartimentierung,
mehreren Zellen. Diese sind durch eine Zellorganelle
Membran von der Umgebung abgegrenzt,
stehen aber mit ihr im Stoff- und
Energieaustausch.
Spezifische Jeder Organismus verfügt über eine Vielzahl Immun-/ Hormonsystem,
Molekülinteraktion von Molekülen, die eine hochspezifische Antikörper,
Struktur besitzen und mit passenden Enzyme
Molekülen wechselwirken können.
Regulation Regulationsvorgänge, d.h. die Körpertemperatur gleich-/
Konstanthaltung bestimmter Zustandsgrößen wechselwarmer Tiere
sind die Voraussetzung für Stoffwechsel und (Eidechse), Herzschlag,
ontogenetiche Entwicklung. Atmung
Information und Aufnahme, Verarbeitung und Speicherung Immun-/ Hormon-/
Kommunikation von Informationen ermöglichen Nervensystem,
Kommunikation zwischen Lebewesen und Sprache
innerhalb eines Lebewesens.
Reproduktion Lebewesen pflanzen sich fort und geben ihre Fortpflanzung, Pilze,
Erbinformation nach bestimmten Bakterien, Pusteblume,
Gesetzmäßigkeiten an die Nachkommen Bienchen und Blümchen
weiter. ➔ DNA als Grundlage
Energieumwandlung Alle Lebewesen sind energiebedürftigt und Zellatmung, Fotosynthese,
laufen unter Energie- und Stoffumwandlung ATP (Universeller
ab. Energieträger)
Variabilität und Variabilität ist die Veränderlichkeit von Schnecke(nhaus): Schutz,
Angepasstheit Merkmalen die zur Vielfalt führt. Schneehase (weiß: Tarnung),
Angepasstheiten sind erbliche Merkmale, die Pfeilgiftfrosch (Warntracht),
im Laufe der Evolution entstanden sind. Mensch
1
,Diese inhaltsbezogenen Kompetenzen sind den drei Basiskonzepten zugeordnet:
System Gegenstand der Biologie sind lebende Systeme, die auf unterschiedlichen
Strukturebenen betrachtet werden: Molekül, Zelle, Gewebe, Organ,
Organismus, Ökosystem und Biosphäre. Es handelt sich um offene Systeme,
die in ständigem Austausch mit der Umwelt stehen. Sie vertreiben Stoff- und
Energieumwandlung, stehen in Wechselbeziehung untereinander und
kommunizieren durch Austausch von Informationen. Lebende Systeme
besitzen die Fähigkeit zur Steuerung und Regelung.
Struktur und Häufig lassen sich biologische Strukturen über deren Funktionen verstehen.
Funktion Struktur und Funktion bedingen einander gegenseitig. Auf der Ebene der
Zellen und Organe lassen sich Beispiele für das Basiskonzept Struktur und
Funktion finden: Oberflächenvergrößerung, Gegenspieler- und Schlüssel-
Schloss-Prinzip. Auf der Ebene der Organismen gibt es viele Struktur- und
Funktionsbeziehungen, die mit deren Lebensweise und Umwelt
zusammenhängen und als Angepasstheit zusammengefasst werden.
Entwicklung Biologische Systeme entwickeln und verändern sich. Die
Individualentwicklung findet auf der Ebene der Zellen, Gewebe, Organe und
Organismen statt. Keimung, Wachstum oder der Lebenszyklus vom Embryo
bis zum Tod sind Beispiele hierfür.
Evolutionäre Entwicklung ist gekennzeichnet durch die Veränderung von
Populationen. Mutationen, Neukombinationen der Gene und Selektions-
prozesse halten diesen Prozess aufrecht und sichern den Fortbestand
vielfältigen Lebens, auch bei sich ändernden Umweltbedingungen.
1. Kennzeichen der Lebewesen
- Bewegung aus eigener Kraft
- Stoffwechsel
- Fortpflanzung
- Entwicklung und Wachstum
- Reizbarkeit und Verhalten
- Zellulärer Aufbau
Die Bausteine des Lebens
Die Zelle Ist die kleinste lebende Einheit aller Organismen. (Nervenzelle)
Das Gewebe Ist eine geordnete Ansammlung ähnlicher Zellen mit (Muskelgewebe)
koordinierter Funktion.
Die Organe Bestehen aus mehreren Geweben, die im Zusammenspiel (Herz)
funktionieren.
Sie bilden Organsysteme. (Verdauungs-/
Herzkreislaufsystem)
Ein vielzelliger Ist ein wiedererkennbares, in sich geschlossenes (Mensch/ Tier)
Organismus Individuum mit Organen und Organsystemen.
Organisation der Lebewesen
Zelle → Gewebe → Organ → Organsystem → Organismus
(Einzeller) (Vielzeller)
2
, Jede Struktur ist die Voraussetzung der jeweils übergeordneten Ebene. Auf jeder Ebene kommen
neue Eigenschaften hinzu, die erst durch das Zusammenwirken der einzelnen Strukturen möglich
werden. Lebewesen sind also mehr als nur die Summe ihrer „Einzelteile“.
Die meisten Zellen besitzen eine
Größe zwischen 5 und 100
Mikrometer. Zu den größten
tierischen Zellen zählen die Eizellen
der Vögel. Tier und Pflanzenzellen
bezeichnet man als eukaryotische
Zellen. Eukaryoten besitzen einen
echten Zellkern (griech. Karyon =
Kern) und andere durch Membranen
abgegrenzte Zellorganellen (griech.
Werkzeug). Zellorganellen sind
Zellbestandteile mit eigener
Funktion (Funktionseinheit) und
meist von einer Membran umgeben.
1.1. Lichtmikroskopisches Bild der Tier- und Pflanzenzelle
Das Lichtmikroskop
Kleinere Strukturen müssen vergrößerst werden, damit wir sie sehen können. Dies erreichen wir z.B.
durch Lichtmikroskope (LM). Das Auflösungsvermögen ist von der Wellenlänge des Lichtes abhängig.
Benachbarte Punkte können nur getrennt abgebildet werden, wenn sie mindestens eine halbe
Wellenlänge voneinander entfernt sind. Je kleiner/ kürzer die Wellenlänge, desto geringer ist die
Mindestentfernung zweier Bildpunkte. Daher verwendet man häufig eher kurzwelliges blaues Licht
um kleine Punkte näher abzubilden.
Wellenlänge des sichtbaren Lichts und menschliches Auflösungsvermögen
Lichtqualitäten:
UV Violett Blau Grün Gelb Orange Rot Infrarot
400 500 600 700 750 nm
Kleine Wellenlänge Große Wellenlänge
Hoher Energiegehalt Geringer Energiegehalt
Kurzwelliges Langwelliges
Blaues Licht rotes Licht
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