Zusammenfassung Lernzettel Biologie Leistungskurs

Biologieabitur 2020 – Leistungskurs

Themenbereich I: Genetik
Bau und Funktion einer Zelle
Eukaryotische Zellen/Euzyten --Kompartimente bzw. Zellorganellen:
1. Zellmembran: Trennt das Zytoplasma von dem extrazellulären Raum und kontrolliert
den Stoffaustausch
 Oft Semipermeablitiät
2. Zytoskelett: Sorgt für Stabilität durch ein anpassungsfähiges Gerüst aus
Proteinverbindungen
 Fadenartige Proteine: Aktinfilamente, Intermediärfilamente und Mikrotuboli
3. Zellkern: Erbgut der Zellen liegt im Zellkern (Nukleus besitzt ei
eine
ne Kernhülle aus einer
Doppelmembran)
 Kernporen erlauben Austausch von Makromolekülen zwischen Zytoplasma und
Karyoplasma
 Standort der Replikation und Transkription
4. Ribosomen: Standort der Proteinproduktion (durch Aufbau aus RNA)
 Können frei im Zytoplasma oder an das Endoplasmatische Retikulum gebunden
vorliegen
5. Endoplasmatisches Retikulum (ER): Umbau, Speicherung und Transportierung von
Molekülen in den miteinander verbundenen Kanälen und Holräumen (Zisternen)
 An Oberfläche des ER stellen Ribosomen Protein
Proteinee her, die in
Membranzisternen weiter verarbeitet und verschickt werden (Glattes ER trägt
keine Rib.)
6. Golgi-Apparat:
Apparat: Besteht aus Stapel von Membranzisternen (Dictyosomen)
 An deren Enden werden Vesikel (membranumhüllte Blasen) abgeschürt, die
wiederrum an der Zellmembran ihren Inhalt (sekretorische Proteine) an die
Umwelt abgeben (Prozess der Exozytose)
7. Lysosomen: (Vom Golgi
Golgi-Apparat
Apparat gebildet) Von einer Membran umgebene Organellen
die Enzyme zur zellulären Verdauung enthalten
8. Mitochondrien: Kraftwerke eukary
eukaryotischer
otischer Zellen (Doppelte Membran durch
Endosymbiontentheorie
Endosymbiontentheorie- Innere rohrenförmige Membran Tubuli& Äußere faltenartige
Membran Cristae)
 An der inneren Membran befinden sich Enzyme der Atmungskette
 Innenraum der Mitochondrien (Matrix) enthält Ribosomen, ringförmige DNA-
Moleküle und Proteine für den Citratzyklus
9. Zentriolen: Wichtig für die Zellteilung, bestehend aus Mikrotubuli (schraubig
abgeordnete Proteine)
 Bestandteil des Zytoskeletts

,Besonderheiten von pflanzlichen Zellen:

1. Plastiden (ähnlich wie Mitochondrien aufgebaut): Eigenes Erbgut und
Doppelmembran, Vorstufe Proplastiden
 Daraus hervor gehen: Leukoplasten (Stärke-,Lipidspeicher), Chromoplasten
(Farbstoffhalter) und Chloroplasten (Fotosyntheseort)
2. Vakuolen (andere Form Zentralvakuole): Können fast die ganze Zelle ausfüllen, sorgen
für den Innendruck in der Pflanzenzelle (Tugor)
 Können der Speicherung und Verdauung dienen



Prokaryotische Zellen (Mikroorganismen ohne Zellkern)- Bakterien und Archaeen:

1. Kein Zellkern: DNA der Prokaryoten schwimmt frei im Zytoplasma (Kernäquivalent- hat
gleiche Funktion wie Zellkern)
2. Genom besteht aus kreisförmig-angeordnetem doppelsträngigem Stück DNA
(Bakterienchromosom-kein Anfang oder Ende wie bei Eukaryoten)
 Teilweise noch weitere DNA-Moleküle: Plasmide (DNA-Ringe mit
unbedeutenden Informationen wie Antibiotika- oder Giftresistenzen) können
unter Bakterien ausgetauscht werden
3. Zellwand: Hält Form der Protocyte und schützt vor Konzentrationsausgleich
 Im Außenmilieu liegt geringere Stoffkonzentration vor, was zu osmotischem
Druck führt (Wasser würde bei semipermeabler Membran eindringen)
 Vor Explosionsschutz: Glykokalyx (Schleimschicht) aus Polysacchariden, auch
zum Schutz vor Austrocknung
4. Pili (Pilus): Zellfortsätze (Je nach Typus können sie als Anheftungsmittel für Feststoffe,
Nährstoffe oder andere Bakterien dienen
5. Flagellum: Aus Proteinen bestehendes Fortbewegungsmittel

,1. Watson-Crick-Modell
Modell der Desoxyribonukleinsäure
 Fadenförmiges Makromolekül mit spiralig gegenläufigen Polynukleotidsträngen in
einer Doppelhelix
 Komplementär und antiparallel aufgebaut (3‘ und 5‘ gegenüber)
 Codogener Strang/Matrizenstrang trägt relevante Basenfolge
 Besteht aus stickstoffhaltigen Basen, Desoxyribose und Phosphatgruppen
 Basen werden durch Wasserstoffbrückenbindu
Wasserstoffbrückenbindungen
ngen verbunden
 Desoxyribose und Phosphor werden durch Phosphordiesterbindungen
verbunden
 Stabilität der DNA durch Basenstapelkräfte ermöglicht (neben WBBs)
 Dipoleffekt zwischen partiell positiv geladenen exocyclischen Gruppen der
Basen mit den ππ-Elektronenwolken
wolken der vertikal benachbarten Basen


2. Stickstoffhaltige Basen:
 Purinbasen (Zwei Wasserstoffbrückenbindungen)
 Adenin und Guanin
 Doppelringe
 Pyrimidinbasen (Drei Wasserstoffbrückenbindungen)
 Thymin (bzw. Uracil) und Cytosin
 Einfache Ringe
 Chargraff-Regel
 Parität (gleiche Anzahl) von Nukleinbasen auf beiden
DNA-Strängen
Strängen zwischen Purinen und Pyrimidinen

3. Unterschiede zu einer Ribonukleinsäure
 Polynukleotidkette mit Ribose statt Desoxyribose (Einfacher Zucker) und Uracil statt
Thymin
 kann genetische
netische Informat
Information übertragen
 kann Zellporen durchdringen
 RNA-Moleküle
Moleküle tragen zur Übersetzung von Information in Proteine bei
 Regulation von Genen
 katalytische Funktionen (ähnlich wie Enzym)

, DNA-Replikation
 Semikonservativ (Mutter
(Mutter-DNA bleibt in jedem Tochter-Molekül
Molekül zur Hälfte erhalten)
statt konservativ (vollständiges Erhalten der Ursprungs
Ursprungs-DNA)
DNA) oder dispers
(abwechselnde Verteilung)
 Multienzymkomplex („Replikationsmaschine“)




1. Topoisomerase
 für Änderungen der Topologie (räumliche Anordnung) von DNA-Molekülen
Molekülen
verantwortlich
 überführen superhelikale DNA in entspannte DNA
2. Helicase
 Entspiralisiert und öffnet den Doppelstrang durch lösen der
Wasserstoffbrückenbindungen (unter ATP
ATP-Verbrauch)
 Entstehen einer YY-förmigen Replikationsgabel
 Einzelstrangbindungsproteine halten die Stränge getrennt
3. RNA-Primase
 Die Primase setzt einen Primer (Ansatzpunkt für die DNA-Polymerase)
Polymerase)
 Werden durch weitere Polymerasen (Polymerase I) entfernt und durch Nukleotide
ersetzt
4. DNA-Polymerase
 Die Polymerase III des Multienzymkomplexes synthetisieren in 5‘
5‘-3‘--Richtung
 Am Leitstrang kontinuierliche Synthese; am Folgestrang dis
diskontinuierlich
kontinuierlich
 Gleitklammerproteine halten Kontakt zwischen Strang und Polymerase
 Nach Ansetzen an einem Primer werden freie Nukleotide eingebaut
 Diskontinuierliche Synthese: Anbinden von Okazaki
Okazaki-Fragmenten
5. DNA-Ligase
 Enzym verbindet die Okazaki
Okazaki-Fragmentee mit Phosphordiesterbindungen zu einem
vollständigen Strang
6. Telomerase
 Folgestrang kann nicht bis zum Ende synthetisiert werden, da letzer RNA
RNA-Primer nicht
durch Nukleotide ersetzt werden kann
 An diesen Stellen besitzen eukaryotische Chromosomen lange reprepetitive
etitive Sequenzen
(=Telomere), welche ohne Matrize durch Telomerase synthetisiert werden