9.1

Welche informationsverarbeitenden Systeme kann man allgemein

unterscheiden? Worin liegen die Unterschiede? Welche Gemeinsamkeiten

gibt es?

Nervensystem : Informationsweiterleitung durch elektrische Signale Leitungsbahnen: Nervenzellen Rasche Informationsweitergabe und -Verarbeitung Schaltstellen: Synapsen (hier chemische Übertragung) Hormonsystem : Informationsweiterleitung durch chem. Botenstoffe Leitungswege: Blutgefäße, Interzellularflüssigkeiten Zielzellen besitzen passende Rezeptoren Langsame, aber anhaltende Informationsweitergabe und –verarbeitung über Regelvorgänge Beide Informationssysteme sind i.d.Regel über den Hypothalamus im Gehirn miteinander verbunden, sie arbeiten eng zusammen (Stichwort Stress!).

9.2

Warum bezeichnet man das menschliche Auge als Sinnesorgan?

Sinnesorgane nehmen adäquate Reize mit Hilfe einer Gruppe von Rezeptoren (Sinneszellen) auf, wandeln diese Reize in elektrische Signale um und leiten sie zur Verarbeitung weiter.

Das Auge als Lichtsinnesorgan besitzt in seiner Netzhaut Lichtsinneszellen (Stäbchen und Zapfen). Lichtbrechende Augenbestandteile (Hornhaut, Linse, Glaskörper) bündeln einfallendes Licht auf diese Netzhaut. Die umgewandelten elektrischen Signale werden über den Sehnerv ans Gehirn geleitet. Weitere Hilfseinrichtungen unterstützen die Arbeit des Auges oder schützen das empfindliche Organ.

9.3

Wie ist ein Neuron (eine Nervenzelle) schematisch aufgebaut?

9.4 Was versteht man unter „Sucht“ und

„Suchtmittel“ ?

Sucht: auch Abhängigkeit genannt; Die WHO definiert Abhängigkeit als „einen seelischen, eventuell auch körperlichen Zustand, der dadurch charakterisiert ist, dass ein dringendes Verlangen oder unbezwingbares Bedürfnis besteht, sich die entsprechende Substanz fortgesetzt und periodisch zuzuführen. Es existieren daneben auch stoffungebundene Verhaltenssüchte. Merkmale: Unwiderstehlicher Drang nach Einnahme / Ausführung Entzugserscheinungen nach dem Absetzen des Suchtmittels Dosissteigerung nötig Suchtmittel : auch Droge genannt; Drogen sind Substanzen, die eine direkte Wirkung auf das ZNS besitzen und bei Zufuhr einen als mangelhaft empfundenen Zustand mindern oder einen als angenehm empfundenen Zustand herbeiführen. Ein Suchtmittel kann aber auch ein Gegenstand sein, der eine Verhaltensweise möglich macht (z.B.: Computer, Spielautomat, Kaufhaus...).

9.5

Was genau ist ein Chromosom und welche Aufgaben hat es?

Ein Chromosom ist die „Verpackungseinheit“ von Erbinformation ; Menschen besitzen 46 Chromosomen in jedem Zellkern, welche den gesamten „Bauplan“ eines Menschen enthalten. (normalerweise als Ein-Chromatid-Chromosom in fädiger Struktur vorliegend, bei der Zellteilung allerdings als Zwei-Chromatid-Chromosom und aufspiralisiert in „Wäscheklammerform“ vorhanden.)

Material: DNA = Desoxyribonukleinsäure (und Proteine)

Bau der DNA: Doppelhelix (leiterähnlicher Doppelstrang) Holme = Zucker und Phosphorsäurerest Sprossen = komplementäres Basenpaar (Adenin A + Thymin T, Guanin G + Cytosin C)

9.6 Welche Aufgaben hat das menschliche Immunsystem? Wie kann man es grob

einteilen?

Das menschliche Immunsystem dient der Abwehr von körperfremden Stoffen, in der Regel Krankheitserreger wie Bakterien oder Viren. Unspezifische Abwehr: Riesenfresszellen (= Makrophage) Barrieren (Haut, Schleimhäute, Sekrete)

Spezifische Abwehr: Riesenfresszellen � Info an T-Helferzellen a) Aktivierung von Plasmazellen (B-Zellen)� Antikörperbildung � Verklumpung Antikörper / Antigen (von z.B. Virus) � Beseitigung durch Riesenfresszellen. b) Aktivierung von T-Killerzellen � vernichtet befallene Wirtszelle � Beseitigung durch Riesenfresszellen. Gedächtniszellen werden gebildet � schnelle Produktion von Antikörpern bei wiederholter Infektion mit gleichem Erreger (Immunisierung).

9.7

Was ist ein Protein? Welche Bedeutungen haben Proteine?

Proteine sind Eiweißstoffe .

Grundbausteine sind die Aminosäuren .

Bedeutung : Struktur-Proteine (z.B. Kollagen) Enzyme (z.B. Amylase) Transport-Proteine (z.B. Hämoglobin) Bewegliche Proteine (z.B. Aktin/Myosin im Muskel) Abwehr-Proteine (Antikörper) Rezeptor-Proteine (in Membranen)

9.8

Wie wird die Erbinformation realisiert?

Proteinbiosynthese: Jede Erbinformation (jedes Gen) wird zunächst in ein Protein übersetzt. Dabei gibt es zwei Phasen: 1. Transkription: Von einem Gen wird im Zellkern eine einsträngige Kopie angefertigt – die Boten-RNA 2. Translation: Info der Boten-RNA wird im Zellplasma an Ribosomen in eine Abfolge von Aminosäuren (ein Protein) übersetzt. 1. 2 .

9.9

Wozu dient der Vorgang der Mitose und wie läuft ein Zellzyklus prinzipiell ab?

Bedeutung : Wachstum, Heilung, Regeneration � Bildung von erbgleichen Tochterzellen

Vorgang : Zellzyklus besteht aus 2 Abschnitten 1. Interphase: Verdopplung aller 46 Ein-Chromatid-Chromosomen zu 46 Zwei-Chromatid-Chromosomen (Zentromer hält die zwei informationsgleichen Schwesterchromatiden zusammen) 2. Trennung der Schwesterchromatiden und Aufteilung auf die Tochterzellen während der Mitose (jetzt wieder 46 Ein- Chromatid-Chromosomen)

9.10

Wozu dient der Vorgang der Meiose ? Wie läuft die Meiose prinzipiell ab?

Bedeutung : Bildung von Keimzellen (Spermien und Eizellen), Neukombination der Erbanlagen � erbungleiche Tochterzellen; Durch Befruchtungsvorgang bei sexueller Fortpflanzung entstehen so immer wieder neue Kombinationen des Erbgutes bei den Nachkommen (=genetische Variabilität) � wichtig für die Evolution.

Vorgang : diploider Chromosomensatz (2n = 46 Zwei-Chromatid- Chromosomen) wird halbiert zu haploidem Chromosomensatz (1n = 23 Zwei-Chromatid-Chromosomen); anschließend wieder Trennung der einzelnen Chromatiden.

9.11

Was versteht man unter Gentechnik ? Wie geht man dabei vor?

Welche Chancen/Risiken sind damit verbunden?

Gentechnik = Verfahren, bei dem DNA aus einem Organismus entnommen und in das Genom eines anderen eingeschleust wird. Bedeutung : z.B. Heilung von Krankheiten, Beseitigung von Schadstoffen, Züchtung leistungsfähiger Nutztiere, Produktion von Medikamenten, Resistenzen bei Nutzpflanzen Risiken : Wirkung auch auf Nicht-Ziel-Organismen, Bedrohung der Biodiversität Vorgang : mögliches Ziel ist z.B. Bakterium, das ein bestimmtes Produkt liefert. 1. Lebewesen A: Herausschneiden (mit Restriktionsenzym) des Gens, welches Produkt liefert 2. Einbringen dieses Stücks in Vektor (z.B. Plasmid; muss gleiche Enden haben!) 3. Plasmidring wird durch Ligasen geschlossen. 4. Vektor wird in Lebewesen z.B. Bakterium eingeschleust. 5. Bakterien, die Plasmid aufgenommen haben werden vermehrt (Klonierung). 6. Bakterium produziert nun gewünschtes Produkt.

9.12

Nenne neben der Gentechnik noch mindestens eine weitere

Anwendungsmöglichkeit der Biologie und erläutere diese!

Anwendungsmöglichkeiten

Biotechnologie = Nutzung von Lebewesen / biologischen Verfahren zur Produktion von Stoffen z.B. Bierherstellung durch Hefe, Produktion von Penicillin durch Bakterien

Reproduktionsmedizin = Anwendung biologischer Erkenntnisse auf die Fortpflanzung des Menschen z.B. künstliche Befruchtung, Embryotransfer, Klonen, Präimplantationsdiagnostik (Untersuchungsmethode an künstlich befruchteten Embryonen, um gegen Erbkrankheiten vorzubeugen)

Gewinnung embryonaler Stammzellen = Zellen aus Embryonen gewonnen, die sich in unterschiedlichste Körperzellen spezialisieren können