Biologie Buchzusammenfassung
Biologie Buchzusammenfassung Biologie Buchzusammenfassung
Die Zehn verbindenden Leitthemen der Biologie Emergente Eigenschaften Die Welt der Lebewesen ist hierarchisch organisiert, von Molekülen bis hin zur Biosphäre. Mit jedem Schritt auf eine höhere Organisationsstufe tauchen infolge von Wechselbeziehungen zwischen Bestandteilen der niedrigeren Ebenen neue Eigenschaften auf. Die Zelle Zellen sind die grundlegenden strukturellen und funktionellen Einheiten aller Organismen. Die beiden Hauptzelltypen sind die prokaryotischen Zellen von Archaebakterien und Eubakterien sowie die eukaryotischen Zellen von Protisten, Pflanzen, Pilzen und Tieren. Erbinformation Damit Leben kontinuierlich fortbestehen kann, muss die biologische Information in Form der DNA-Moleküle vererbt werden. Diese genetische Information ist in den Nucleotidsequenzen der DNA verschlüsselt. Struktur und Funktion Form und Funktion sind auf allen biologischen Organisationsebenen miteinander gekoppelt. Wechselbeziehungen mit der Umwelt Organismen sind offene Systeme, die Stoffe und Energie mit ihrer Umwelt austauschen. Zur Umwelt eines Organismus gehören andere Lebewesen ebenso wie unbelebte Faktoren. Regulation Biologische Systeme werden durch Rückkopplungsmechanismen reguliert. In manchen Fällen wird durch die Regulation ein Zustand der Homöostase aufrechterhalten, ein relativer Gleichgewichtszustand innerer Faktoren wie der Körpertemperatur. Einheitlichkeit und Vielfalt Biologen teilen die biologische Vielfalt in drei Domänen ein: Bacteria, Archaea und Eukarya. Aber so vielfältig das Leben ist, wir finden auch viele Gemeinsamkeiten wie den universellen genetischen Code. Je näher zwei Arten miteinander verwandt sind, desto mehr Merkmale haben sie gemeinsam. Evolution Die Evolution, das zentrale Thema der Biologie, erklärt sowohl die Vielfalt des Lebens. Darwins Theorie der natürlichen Selektion erklärt die Anpassung von Populationen an ihre Umwelt mit dem unterschiedlichen Fortpflanzungserfolg verschiedener Individuen. Naturwissenschaftliche Forschung Naturwissenschaftliche Forschung setzt sich aus empirischen, auf Beobachtung beruhenden Entdeckungen und der hypothesischdeduktiven Überprüfung von Erklärungen zusammen. Die Glaubwürdigkeit naturwissenschaftlicher Erkenntnisse hängt davon ab, ob die Beobachtungen und Experimente wiederholbar sind. Wissenschaft, Technik und Gesellschaft Viele Technologien sind zielgerichtete Anwendungen naturwissenschaftlicher Forschungsergebnisse. Sich über die Beziehung zwischen Wissenschaft, Technik und Gesellschaft im Klaren zu sein, ist heute wichtiger als je zuvor. BiologieZF.doc Irène Stücheli Seite 4 / 70
2 Stoffwechsel (Kapitel 6) Stoffwechsel, Energie und Leben Die Chemie des Lebens ist in Stoffwechselwegen organisiert. Der Stoffwechsel ist die Summe der chemischen Reaktionen, die in einem Organismus auftreten. Unter Mithilfe von Enzymen verläuft er entlang sich verzweigender Stoffwechselwege, die katabol (Moleküle abbauend, Energie freisetzend) oder anabol (Moleküle aufbauend, Energie verbrauchend) sein können. Organismen wandeln Energie um. Energie ist das Vermögen, Arbeit zu leisten, beispielsweise Materie zu bewegen. Ein sich bewegendes Objekt hat kinetische Energie. Potenzielle Energie ist in der Lage oder der Struktur von Materie gespeichert und schliesst chemische Energie ein, die in der Molekülstruktur gespeichert ist. Energie kann im Rahmen der thermodynamischen Gesetze verschiedene Formen annehmen. Die Energieumwandlungen der Lebensprozesse gehorchen zwei Gesetzen der Thermodynamik. Nach dem ersten Gesetz, dem Energieerhaltungssatz, kann Energie weder erzeugt noch zerstört werden. Das zweite Gesetz besagt, dass bei jeder Energieänderung die Entropie (S) beziehungsweise die Unordnung im Universum zunimmt. Materie kann nur geordneter werden, wenn die Unordnung der Umgebung wächst. 1. Hauptsatz „Energie kann übertragen und umgewandelt, aber weder erzeugt noch zerstört werden“ (Beispiel: Stausee, Turbine, hat potential Arbeit zu leisten, Potentielle Energie) 2. Hauptsatz „Jeder Energietransfer oder Energiewandel vergrössert die Unordnung (Entropie) des Universums)“. Wird oft als Wärme (vermehrte ungeordnete Teilchenbewegung) ersichtlich. In jedem System gibt es eine Entropie. Entropie = Mass für Ordnung. Bessere Ordnung, Entropie nimmt ab. (Beispiel: mit der Zeit bleibt von der Blume nichts mehr übrig => grösste mögliche Unordnung => Entropie nimmt zu.) 3. Hauptsatz Der dritte Hauptsatz ist quantentheoretischer Natur und verbietet es, ein System bis zum absoluten Nullpunkt abkühlen zu können. Entropie in Lebewesen nimmt ab oder bleibt. Sie nimmt erst dann zu, wenn das Lebewesen stirbt. Ohne Energie zerfällt alles -> Entropie nimmt zu. Bsp. Ein Krokodil 8m Länge in einem Käfig 4m Länge. Krokodil wird nicht länger als 4m, egal ob sein Programm eigentlich 8m vorgesehen hat. -> Die Umwelt kann Einfluss nehmen auf die Entwicklung (auf das Programm eines Lebewesens). BiologieZF.doc Irène Stücheli Seite 5 / 70
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- Seite 3: Die Kontinuität des Lebens beruht
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- Seite 11 und 12: Spezifische Proteine erleichtern de
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- Seite 19 und 20: 7 Reproduktionsbiologie, Der Zellzy
- Seite 21 und 22: Prophase In der Prophase spielen si
- Seite 23 und 24: Telophase und Cytokinese In der Tel
- Seite 25 und 26: Beispiele von Zellzyklus-Regulation
- Seite 27 und 28: Prozesse der Befruchtung und der Me
- Seite 29 und 30: Interphase Chromosomen verdoppeln s
- Seite 31 und 32: Telophase I und Cytokinese Zwei hap
- Seite 33 und 34: Ursprünge genetischer Variabilitä
- Seite 35 und 36: Homozygote Individuen besitzen zwei
- Seite 37 und 38: Rückkreuzung Wie würde man abklä
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Die Zehn verbindenden Leitthemen der <strong>Biologie</strong><br />
Emergente Eigenschaften<br />
Die Welt der Lebewesen ist hierarchisch organisiert, von Molekülen bis hin zur Biosphäre.<br />
Mit jedem Schritt auf eine höhere Organisationsstufe tauchen infolge von Wechselbeziehungen<br />
zwischen Bestandteilen der niedrigeren Ebenen neue Eigenschaften auf.<br />
Die Zelle<br />
Zellen sind die grundlegenden strukturellen und funktionellen Einheiten aller Organismen.<br />
Die beiden Hauptzelltypen sind die prokaryotischen Zellen von Archaebakterien und<br />
Eubakterien sowie die eukaryotischen Zellen von Protisten, Pflanzen, Pilzen und Tieren.<br />
Erbinformation<br />
Damit Leben kontinuierlich fortbestehen kann, muss die biologische Information in Form der<br />
DNA-Moleküle vererbt werden. Diese genetische Information ist in den Nucleotidsequenzen<br />
der DNA verschlüsselt.<br />
Struktur und Funktion<br />
Form und Funktion sind auf allen biologischen Organisationsebenen miteinander gekoppelt.<br />
Wechselbeziehungen mit der Umwelt<br />
Organismen sind offene Systeme, die Stoffe und Energie mit ihrer Umwelt austauschen. Zur<br />
Umwelt eines Organismus gehören andere Lebewesen ebenso wie unbelebte Faktoren.<br />
Regulation<br />
Biologische Systeme werden durch Rückkopplungsmechanismen reguliert. In manchen<br />
Fällen wird durch die Regulation ein Zustand der Homöostase aufrechterhalten, ein relativer<br />
Gleichgewichtszustand innerer Faktoren wie der Körpertemperatur.<br />
Einheitlichkeit und Vielfalt<br />
Biologen teilen die biologische Vielfalt in drei Domänen ein: Bacteria, Archaea und Eukarya.<br />
Aber so vielfältig das Leben ist, wir finden auch viele Gemeinsamkeiten wie den universellen<br />
genetischen Code. Je näher zwei Arten miteinander verwandt sind, desto mehr Merkmale<br />
haben sie gemeinsam.<br />
Evolution<br />
Die Evolution, das zentrale Thema der <strong>Biologie</strong>, erklärt sowohl die Vielfalt des Lebens.<br />
Darwins Theorie der natürlichen Selektion erklärt die Anpassung von Populationen an ihre<br />
Umwelt mit dem unterschiedlichen Fortpflanzungserfolg verschiedener Individuen.<br />
Naturwissenschaftliche Forschung<br />
Naturwissenschaftliche Forschung setzt sich aus empirischen, auf Beobachtung beruhenden<br />
Entdeckungen und der hypothesischdeduktiven Überprüfung von Erklärungen zusammen.<br />
Die Glaubwürdigkeit naturwissenschaftlicher Erkenntnisse hängt davon ab, ob die<br />
Beobachtungen und Experimente wiederholbar sind.<br />
Wissenschaft, Technik und Gesellschaft<br />
Viele Technologien sind zielgerichtete Anwendungen naturwissenschaftlicher<br />
Forschungsergebnisse. Sich über die Beziehung zwischen Wissenschaft, Technik und<br />
Gesellschaft im Klaren zu sein, ist heute wichtiger als je zuvor.<br />
<strong>Biologie</strong>ZF.doc Irène Stücheli Seite 4 / 70
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