Biologie

STUDY
PLAY
Biologie
Wissenschaft Lebewesen und Lebenserscheinungen
Lebensmerkmale
- Körpergestalt und Wachstum
- Bewegung aus eigener Kraft
- Stoffwechsel
- Reizbarkeit und Verhalten
- Fortpflanzung und Entwicklung
Zelle
Kleinste funktionelle Einheit eines Lebewesens
Tierische Zelle
- Zellmembran
- Cytoplasma
- Zellkern
- Ribosom
- Mitochondrien
- Lysosom
- Dictyosomen
- Centriol
- Mikrotubuli
- raues ER
- glattes ER
Pflanzliche Zelle
- Mittellamelle
- Zellwand
- Zellmembran
- Cytoplasma
- Dictyosom
- Zellkern mit Nucleos
- Mikrotubuli
- Ribosom
- raues ER
- glattes ER
- Mitochondrium
- Lysosom
- Vakuole
- Chloroplast
- Microbody
- Tüpfel
Chloroplast
Hat zwei Membranen und zwei Kompartimente. Lamellenförmige Einstülpungen: Thylakoide. Sind wie Geldrollen dicht gestapelt. Ein Stapel heisst Granum. Haben eigene DNA und 70 S-Ribosomen.
Sind für Fotosynthese zuständig.
Mitochondrium
Hat zwei Membranen und zwei Kompartimente. Haben eigene DNA und 70 S-Ribosomen.Lamellenförmige Einstülpungen die Christae. Tubulityp mit Röhren und sacculärer Typ mit päckchenförmiger Innenstruktur. Kommen gehäuft in Zellen mit hohem Energiebedarf vor. Sie sind die Kraftwerke.
Biomembran
- Lipiddoppelschicht
- integrale und periphere Proteine
- selektiv permeabel
- Diffusion, Kanal- oder Carriervermittelter Transport
- aktiver Transport (gegen hohe Konzentration)
Kohlenhydrate
- Monosaccharide (Traubenzucker, Fruchtzucker)
- Disaccharide (Malzzucker, Milchzucker, Rohrzucker)
- Polysaccharide (Stärke, Glykogen)

Überschüssige KH werden zu Glykogen
Proteine
- Aminosäuren
- essenziell (werden nicht vom Körper produziert)
- tierische sind besser verdaubar
- biologische Wertigkeit = Umbau in Körpereiweiss
Fette
- Verbindung aus Glycerin und Fettsäuren
- Reservestoffe
Vitamine
- müssen über Nahrung aufgenommen werden
- Gefahr von Avitaminosen
Vitamin A
- Wachstum
- Haut- und Augenfunktion
Vitamin D
- regelt Calcium- und Phosphathaushalt
- Bildung Knochenbau
Vitamin B
- Aufbau Zellkernsubstanz
- Bildung roter Blutzellen
Vitamin C
- Entzündungs- und Blutungshemmend
- fördert Abwehrkräfte
Mineralstoffe
- Calcium-, Phosphat- und Fluorid-Ionen.
Spurenelemente
- Magnesium-, Eisen- und Iod-Verbinddungen
Verdauung
• Mundhöhle
• Mundspeichel (Amylase: Stärke -> Malzzucker
• Speiseröhre (wellenförmig, Peristaltik)
• Magenschleimhaut (Belegzellen -> Salzsäure)
• Säure macht Amylase unwirksam, tötet Erreger ab und bringt Proteine zum Quellen
• Hauptzellen geben das Enzym Pepsin ab, das Proteine spaltet
Amylase
- kommt aus Mund- und Bauchspeicheldrüse
- zerlegt Stärke in Doppelzuckerteilchen
Pepsin
- Hauptzellen geben Pepsinogen ab
- Salzsäure mach daraus Pepsin
- es spaltet Eiweiss (so wie auch Kathepsin)
Dünndarm (Zwölffingerdarm)
- Amylase spaltet Stärke
- Trypsin spaltet Proteine
- Lidasen spalten Fette zu Glycerin und Fettsäuren
Darmzotte
- Adern, Lymphgefässe, Nervenfasern
- Darmepidermis um DZ:
- Drüsenzellen zwischen DZ bilden Dünndarmsaft
Blutplasma
- 90 % Wasser
- 7 % Plasma-Eiweisse
- 0.7 % Fette
- 0.1 % Traubenzucker
- 2.2 % (Vitamine, Salze, Hormone, Abwehr- und Abfallstoffe)
Erythrocyten
- Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxidtransport
- aus Stammzellen im Knochenmark
- Leben 100 - 120 Tage
- ca. 5 Mio. in 1 mm³, ca. 25 Billionen im Körper
Leukocyten
- Abwehr Krankheitserreger
- aus Stammzellen im Knochenmark
- 5'000 - 8'000 in 1 mm³
Thrombocyten
- Blutgerinnung
- Zeltbruchstücke aus Knochenmark
- 200'000 - 300'000 in 1 mm³
Serum
- Blutplasma abzüglich der Gerinnungsfaktoren
Lymphe
- Zwischenzellflüssigkeit
- grosser Brustlymphgang mündet in linker Schlüsselbeinvene

lymphatische Organe:
- Milz
- Thymusdrüse
- Mandeln
- Wurmfortsatz
Lymphknoten
- weisse Blutzellen vermehren sich
- Antikörper werden gebildet
Verletzung
1. Blutung stoppen
- verletzte Zellwand gibt Botenstoffe ab
- Anlagerung von Blutplättchen

2. Gerinnung
- Gewebe und Blutplättchen geben Gerinnungsfaktoren in Blutplasma ab
- der GF Thrombin wird aktiviert
- Fibrinogen wird zu Fibrin umgewandelt
- Fibrinnetz mit Fibrin Blutfaktor VIII
- rote Blutzellen bleiben darin hängen
- Fibrinfasern ziehen sich zusammen, drücken Serum raus
Atmen
- Luftröhre (Flimmerhärchen)
- 2 Hauptbronchien
- Bronchiolen
- Lungenbläschen (300-750 Mio = 200 m2)
Lungenflügel
- rechts dreilappig
- links zweilappig
Beim Einatmen Zwischenrippen- und Zwerchfellmuskulatur ziehen sich zusammen.
Lungenfell und Zwerchfell sind feucht und glatt und können aneinander vorbeigleiten.
Das Auge
• Lederhaut (sechs Muskeln für Augenbewegungen)
• Hornhaut
• Aderhaut (Nährstoff und Sauerstoff)
• Pigmentschicht (schwarzer Farbstoff)
• Netzhaut (Lichtsinneszellen)
- Sehnervausgang = blinder Fleck
- Stelle gegenüber Hornhaut = gelber Fleck

• Pupille (lichtabhängige Grösse = Adaption)
• Iris (Regenbogenhaut)
• Augenlinse
• Zonulafasern (Linsenbänder)
• Glaskörper (gallertartig)
Netzhaut
• Stäbchen (lang, schlank, Hell-Dunkel, 125 Mio.)
• Zapfen (kurz, gedrungen, farbensehen, 6 Mio.)

Beim gelben Fleck ausschliesslich Zapfen. Gegen aussen mehr Stäbchen.

• Lichtsinneszelle
• Schaltzelle (Innen LSZ/SZ 1:1, aussen 100:1)
• Nervenzellen (1 Mio.)
Farbensehen
- additive Farbmischung aus Rot, Grün, Blau

- kontinuierlicher Bewegungsablauf dank Trägheit der Sehzellen. Es braucht ca. 1/18 Sekunden bis Erregung abgeklungen ist. Abklingende und neue Erregungen überlagern sich

- das Gehirn vergleicht ständig aufgenommene Signale mit dem Gedächtnisinhalt
Ethologie (Verhaltensforschung, Verhaltensbiologie)
• Proximative Ursachen (Wirkursachen)
- im Zusammenhang mit Schlüsselreiz
Soziobiologie
• Ultimative Ursachen (Zweckursachen)
- im Zusammenhang mit Überlebens- oder Fortpflanzungsrate
Klassische Ethologie
- Theorie des Instinktverhaltens
- Schlüsselreiz
- angeborener auslösender Mechanismus (AAM)
Konditionierung
• Klassischer Konditionierung
- neutraler Reiz und unbedingter Reiz werden zu unbedingtem Reiz

• Operante Konditionierung
- Belohnung oder Bestrafung

• Extinktion
- Bedingter Reiz wird zu normalem Reiz
Bedingter Reflex = Bedingte Reaktion
- durch Erfahrung mit Reflexhandlung verknüpft
Bedingte Appetenz
Ein bedingter Reiz wird mit einer bestehenden Handlung verknüpft
Bedingte Aktion = Operanden Konditionierung
Durch Lernen gebildete Assoziation
Bedingte Aversion
Neutraler oder positiver wird durch schlechte Erfahrung mit Abwehr und Flucht verbunden
Bedingte Hemmung
Durch negative Erfahrung der Ausführung eines Verhaltens entstandene Hemmung eben dieses Verhaltens.
Übersprungbewegung
Unsinnige Handlungen
Genetisch bedingtes Verhalten
- ungerichtetes Appetenzverhalten
- gerichtetes Appetenzverhalten (Taxis)
- Endhandlung
Instinkt-Dressur-Einschränkung
Zusammenwirken von genetischem und erfahrungsbedingtem Verhalten
Lernvorgang
- in einer Reizsituation Informationen aufnehmen und speichern (Lernphase)
- in ähnlicher Situation Information abrufen = geändertes Verhalten (Kannphase)
Gewöhnung
Abnahme der Reaktionsintensität
Reifung
Verhaltensweise auf genetischer Grundlage ohne gemachte Erfahrungen
Prägung
- Erfahrungen während der sensiblen Phase
- gehört zum obligatorischen Lernen
Spielen
- besondere Art des Lernens
Erkunden
- in unbekannten Lebensräumen Verhaltensmuster durchprobieren
- Beziehungen und elementare Bedürfnisse müssen abgedeckt sein
Lernen durch Einsicht
- Lösung ohne entsprechende Vorerfahrungen
- ohne Trial and Error
- neukombiniertes Verhalten
Handeln nach Plan
Erkennen von Ursache und Wirkung
Abstrakte Wertbegriffe
- verschiedenfarbige Chips mit unterschiedlichen Funktionen
Selbsterkenntnis
Farbfleck auf Stirn
Zusammenleben
• Vorteile:
- Sicherheit vor Feinden

• Nachteile:
- Konkurrenz um Ressourcen
Aggregation
Einzeltiere suchen Ort nicht den Artgenossen (Wasserstelle)
Offene anonyme Verbände
Einzeltier sucht Nähe zum Artgenossen, kennt diesen aber nicht und kann jederzeit den Verband verlassen (Fischschwarm)
Geschlossene anonyme Gesellschaft
Angehörige kennen sich gegenseitig, aber nicht individuell (Bienenvolk)
Geschlossene individualisierte Gesellschaft
Angehörige kennen sich individuell (Vögel, Säugetiere)
Monogamie
Paarbindung bis Saison- oder Lebensende
Polygamie
• Polygynie
- Ein Männchen mit mehreren Weibchen

• Polyandrie
- Ein Weibchen mit mehreren Männchen

• Polygynandrie
- Mehrere Weibchen und Männchen
Kooperation
Gegenseitige Unterstützung. Auch nicht erfolgreiche Jäger erhalten einen Teil der Beute
Aggression
Ziel: Beschädigen oder Verletzen
Hirn
- Schädelknochen
- harte Hirnhaut
- Spinnwebshaut, enthält Gehirnflüssigkeit
- Weiche Hirnhaut
Grosshirn
Zentrum von Wahrnehmung, Bewusstsein, Denken, Fühlen und Handeln

• Sensorische Felder
- Verarbeiten die Informationen der Sinnesorgane

• Motorische Felder
- aktivieren Muskeln, regeln willkürliche Bewegungen

• Gedanken- und Antriebsfelder
- Zentren des Denkens und Erinnerns
Zwischenhirn
- Freude, Angst und Wut
- filtert Informationen der Sinnesorgane zum Grosshirn
- Umschaltzentrale für angeborene Reflexe
- Körpertemperatur
- Wasserhaushalt

• Hypothalamus
- Verbindungsstelle zwischen Nerven- und Hormonsystem
Mittelhirn
- Umschaltstelle von Reizen zum Grosshirn oder motorische Nerven
- Irismuskulatur
- Ziliarmuskeln
Kleinhirn
- Gleichgewicht
- koordiniert Bewegungen
- eingeübte Bewegungsabfolgen (Tanzen)
Verlängertes Mark
- Übergangsstelle zum Rückenmark
- Regulation Blutdruck
- Steuerung Atemmuskulatur
- Hustenreflex
Neuron
Nervenzelle (20 Mia. im Grosshirn)
- Zellkörper (graue Substanz, Hirnrinde)
- Axon (weisse Substanz)
Selektionstheorie Charles Darwin
1. Elterntiere produzieren viel mehr Nachkommen als zur Reproduktion kommen
2. Nachkommen variieren
3. Variabilität hat Konsequenzen für Fortpflanzungserfolg
Jean Baptiste Lamarck
Alle durch vorherrschenden Gebrauch oder konstanten Nichtgebrauch erworbenen Abänderungen werden an die Nachkommen vererbt.
Georges Cuvier
- Katastrophentheorie
Verschiedene geologische Schichten weisen unterschiedliche Fossilien auf.
Morphologische Art
Ist eine Gruppe von Lebewesen, die in allen wesentlichen Merkmalen untereinander und mit ihren Nachkommen übereinstimmt
Genetische Art
Gruppe von Individuen, die eine Fortpflanzungsgemeinschaft bilden und von anderen Gruppen genetisch isoliert sind
Genpool
Gesamtheit aller Allele in einer Population
Population
Gruppe von Individuen einer bestimmten Art in einem bestimmten Gebiet
Abiotische Selektionsverfahren
- Hitze, Kälte, Licht, Dunkelheit, Trockenheit, Feuchtigkeit, Sturm, Salzgehalt des Wassers, Gifte
Biotische Selektionsverfahren
- Räuber
- Parasiten
Domestikation
Einzelindividuen oder kleine Population wird isoliert
Gendrift
• Gründereffekt
- Teilpopulationen wandern aus und besiedeln neue Lebensräume

• Flaschenhalseffekt
- Verringerung der Populationsgrösse bringt Abnahme der Variabilität mit sich
Präzygote Isolation
- geografische Isolation
- ökologische Isolation (tages- und jahreszeitlich)
- ethologische Isolation (Signale, Lautäusserungen, Färbungen)
- mechanische Isolation (Begattungsorgan unpassend)
Postzygote
- Embryo entwickelt sich nicht und stirbt ab
- Nachkomme ist steril oder benachteiligt
Allopatrische Artbildung
- Inselbildung, Kontinentaldrift, Eiszeit
Sympatrische Artbildung
- phänotypisches Merkmal ändert sich
Adaptive Radiation
Aufspaltung einer Stammart in zahlreiche neue Arten unter Anpassung an verschiedene ökologische Bedingungen.
Koevolution
- wechselseitige Beeinflussung. Anpassung und Gegenanpassung
Mimese
Tarnung in Farbe und Form seiner Umgebung
Mimikry
Scheinwarntracht (Hornissenschwärmer)
Homologie
Ähnlichkeit infolge gemeinsamer Abstammung
Analogie
Ähnlichkeit infolge gleicher Funktion ohne gemeinsame Abstammung
Konvergenz
Gleichartige Umweltbedingungen führen zu gleichartiger Anpassung bei nicht näher verwandten Arten.

Übereinstimmungen sind neu, Unterschiede alt
Divergenz
Gemeinsame Ausgangsform

Übereinstimmungen sind alt, Unterschiede sind neu
Ursachen der Variation
Mutation und Rekombination
Gradualismus
Durch Anhäufen vieler kleiner Veränderungen kann über längere Zeit ein grosser Unterschied entstehen.
Evolution
Population und Arten verändern sich
Stammbaum Wirbeltiere
• Wirbeltiere (500 Mio.)
• Knorpelfische, Lungenfische (400 Mio.)
• Amphibien (350 Mio.)
• Reptilien (330 Mio.)
• Saurier (270 Mio.)
• Säugetiere (220 Mio.)
• Vogelartige Tiere (195 Mio.)
Säuger und Vögel
- Besitzen Lungen und Herz-Kreislaufsystem
- Sie sind gleichwarm
Unterschied Schimpanse/Mensch
Mensch
- Wirbelsäule doppelt s-förmig gekrümmt
- Kniegelenke ermöglicht ständig aufrechten Gang
- Hinterhauptsloch liegt in der Mitte
- schüsselförmiges Becken kann Eingeweide aufnehmen
- Arme sind länger als Beine

Schimpanse
- Überaugenwulst
- Eckzahn
Mensch
- Mensch und Schimpanse haben dieselben Vorfahren vor ca. 6 Mio. Jahren trennten sich die Linien

• Lucy
- 3 Mio. alt
- Australopithecus afarensis