BE Abitur Bio 3. PF cheat sheet

Zellorganellen-Funktionen: Mitochondrium = oxidative Phosphorylierung (ATP-Bildung über Atmungskette); Chloroplast = Photosynthese (Lichtreaktion an Thylakoidmembran, Calvin-Zyklus im Stroma); Ribosom = Translation; raues ER = Synthese und Transport von Membran- und Sekretproteinen; Golgi-Apparat = Modifikation, Sortierung, Verpackung; Lysosom = saure Hydrolasen, intrazellulärer Abbau; Peroxisom = H2O2-Abbau durch Katalase.

Energiebilanz der Zellatmung pro Glucose: Glykolyse (cytosolisch) 2 ATP netto + 2 NADH; oxidative Decarboxylierung des Pyruvats (Pyruvat-Dehydrogenase, Mitochondrienmatrix) 2 NADH + 2 CO2; Citratzyklus 2 ATP (GTP) + 6 NADH + 2 FADH2 + 4 CO2; Atmungskette/chemiosmotische Kopplung ca. 26–28 ATP. Gesamtbilanz ca. 30–32 ATP; theoretisches Maximum 38 ATP nach klassischer Rechnung.

Gärungen als Regeneration von NAD+: alkoholische Gärung (Hefen) Pyruvat → Acetaldehyd + CO2 → Ethanol, Netto 2 ATP; Milchsäuregärung (Muskel, Lactobacillus) Pyruvat → Lactat, Netto 2 ATP. Entscheidungsregel: Gärung tritt auf, wenn kein terminaler Elektronenakzeptor (O2) verfügbar ist oder die Kapazität der Atmungskette überschritten wird.

Photosynthese: Bruttogleichung 6 CO2 + 12 H2O + Lichtenergie → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O. Lichtreaktion: Wasserspaltung am Photosystem II (O2-Quelle), Elektronentransport über Plastochinon/Cytochrom-b6f/Plastocyanin, Protonengradient, ATP-Synthase; Photosystem I reduziert NADP+ zu NADPH. Calvin-Zyklus: CO2-Fixierung durch Rubisco (Carboxylierung), Reduktion mit ATP und NADPH, Regeneration von RuBP.

Enzymkinetik: Michaelis-Menten-Gleichung v = (vmax · [S]) / (Km + [S]); Km = Substratkonzentration bei halber Maximalgeschwindigkeit (Maß für Affinität: kleiner Km = hohe Affinität). Kompetitive Hemmung erhöht Km, vmax bleibt; nichtkompetitive Hemmung senkt vmax, Km bleibt; allosterische Hemmung wirkt über Konformationsänderung am zweiten Zentrum.

Genetik: Mitose erhält den Chromosomensatz (2n → 2n), Meiose halbiert ihn (2n → n) und erzeugt durch Crossing-over (Prophase I) und unabhängige Verteilung homologer Chromosomen (Anaphase I) Rekombination. Fehlerquellen: Nondisjunction → Aneuploidie (z. B. Trisomie 21, Turner-Syndrom 45,X0, Klinefelter 47,XXY).

Mendel-Regeln: Uniformitätsregel (F1 reziprok gleich bei reinerbigem Elternpaar), Spaltungsregel (F2-Phänotypverhältnis 3:1 bei dominant-rezessiv, 1:2:1 bei intermediärem Erbgang), Unabhängigkeitsregel (dihybrid 9:3:3:1, gilt nur bei Genen auf verschiedenen Chromosomen oder weit auseinander liegenden Loci). Testkreuzung mit rezessivem Partner deckt Genotyp auf.

Humangenetik-Erbgänge unterscheiden: autosomal-dominant (jede Generation betroffen, Männer und Frauen gleich häufig), autosomal-rezessiv (Generationen übersprungen, Konsanguinität erhöht Risiko), X-chromosomal-rezessiv (Männer weit häufiger betroffen, keine Vater-Sohn-Übertragung, Konduktorinnen phänotypisch gesund), X-chromosomal-dominant (betroffener Vater vererbt an alle Töchter, keine Söhne).

Evolution: Hardy-Weinberg-Gleichung p² + 2pq + q² = 1 mit p + q = 1; gilt nur bei Panmixie, fehlender Selektion, Mutation, Migration und Gendrift sowie großer Population. Synthetische Evolutionstheorie verbindet Mutation/Rekombination (Variation), Selektion (Fitnessunterschiede), Gendrift, Genfluss und Isolation (Artbildung).

Neurobiologie: Ruhepotential ca. −70 mV (Na+/K+-ATPase, 3 Na+ raus, 2 K+ rein); Aktionspotential durch Öffnung spannungsgesteuerter Na+-Kanäle (Depolarisation bis ca. +30 mV), dann K+-Ausstrom (Repolarisation) und Hyperpolarisation; Refraktärzeit begrenzt Frequenz und sichert Einbahnleitung. Saltatorische Erregungsleitung an markhaltigen Axonen erhöht die Geschwindigkeit.

Immunbiologie: unspezifisch = Haut/Schleimhäute, Phagozyten, Komplementsystem, Entzündung; spezifisch = B- und T-Lymphozyten. Humoral: B-Zelle → Plasmazelle → Antikörper; zellulär: zytotoxische T-Zelle (CD8) tötet infizierte Zellen über Perforin/Granzyme; T-Helferzellen (CD4) koordinieren über Zytokine. Impfung erzeugt immunologisches Gedächtnis (Memory-Zellen), aktive vs. passive Immunisierung unterscheiden.

Ökologie: Toleranzkurven (Optimum, Pessimum, Potenz- vs. Realnische); Populationswachstum exponentiell (N(t) = N0 · e^(r·t)) vs. logistisch (dN/dt = r·N·(K−N)/K, Kapazität K); r- und K-Strategen; Konkurrenzausschlussprinzip (Gause), ökologische Nische, Symbiose, Parasitismus, Räuber-Beute-Zyklen mit Phasenverschiebung.

Stoffkreisläufe und Energiefluss: Energiefluss ist gerichtet und verlustreich (ca. 90 % Verlust pro Trophieebene, Ökologische Pyramide), während Materie (C, N, P) im Kreislauf zirkuliert. Stickstoffkreislauf: Fixierung (Rhizobium, freilebende Bakterien), Nitrifikation (Nitrosomonas, Nitrobacter), Denitrifikation; Kohlenstoffkreislauf: Photosynthese vs. Atmung, Verbrennung, Lösung im Ozean.

Gentechnik und Bioethik: Restriktionsenzyme erzeugen sticky ends, Ligase verknüpft, Plasmid als Vektor, Selektion über Antibiotikaresistenz; PCR mit Denaturierung (ca. 95 °C), Annealing (ca. 55–65 °C), Elongation (ca. 72 °C, Taq-Polymerase); Gelelektrophorese trennt nach Größe (kleine Fragmente wandern weiter). CRISPR/Cas9 nutzt guide-RNA und Cas9-Endonuklease zur gezielten Doppelstrangbruch-Erzeugung; Bewertung nach Risiko-Nutzen, Autonomie, Gerechtigkeit, Schutz von Embryonen.

Operatoren präzise bedienen: 'beschreiben' = sachlich darstellen ohne Erklärung; 'erklären' = Ursache-Wirkungs-Zusammenhang mit Fachbegriffen; 'begründen' = Argument mit Beleg; 'beurteilen/bewerten' = Kriterien nennen, abwägen, begründetes Fazit; 'analysieren' = Zerlegen in Bestandteile und Zusammenhang darstellen.

Materialgebundene Aufgaben: zuerst Material sachlich auswerten (Daten, Diagrammachsen, Einheiten, Trend), dann Fachwissen zuordnen, dann Bezug zum Material explizit herstellen. Nicht das Material nacherzählen, sondern auswerten.

Diagramme und Tabellen auswerten: Achsenbeschriftung und Einheiten prüfen, Kurvenverlauf in Abschnitte gliedern, Extrema/Plateaus benennen, Werte ablesen und mit Fachbegriffen deuten; bei Diagrammen ohne Einheiten qualitative Aussagen kennzeichnen.

Rechnungen im Abitur: Hardy-Weinberg (p², 2pq, q²), ATP-Bilanz, Populationswachstum, Verdünnungsreihen, Konzentrationen (c = n/V), Prozentanteile. Zwischenschritte angeben, Einheiten mitführen, sinnvoll runden.

Experimentelle Aufgaben: Hypothese, unabhängige und abhängige Variable, Kontrollansatz (Negativ-/Positivkontrolle), Konstanthalten von Störvariablen, Auswertung, Fehlerdiskussion.

Vergleichende Aufgaben (z. B. Mitose vs. Meiose, DNA vs. RNA, Photosynthese vs. Zellatmung) in Tabellenform mit festen Vergleichskriterien beantworten, nicht in Fließtext ohne Struktur.

Bioethische Erörterung: Sachanalyse, Interessenkonflikt, Argumente mit ethischer Grundlage (Menschenwürde, Autonomie, Schadensprinzip, Verantwortungsethik), Gegenargumente, abwägendes Fazit. Keine bloße Meinung ohne Begründung.

Zeitmanagement: Punkte pro Aufgabe abschätzen (ca. 1–1,5 Minuten pro Punkt), zuerst sichere Aufgaben, Skizzen und Stichworte nutzen, Fachbegriffe korrekt schreiben (z. B. 'Desoxyribose', 'Citratzyklus', 'Depolarisation').