Bremen Abitur Biology cheat sheet

Zellorganellen-Funktionen: Mitochondrium = oxidative Phosphorylierung (innere Membran, Cristae); Chloroplast = Photosynthese (Thylakoid = Lichtreaktion, Stroma = Calvin-Zyklus); Ribosom = Translation; raues ER = Synthese von Membran- und Sekretproteinen; Golgi = Modifikation, Sortierung, Vesikelbildung; Lysosom = saure Hydrolasen, Abbau; Peroxisom = H2O2-Abbau durch Katalase.

Enzymkinetik: Michaelis-Menten v = vmax·[S]/(Km+[S]); Km = Substratkonzentration bei halbem vmax (Maß für Affinität, kleiner Km = hohe Affinität). Kompetitive Hemmung erhöht Km, vmax unverändert; nichtkompetitive Hemmung senkt vmax, Km unverändert.

Photosynthese-Bilanz: 6 CO2 + 12 H2O + Lichtenergie → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O. Lichtreaktion: Wasserspaltung am Photosystem II (O2-Quelle), linearer Elektronentransport über Plastochinon/Cytochrom-b6f/Plastocyanin, Protonengradient, ATP-Synthase, NADPH über Ferredoxin-NADP+-Reduktase.

Calvin-Zyklus: CO2-Fixierung an Ribulose-1,5-bisphosphat durch Rubisco (Carboxylierung), Reduktion zu Glycerinaldehyd-3-phosphat mit ATP und NADPH, Regeneration des Akzeptors. Rubisco arbeitet auch oxygenierend (Photorespiration), daher C4- und CAM-Pflanzen als Anpassungen.

Zellatmung-Bilanz pro Glucose: Glykolyse (Cytosol) 2 ATP netto + 2 NADH; oxidative Decarboxylierung von Pyruvat (Matrix) 2 NADH + 2 CO2; Citratzyklus 2 ATP/GTP + 6 NADH + 2 FADH2 + 4 CO2; Atmungskette ca. 26–28 ATP. Gesamt ca. 30–32 ATP (moderne Zählung), nicht 38.

Genetik-Grundregeln: Mendels Spaltungsregel 3:1 bei Monohybridie, Unabhängigkeitsregel bei dihybridem Ansatz 9:3:3:1. Testkreuzung deckt Genotyp auf. Bei gekoppelten Genen Abweichung vom 9:3:3:1-Verhältnis; Rekombinationsfrequenz = Anteil rekombinanter Nachkommen, 1 % RF entspricht 1 Centimorgan.

Proteinbiosynthese: Transkription (RNA-Polymerase, Promotor, 5'→3'-Synthese am Matrizenstrang) im Zellkern, RNA-Prozessierung (Cap, Poly-A, Spleißen), Translation am Ribosom (Codons 5'→3', Anticodon antiparallel, Start AUG/Methionin, Stopp UAA/UAG/UGA).

Humangenetik und Stammbaumanalyse: autosomal-dominant (jede Generation, beide Geschlechter), autosomal-rezessiv (Generationen übersprungen, Konsanguinität begünstigt), X-chromosomal-rezessiv (überwiegend Männer betroffen, keine Vater-Sohn-Übertragung), X-chromosomal-dominant (betroffener Vater → alle Töchter betroffen).

Evolutionäre Mechanismen unterscheiden: Selektion wirkt auf Phänotypen und verändert Allelfrequenzen; genetische Drift ist richtungslos und wirkt stark in kleinen Populationen; Gendrift durch Flaschenhals- und Gründereffekt; Genfluss durch Migration; Hardy-Weinberg (p²+2pq+q²=1) gilt nur ohne Selektion, Mutation, Migration, Drift und bei Panmixie.

Neurobiologie: Ruhepotential ca. −70 mV durch K+-Ausstrom und Na+/K+-ATPase (3 Na+ raus, 2 K+ rein); Aktionspotential durch spannungsgesteuerte Na+-Kanäle (Depolarisation, Überschwingen ca. +30 mV), dann K+-Ausstrom (Repolarisation), Hyperpolarisation, Refraktärzeit.

Synapsen: chemische Synapse mit Ca2+-Einstrom, Vesikelfusion, Exozytose des Neurotransmitters, Bindung an ligandengesteuerte Ionenkanäle, Abbau durch Acetylcholinesterase bzw. Wiederaufnahme. Erregende und hemmende postsynaptische Potentiale summieren sich (räumlich und zeitlich).

Immunbiologie: unspezifisch (Haut, Schleimhäute, Phagozyten, Entzündung, Komplementsystem) vs. spezifisch (B-Lymphozyten → Plasmazellen → Antikörper; T-Lymphozyten: Helferzellen CD4, zytotoxische CD8). Primär- und Sekundärantwort unterscheiden sich in Latenz und Antikörpertiter.

Antikörperstruktur: Immunglobulin aus zwei schweren und zwei leichten Ketten, Y-förmig, variable Regionen bilden das Antigenbindungszentrum (Epitop-spezifisch), konstante Region bestimmt Klasse (IgG, IgM, IgA, IgE, IgD).

Ökologie: Toleranzkurve (Optimum, Pessimum, Potenz- und Realnische), Populationswachstum exponentiell (N(t)=N0·e^rt) vs. logistisch (dN/dt = r·N·(K−N)/K mit Kapazität K), r- und K-Strategen unterscheiden.

Stoffkreisläufe und Energiefluss: Energie fließt gerichtet und wird als Wärme abgegeben (ca. 90 % Verlust pro Trophiestufe), Materie wird im Kreislauf geführt (C, N, P). Stickstofffixierung durch Bakterien (Rhizobium-Symbiose), Nitrifikation, Denitrifikation.

Verhaltensbiologie: angeboren vs. erlernt; klassische Konditionierung (Pawlow, unkonditionierter/konditionierter Reiz), operante Konditionierung (Verstärkung, Bestrafung), Prägung mit sensibler Phase (Lorenz), Kosten-Nutzen-Abwägung im Sozialverhalten (Verwandtenselektion, reziproker Altruismus).

Biotechnologie und Gentechnik: Restriktionsenzyme erzeugen definierte Schnittstellen (oft Palindrom, sticky ends), Ligase verknüpft Fragmente, Vektor (Plasmid) braucht Replikationsursprung, Selektionmarker und Multiple Cloning Site; PCR mit Denaturierung, Primer-Annealing, Elongation durch hitzestabile Polymerase.

Abitur-Operatoren Bremen: 'erläutern' verlangt Sachverhalt plus Begründung, 'beurteilen' verlangt Kriterien und Abwägung, 'beschreiben' nur sachliche Wiedergabe ohne Deutung, 'begründen' Ursache-Wirkungs-Kette. Materialien (Diagramme, Tabellen) müssen explizit ausgewertet werden.