Hamburg Abitur Biology flashcards

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Endosymbiontentheorie

Erklärt die Herkunft von Mitochondrien und Chloroplasten aus aufgenommenen prokaryotischen Zellen. Belege sind eigene ringförmige DNA, 70S-Ribosomen und eine doppelte Membranhülle.

Kompartimentierung

Räumliche Trennung von Stoffwechselreaktionen in Organellen mit eigener Membran, etwa Glykolyse im Cytosol und Citratzyklus in der Mitochondrienmatrix, wodurch gegensätzliche Prozesse gleichzeitig ablaufen können.

Km-Wert

Substratkonzentration, bei der ein Enzym die halbe Maximalgeschwindigkeit erreicht. Ein niedriger Km zeigt hohe Substrataffinität an; bei kompetitiver Hemmung steigt der Km.

Kompetitive Hemmung

Ein Hemmstoff ähnelt dem Substrat und besetzt das aktive Zentrum. Die maximale Geschwindigkeit bleibt erreichbar, der Km-Wert steigt, weil mehr Substrat verdrängen muss.

Chemiosmotische Theorie

Elektronentransport an der inneren Mitochondrienmembran pumpt Protonen in den Intermembranraum. Der Rückstrom über die ATP-Synthase treibt die ATP-Bildung an.

Lichtreaktion

Am Photosystem II wird Wasser gespalten und liefert Elektronen. Über die Elektronentransportkette entstehen NADPH und ein Protonengradient, der ATP-Synthese ermöglicht.

Calvin-Zyklus

Lichtunabhängige CO2-Fixierung im Stroma. Rubisco bindet CO2 an Ribulose-1,5-bisphosphat; pro fixiertem CO2 werden drei ATP und zwei NADPH verbraucht.

Osmose und Plasmolyse

Wasser diffundiert durch eine semipermeable Membran zur höher konzentrierten Lösung. In hypertoner Umgebung schrumpft das Cytoplasma und löst sich von der Zellwand ab.

Semikonservative Replikation

Jeder DNA-Doppelstrang wird getrennt und dient als Matrize. Der neue Strang entsteht durch komplementäre Basenpaarung, sodass jede Tochter-DNA einen alten Strang enthält.

Transkription

Die RNA-Polymerase liest den Matrizenstrang der DNA und baut komplementäre mRNA in 5'-3'-Richtung. Introns werden beim Spleißen entfernt, Exons bleiben erhalten.

Genetischer Code

Zuordnung von Basentripletts zu Aminosäuren. Der Code ist degeneriert, weil mehrere Codons dieselbe Aminosäure kodieren, und weitgehend universell.

Start- und Stopcodons

AUG startet die Translation und kodiert Methionin. UAA, UAG und UGA beenden die Translation, da keine passende tRNA bindet und der Komplex zerfällt.

Uniformitätsregel

Kreuzt man reinerbige Eltern, die sich in einem Merkmal unterscheiden, so sind alle Individuen der F1-Generation gleich, bei dominant-rezessivem Erbgang phänotypisch wie der dominante Elternteil.

Spaltungsregel

Bei Kreuzung heterozygoter F1-Individuen spalten die Nachkommen im Verhältnis 3:1 im Phänotyp und 1:2:1 im Genotyp, wenn ein Gen dominant-rezessiv wirkt.

X-chromosomaler Erbgang

Rezessive Merkmale auf dem X-Chromosom treten bei Jungen häufiger auf, da ihnen das zweite X fehlt. Mädchen sind bei einem defekten Allel meist gesunde Überträgerinnen.

Polymerasekettenreaktion

Zyklische Vervielfältigung von DNA durch Denaturierung, Primer-Annealing und Elongation mit hitzestabiler Polymerase. Die Kopienzahl wächst exponentiell mit 2 hoch n.

Gelelektrophorese

Auftrennung von DNA-Fragmenten in einem Gel durch ein elektrisches Feld. Kleinere Fragmente wandern weiter, sodass sich die Größe über das Bandenmuster ablesen lässt.

Hardy-Weinberg-Gleichgewicht

Genotypfrequenzen bleiben konstant bei p² plus 2pq plus q² gleich 1. Voraussetzungen sind keine Selektion, Mutation, Migration und Gendrift sowie zufällige Paarung.

Gendrift

Zufällige Veränderung der Allelfrequenzen, besonders in kleinen Populationen. Flaschenhalseffekt und Gründereffekt sind Sonderfälle, bei denen Vielfalt stark abnimmt.

Gerichtete Selektion

Ein Extremwert eines Merkmals wird bevorzugt, sodass sich der Populationsmittelwert in eine Richtung verschiebt, etwa bei Resistenzbildung gegen ein Antibiotikum.

Stabilisierende Selektion

Beide Extreme eines Merkmals werden benachteiligt und mittlere Ausprägungen begünstigt. Die phänotypische Varianz nimmt ab, der Mittelwert bleibt konstant.

Homologe Organe

Organe mit gleichem Grundbauplan und gemeinsamer Abstammung, die unterschiedliche Funktionen erfüllen können, etwa Arm des Menschen und Flügel des Vogels.

Analoge Organe

Organe mit ähnlicher Funktion, aber unterschiedlichem Bauplan, die durch konvergente Entwicklung unabhängig entstanden, etwa Flügel von Insekt und Vogel.

Allopatrische Artbildung

Räumliche Trennung einer Population durch eine Barriere verhindert den Genfluss. Getrennte Teilpopulationen entwickeln sich durch Mutation, Selektion und Gendrift zu verschiedenen Arten.

Biologisches Artkonzept

Nach Mayr sind Arten Gruppen von Populationen, die sich unter natürlichen Bedingungen kreuzen und fruchtbare Nachkommen erzeugen. Bei Fossilien und asexuellen Organismen stößt es an Grenzen.

Toleranzkurve

Grafische Darstellung der Abhängigkeit einer Art von einem Umweltfaktor mit Pessimum, Optimum und Präferenzbereich. Sie zeigt die ökologische Potenz gegenüber diesem Faktor.

Logistisches Wachstum

Populationswachstum mit Begrenzung durch die Kapazität K. Die Zuwachsrate ist dN/dt gleich r mal N mal (K minus N) geteilt durch K und sinkt nahe K.

Räuber-Beute-Oszillation

Zeitlich versetzte Schwankungen beider Populationen. Die Beutedichte erreicht ihr Maximum vor der Räuberdichte, da die Räuber dem Nahrungsangebot verzögert folgen.

Energiefluss im Ökosystem

Energie gelangt über Produzenten als Lichtenergie hinein und wird entlang der Nahrungskette weitergegeben. Pro Trophiestufe gehen etwa 90 Prozent als Wärme verloren.

Aktionspotential

Elektrische Erregung an der Axonmembran. Nach Schwellenüberschreitung strömt Natrium ein, danach Kalium aus; die Refraktärzeit verhindert eine rückläufige Ausbreitung.

Saltatorische Erregungsleitung

Erregungsweiterleitung an markhaltigen Axonen, bei der das Aktionspotential zwischen den Ranvier-Schnürringen springt. Das erhöht die Leitungsgeschwindigkeit gegenüber marklosen Axonen deutlich.

Synaptische Übertragung

Calcium-Einstrom ins präsynaptische Endknöpfchen bewirkt Vesikelfusion. Neurotransmitter diffundieren durch den synaptischen Spalt und binden an Rezeptoren der postsynaptischen Membran.