Mecklenburg-Vorpommern Abitur Biology flashcards

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Endosymbiontentheorie

Erklärt die Herkunft von Mitochondrien und Chloroplasten: Sie stammen von aufgenommenen prokaryotischen Zellen ab, belegt durch eigene ringförmige DNA, 70S-Ribosomen und Doppelmembran.

Ruhepotenzial

Membranspannung einer nicht erregten Nervenzelle von etwa −70 mV, aufrechterhalten durch die Na+/K+-Pumpe und die höhere K+-Permeabilität der Membran.

Aktionspotenzial

Alles-oder-nichts-Antwort der Axonmembran: spannungsgesteuerte Na+-Kanäle öffnen, Membran depolarisiert, danach K+-Ausstrom und Repolarisation; Amplitude unabhängig von der Reizstärke.

Kompetitive Hemmung

Ein Hemmstoff ähnelt dem Substrat und besetzt das aktive Zentrum. Km steigt, vmax bleibt bei hoher Substratkonzentration erreichbar, da die Hemmung überwindbar ist.

Chemiosmotische Theorie

Elektronentransport pumpt Protonen über die innere Mitochondrienmembran; der Protonengradient treibt die ATP-Synthase an und koppelt Oxidation an ATP-Bildung.

Calvin-Zyklus

Lichtunabhängige CO2-Fixierung im Stroma: RubisCO bindet CO2 an Ribulose-1,5-bisphosphat; unter ATP- und NADPH-Verbrauch entsteht Glycerinaldehyd-3-phosphat und damit Glucose.

Osmose

Gerichtete Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran vom Ort niedrigerer zum Ort höherer Teilchenkonzentration, bis Konzentrationen oder Druckverhältnisse ausgeglichen sind.

Meiose

Reifeteilung mit zwei Teilungsschritten: Aus einer diploiden Zelle entstehen vier haploide Zellen; Crossing-over und freie Chromosomenverteilung erzeugen genetische Vielfalt.

Mendels Spaltungsregel

Kreuzt man heterozygote F1-Individuen, spalten die Nachkommen im Verhältnis 3:1 (monohybrid) bzw. 9:3:3:1 (dihybrid) bei dominant-rezessivem Erbgang.

Hardy-Weinberg-Gleichung

p² + 2pq + q² = 1 beschreibt Allel- und Genotypfrequenzen in einer idealen Population ohne Mutation, Selektion, Gendrift, Genfluss und bei Panmixie.

Rastermutation

Insertion oder Deletion einer nicht durch drei teilbaren Basenzahl verschiebt das Leseraster; alle folgenden Codons werden falsch gelesen, meist entsteht ein Funktionsverlustprotein.

Synthetische Evolutionstheorie

Verbindet Genetik und Darwin-Selektion: Mutation und Rekombination erzeugen Variabilität, Selektion, Gendrift und Genfluss verändern Allelfrequenzen; Artbildung folgt über Isolation.

Allopatrische Artbildung

Geografische Trennung teilt eine Population; getrennte Genpools sammeln durch Mutation, Gendrift und Selektion unterschiedliche Allele, bis reproduktive Isolation entsteht.

Replikation

Semikonservative Verdopplung der DNA: Helicase trennt Stränge, Primase setzt Primer, DNA-Polymerase verlängert 5'→3'; der Folgestrang entsteht in Okazaki-Fragmenten.

Genregulation über lac-Operon

Induzierbares Operon: Repressor blockiert Transkription ohne Lactose; Allolactose bindet den Repressor, Polymerase transkribiert die Strukturgene für Lactoseabbau.

PCR

In-vitro-Vervielfältigung von DNA: Hitzedenaturierung, Primer-Anlagerung und Verlängerung durch hitzestabile Taq-Polymerase; die Produktmenge wächst exponentiell.

Logistisches Wachstum

Begrenztes Populationswachstum nach dN/dt = r·N·(K−N)/K mit Umweltkapazität K; die Zunahme ist bei N = K/2 maximal, danach nähert sich die Größe K an.

Ökologische Potenz

Bereich eines Umweltfaktors, in dem eine Art überleben und sich fortpflanzen kann; das Optimum liegt zwischen den Pessima, die Realnische ist enger als die Fundamentalnische.

Energiefluss im Ökosystem

Energie gelangt über Produzenten in das System und geht als Wärme verloren; pro Trophieebene werden nur etwa 10 % weitergegeben, daher sind Nahrungsketten kurz.

Eutrophierung

Nährstoffeintrag mit Nitrat und Phosphat steigert das Algenwachstum; absterbende Biomasse zehrt Sauerstoff, es folgen Sauerstoffmangel und Fischsterben.

Shannon-Index

Maß für Biodiversität: H' = −Σ pi·ln pi, wobei pi der Anteil der Art i ist; hohe Werte bedeuten viele Arten in ausgeglichenen Häufigkeiten.

Lotka-Volterra-Regeln

Räuber- und Beutepopulation schwingen phasenverschoben; die Räuberkurve folgt der Beutekurve, beide bleiben bei ungestörten Bedingungen in ihrer mittleren Größe erhalten.

Stickstoffkreislauf

Mikroorganismen wandeln N2 in Ammonium (Fixierung), dieses über Nitrit zu Nitrat (Nitrifikation) und Nitrat wieder zu N2 (Denitrifikation); Destruenten setzen Ammonium frei.

Nachhaltige Entwicklung

Befriedigung heutiger Bedürfnisse, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen einzuschränken; im Drei-Säulen-Modell müssen Ökologie, Ökonomie und Soziales gleichrangig erfüllt sein.

Kontrollgruppe

Vergleichsansatz im Experiment, der alle Bedingungen außer der unabhängigen Variable erhält; Unterschiede zur Versuchsgruppe lassen sich so auf die getestete Variable zurückführen.

Nullhypothese

H0 behauptet, es gebe keinen Unterschied oder Zusammenhang zwischen den Gruppen; sie wird verworfen, wenn die Daten unter H0 sehr unwahrscheinlich sind (p < 0,05).

Standardabweichung

Streuungsmaß um den Mittelwert: s = √(Σ(x−x̄)²/(n−1)); kleine Werte zeigen reproduzierbare Messungen, große Werte hohe Variabilität der Stichprobe.

Falsifikation

Nach Popper wird eine Hypothese nie bewiesen, sondern nur vorläufig bestätigt; sie gilt als wissenschaftlich, wenn eine widerlegende Beobachtung grundsätzlich möglich ist.

Korrelation und Kausalität

Ein statistischer Zusammenhang zweier Größen belegt keine Ursache-Wirkungs-Beziehung; für Kausalität sind kontrollierte Experimente oder Ausschluss von Störvariablen nötig.

Modellkritik

Prüft, welche Annahmen ein Modell vereinfacht, welche Parameter fehlen und für welchen Bereich es gilt; Ergebnisse sind nur innerhalb dieser Grenzen auf die Realität übertragbar.

Signifikanzniveau

Vor der Auswertung festgelegte Irrtumswahrscheinlichkeit, meist α = 0,05; liegt der p-Wert darunter, gilt der Effekt als statistisch signifikant, ein Restrisiko bleibt.

Doppelblindversuch

Weder Versuchspersonen noch Versuchsleitung kennen die Gruppenzuordnung; so werden Erwartungseffekte und Beobachterbeeinflussung als Störvariablen ausgeschlossen.