Saxony Abitur Biology flashcards

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Chemiosmotische Kopplung

Der Elektronentransport der Atmungskette pumpt Protonen in den Intermembranraum. Der entstehende Gradient treibt die ATP-Synthase, die ADP und Phosphat zu ATP verbindet.

Kompetitive Hemmung

Ein Hemmstoff ähnelt dem Substrat und besetzt das aktive Zentrum. Km steigt, vmax bleibt erreichbar, weil bei hoher Substratkonzentration der Hemmstoff verdrängt wird.

Endosymbiontentheorie

Mitochondrien und Chloroplasten stammen von eingewanderten Prokaryoten ab. Belege sind eigene ringförmige DNA, 70S-Ribosomen und eine Doppelmembran.

Calvin-Zyklus

Im Stroma fixiert RuBisCO Kohlenstoffdioxid an Ribulose-1,5-bisphosphat. Pro fixiertem CO2 werden drei ATP und zwei NADPH aus der Lichtreaktion verbraucht.

Semikonservative Replikation

Jeder Tochterstrang besteht aus einem alten Matrizenstrang und einem neu synthetisierten Strang. DNA-Polymerase verlängert nur in Richtung 5' nach 3'.

Degenerierter genetischer Code

64 Codons kodieren nur 20 Aminosäuren, daher führen mehrere Codons zur gleichen Aminosäure. Die dritte Codonposition ist häufig variabel, was Punktmutationen oft folgenlos lässt.

Hardy-Weinberg-Gleichgewicht

Die Allelfrequenzen p und q bleiben konstant, wenn keine Selektion, Mutation, Migration oder Gendrift wirkt und Paarung zufällig erfolgt. Genotypfrequenzen folgen p², 2pq und q².

Allopatrische Artbildung

Eine geografische Barriere trennt Populationen. Getrennte Mutation, Gendrift und Selektion führen zu reproduktiver Isolation, sodass bei erneutem Kontakt kein Genfluss mehr stattfindet.

Homologie und Analogie

Homologe Organe beruhen auf gemeinsamer Abstammung, etwa die Vorderextremitäten der Wirbeltiere. Analoge Organe entstehen unabhängig durch ähnlichen Selektionsdruck, etwa Vogelflügel und Insektenflügel.

Aktionspotential

Am Axon entsteht bei Überschreiten des Schwellenwerts ein kurzer Spannungsimpuls. Natriumeinstrom depolarisiert, Kaliumausstrom repolarisiert; die Amplitude ist konstant.

Saltatorische Erregungsleitung

Bei markhaltigen Axonen springt die Erregung von einem Ranvierschen Schnürring zum nächsten. Das spart Zeit gegenüber kontinuierlicher Leitung und beschleunigt die Übertragung deutlich.

Exzitatorisches postsynaptisches Potential

Ein erregender Neurotransmitter wie Glutamat öffnet Ionenkanäle und depolarisiert die postsynaptische Membran. Mehrere EPSP können durch Summation den Schwellenwert erreichen.

Logistisches Populationswachstum

Das Wachstum verlangsamt sich mit steigender Individuenzahl, weil Ressourcen begrenzt sind. Die Kurve verläuft S-förmig und nähert sich der Kapazitätsgrenze K an.

Ökologische Potenz

Sie beschreibt den Toleranzbereich einer Art gegenüber einem Umweltfaktor ohne Konkurrenz. Konkurrenz schränkt das tatsächliche Vorkommen zur realisierten Nische ein.

Energiekaskade im Ökosystem

Auf jeder trophischen Stufe gehen etwa neunzig Prozent der Energie als Wärme verloren. Nur rund zehn Prozent gelangen zur nächsten Stufe, weshalb Nahrungsketten kurz sind.

Humorale Immunantwort

B-Lymphozyten werden nach Antigenkontakt zu Plasmazellen und bilden spezifische Antikörper. Diese binden Antigene, neutralisieren Erreger und markieren sie für die Phagozytose.

Primäre und sekundäre Immunantwort

Nach Erstkontakt bildet sich langsam Antikörper, parallel entstehen Gedächtniszellen. Bei erneutem Kontakt reagieren diese schneller und stärker, was das Prinzip der Impfung erklärt.

Falsifizierbarkeit nach Popper

Eine wissenschaftliche Aussage muss so formuliert sein, dass sie durch Beobachtung oder Experiment widerlegt werden könnte. Nicht widerlegbare Behauptungen gelten als unwissenschaftlich.

Korrelation und Kausalität

Ein statistischer Zusammenhang zwischen zwei Größen bedeutet nicht, dass eine die andere verursacht. Gemeinsame Ursachen oder Zufall sind als Erklärung zu prüfen.

Kontrollgruppe im Experiment

Sie wird unter gleichen Bedingungen behandelt, erhält aber die unabhängige Variable nicht. Unterschiede zur Versuchsgruppe lassen sich so auf die untersuchte Variable zurückführen.

CRISPR/Cas9

Eine guide-RNA führt die Nuklease Cas9 zu einer Zielsequenz und erzeugt dort einen Doppelstrangbruch. NHEJ erzeugt meist Knockouts, HDR ermöglicht gezielte Sequenzeinfügung.

Polymerase-Kettenreaktion

Zyklische Denaturierung, Primer-Annealing und Elongation durch hitzestabile Polymerase vervielfältigen DNA exponentiell. Nach n Zyklen liegen theoretisch 2 hoch n Kopien vor.

Räuber-Beute-Zyklen

Räuber- und Beutepopulation schwanken phasenverschoben. Das Räubermaximum folgt dem Beutemaximum verzögert, weil Räuber von der zuvor gewachsenen Beutepopulation profitieren.

Photorezeptoren des Auges

Stäbchen vermitteln das Dämmerungssehen, Zapfen das Farbsehen. Bei Lichteinfall hyperpolarisieren sie, weil Rhodopsin zerfällt und cGMP-abhängige Ionenkanäle schließen.

Mendelsche Spaltungsregel

Bei dominant-rezeptivem Erbgang treten in der F2-Generation phänotypisch drei zu eins auf. Genotypisch ergibt sich das Verhältnis eins zu zwei zu eins.

Monophylum, Paraphylum, Polyphylum

Ein Monophylum enthält den Vorfahren und alle Nachfahren. Ein Paraphylum lässt einige Nachfahren aus, ein Polyphylum gruppiert Arten aus verschiedenen Linien nach konvergenten Merkmalen.

Gedächtniszellen

Langlebige B- und T-Lymphozyten entstehen nach Antigenkontakt. Sie ermöglichen bei erneutem Kontakt eine rasche, kräftige Antikörper- und Zellantwort.

Typ-I-Allergie

IgE-Antikörper binden an Mastzellen. Bei erneutem Allergenkontakt wird Histamin freigesetzt, was Juckreiz, Schwellung und Bronchokonstriktion bis zum anaphylaktischen Schock auslöst.

Michaelis-Menten-Kinetik

Die Reaktionsgeschwindigkeit steigt mit der Substratkonzentration und nähert sich vmax. Der Km-Wert gibt die Substratkonzentration bei halbmaximaler Geschwindigkeit an und misst die Enzymaffinität.

Modelle in der Biologie

Modelle vereinfachen komplexe Systeme, etwa Hardy-Weinberg oder Lotka-Volterra. Ihre Aussagen gelten nur, solange die zugrunde gelegten Annahmen erfüllt sind.

Stickstoffkreislauf

Stickstofffixierer wandeln N2 in Ammonium um, Nitrifizierer bilden Nitrat, Denitrifizierer geben N2 zurück. Pflanzen nehmen Nitrat auf, Destruenten setzen Stickstoff wieder frei.

Synaptische Übertragung

Am Endknöpfchen strömt Calcium ein, Vesikel verschmelzen und setzen Neurotransmitter frei. Diese binden postsynaptische Rezeptoren und werden anschließend abgebaut oder wieder aufgenommen.