Allgemeine Biologie I - Cheatsheet

Zellmembran und Transportmechanismen

Definition:

Zellmembran: selektive Barriere, die das Zellinnere von der Umgebung trennt; Transportmechanismen: regulieren den Stoffaustausch.

Details:

• Aufbau: Lipiddoppelschicht mit eingelagerten Proteinen
• Funktion: Stofftransport, Signalweiterleitung, Zellkommunikation
• Passiver Transport: Diffusion, erleichterte Diffusion, Osmose
• Aktiver Transport: primär (ATP-abhängig), sekundär (Gradienten genutzt)
• Endozytose/Exozytose: Membranumschlossene Vesikel für Transport großer Moleküle

Genexpression und Regulation

Definition:

Prozess, bei dem Informationen eines Gens genutzt werden, um funktionelle Produkte wie Proteine zu synthetisieren. Reguliert, um sicherzustellen, dass Proteine nur bei Bedarf produziert werden.

Details:

• Transkription: DNA → mRNA (durch RNA-Polymerase)
• Translation: mRNA → Protein (durch Ribosomen)
• Regulationsmechanismen: Enhancer/Silencer, Transkriptionsfaktoren, miRNA, siRNA
• Modifikationen: Methylierung, Acetylierung
• Operon-Modell: Genregulation bei Prokaryoten
• Positive/negative Regulation: Aktivator-/Repressorproteine

Zellzyklus und Zellteilung

Definition:

Der Zellzyklus umfasst Phasen, die eine Zelle durchläuft, um zu wachsen und sich zu teilen. Die Zellteilung (Mitose & Meiose) ist der Prozess, bei dem eine Mutterzelle sich in zwei Tochterzellen teilt.

Details:

• Phasen des Zellzyklus: G1, S, G2, M
• Mitose: Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase
• Meiose: Reduktionsteilung (Meiose I) und Äquationsteilung (Meiose II)
• G1-Phase: Zellwachstum
• S-Phase: DNA-Replikation
• G2-Phase: Vorbereitung auf Mitose
• M-Phase: Mitose und Zytokinese
• Mitose: Teilung des Zellkerns
• Zytokinese: Teilung des Zytoplasmas

Mikrobielle Genetik

Definition:

Teilgebiet der Genetik, das sich mit den genetischen Mechanismen von Mikroorganismen befasst, insbesondere Bakterien und Viren.

Details:

• Struktur von Plasmiden und deren Funktion
• Genomorganisation in Prokaryoten (z.B. Operons)
• Transposons und mobile genetische Elemente
• Rekombination: Transformation, Transduktion und Konjugation
• Genexpression und Regulation (z.B. Lac-Operon)
• Mutationen: Arten und Mechanismen
• Techniken für die genetische Analyse von Mikroorganismen

Anpassungen von Organismen an ihre Umwelt

Definition:

Anpassungen von Organismen an ihre Umwelt betreffen strukturelle, physiologische und verhaltensbedingte Veränderungen, die das Überleben und die Fortpflanzung erhöhen.

Details:

• Morphologische Anpassungen: Körperform, Tarnung, Schutzmechanismen.
• Physiologische Anpassungen: Stoffwechselanpassungen, Thermoregulation, Wasserhaushalt.
• Verhaltensadaptationen: Nahrungsaufnahme, Fortpflanzungsstrategien, Migration.
• Beispiele: Wüstenpflanzen speichern Wasser, Tiere in kalten Umgebungen besitzen isolierende Fellschichten.
• Anpassungen können evolutiv (langfristige Veränderungen) oder plastisch (kurzfristige Veränderungen) sein.

Pathogenität und Immunabwehr

Definition:

Eigenschaften von Krankheitserregern, die Krankheiten auslösen und Abwehrmechanismen des Immunsystems dagegen

Details:

• Pathogenität: Fähigkeit von Mikroorganismen, Krankheiten zu verursachen
• Virulenz: Ausmaß der Pathogenität
• Primäre vs. opportunistische Pathogene
• Barrieren: Haut, Schleimhäute
• Unspezifische Immunabwehr: Phagozyten (Makrophagen, neutrophile Granulozyten), Entzündungsreaktion, Komplementsystem
• Spezifische Immunabwehr: T-Zellen (Zell-vermittelte Immunität), B-Zellen (humorale Immunität, Antikörperproduktion)
• Antigen: Substanz, die eine spezifische Immunantwort auslöst
• Pathogen-Induced Immunity: Gedächtniszellen

Photosynthese und Pflanzenstoffwechsel

Definition:

Schlüsselprozesse in Pflanzen, um Lichtenergie in chemische Energie umzuwandeln und Stoffwechselvorgänge zu ermöglichen.

Details:

• Photosynthese-Gleichung: \[\text{6 CO}_2 + \text{12 H}_2\text{O} + \text{Lichtenergie} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + \text{6 O}_2 + \text{6 H}_2\text{O}\]
• Zwei Hauptphasen: Lichtreaktionen (finden in Thylakoidmembranen statt; produzieren ATP und NADPH) und Calvin-Zyklus (findet im Stroma statt; verwendet ATP und NADPH zur Synthese von Glukose).
• Wichtige Enzyme: Rubisco (für CO2-Fixierung im Calvin-Zyklus).
• Pflanzenstoffwechsel: Umfasst diverse biochemische Wege wie Glykolyse, Zitronensäurezyklus und oxidative Phosphorylierung.
• Fotosysteme: PSII und PSI, arbeiten zusammen, um NADPH und ATP zu produzieren.

Evolutionäre Theorien und Mechanismen

Definition:

Theorien und Mechanismen der Evolution, die die Vielfalt und Anpassung von Organismen erklären.

Details:

• Natürliche Selektion: Überleben der am besten angepassten Individuen.
• Genetische Drift: Zufallsbedingte Änderungen in Allelfrequenzen.
• Mutation: Veränderungen in der DNA-Sequenz.
• Genfluss: Austausch von Genen zwischen Populationen.
• Adaptive Radiation: Schnelle evolutionäre Diversifizierung.
• Co-Evolution: Gegenseitige Beeinflussung zweier oder mehrerer Arten.