Biologie Abitur Zusammenfassung PDF

BIOLOGIE Cytologie Zellorganelle beide tierische Zelle pflanzliche Zelle Cytoplasma (Reaktionsraum) Centriole (bilden Centrosom ® Chloroplast (Fotosynthese) Zellteilung) Endomembransystem: Desmoso...

BIOLOGIE Cytologie Zellorganelle beide tierische Zelle pflanzliche Zelle Cytoplasma (Reaktionsraum) Centriole (bilden Centrosom ® Chloroplast (Fotosynthese) Zellteilung) Endomembransystem: Desmosom (Stabilisierung Plasmodesmen (Zell-Zell- gER (Fettspeicherung) benachbarter Zellen) Verbindung) Golgi-Apparat (empfangen und senden von Stoffen) rER (Proteinspeicherung) Mikrofilamente (Transport) Lysosom (Zersetzung) Tonoplast (Abgrenzung Vakuole) Mikrotubuli (Spindelapparat) Mikrovilli (Fortbewegung) Tüpfel (Zell-Zell-Verbindung) Mitochondrien (Zellatmung; tight junction (Zellkontakt) Vakuole (Zellinnendruck) Kraftwerk der Zelle) Nukleus (genetische Zellwand (Stabilisierung): Steuerzentrale; Stoffwechsel): Symplast (Gesamtheit Chromatin (aufgewickelte DNA verbundener pfl. Zellen) und Histone) Apoplast (Gesamtheit Doppelmembran (Kernhülle verbundener Zellwände) und Kernporen) Nucleolus (Ribosomenbildung) Peroxisom (Entgiftung) Ribosom (Proteinbiosynthese) Zellmembran (Abgrenzung) Zelle als offenes System - Stoffe können durch semipermeable Membran hindurch diffundieren - Endo- und Exocytose von größeren Stoffen (Ein- und Ausschleusen) - Zelle muss Konzentrationsgradient oder elektrochemischen Gradienten aufrechterhalten ® kein Austausch oder ausgeglichener Gradient = Zelltod - z.B. Transportvorgänge Zellmembran (Osmose) pflanzliches Gewebe - obere Kutikula: Wachsschicht (wasserabweisend, isolierend, Transpirationsschutz) - obere und untere Epidermis: Stabilität; Schutzschicht vor Beschädigung; Produktion Kutikula - Palisadenparenchym: Ort der Chloroplasten (Fotosynthese) - Blattader/Leitbündel: Produkttransport (Wasser, Mineralien) - Schwammparenchym: Gasaustausch; Speicherung Wasser; Fotosynthese - Spaltöffnung/Schließzellen: Kohlenstoffdioxidaufnahme; Regulierung Wasserhaushalt; Regelung Transpiration - Interzellulare (Zwischenspalte): Gasversorgung Procyte und Eucyte Procyte Eucyte Bakterien, Archaeen Einzeller, Pilze, Pflanzen, Tiere Kernäquivalent richtiger Zellkern kleiner wesentlich größer oft Geißel aus Proteinen wenn Geißel aus Mikrotubuli meist alleinlebend (Einzeller) meist in Gemeinschaft (Mehrzeller) einfache Struktur (keine Kompartimentierung) Kompartimentierung durch Biomembran kein Cytoskelett Cytoskelett aus Proteinfilamenten kleinere Ribosomen größere Ribosomen Erbsubstanz ringförmig (Plasmid) Erbgut in Chromosomen gegliedert geschlechtliche Fortpflanzung durch geschlechtliche Fortpflanzung durch Gameten Konjugation Hypothese: Eucyte entstand aus mehreren Procyten Fette (Makronährstoff) = lange, meist kettenförmige Kohlenwasserstoffe - bestehen immer aus Glycerin und 3 Fettsäuremoleküle - unpolar und hydrophob (stößt Wasser ab) - Funktionen: × Langzeitenergiespeicher × Wärmeisolation × Polstermasse Proteine (Makromolekül) - Aufbau: × bestehen aus Aminosäuren × Aminogruppe × α– C – Atom × Säuregruppe × Rest - Struktur: × Primärstruktur: Abfolge der Aminosäuren (Polypeptide) × Sekundärstruktur: α − Helices und β − Faltblätter (erste Räumlichkeit) × Tertiärstruktur: Verbindung aller Sekundärstrukturen × Quartärstruktur: mehrere Tertiärstrukturen (funktionsfähiges Protein) - im Inneren des Proteins unpolare Aminosäuren (hydrophobe Wechselwirkung) - Denaturierung = Überführung in Primärstruktur (z.B. durch Hitze oder Säure) - besitzen meist aktives Zentrum - Funktionen: × Transport × Membrankanäle × Enzyme × Antikörper Kohlenhydrate (Makromolekül) - bestehen aus Einfachzucker/Monosaccharide (z.B. Glucose) - Arten: × Monosaccharide: Einfachzucker (3 bis 7 C – Atome) × Disaccharide: Zweifachzucker (zwei Monosaccharide) × Polysaccharide: Mehrfachzucker (mehrere Monosaccharide) - Stärke: α − Verbindung; Cellulose: β − Verbindung ® für Menschen nicht verdaubar (für Kühe durch Bakterien verarbeitbar) - Funktionen: × Energielieferung (Grundnährstoff) × Energiespeicherung (wichtige Ballaststoffe) × Baumaterial × Erkennung von anderen Zellen (Erkennermolekül am Biomembran) × Bestandteil der DNA - Nachweis: × Einfachzucker: Fehlingsche Lösung ® erhitzen ® Färbung (Ziegelrot) × Vielfachzucker (z.B. Stärke): Lugolische Lösung (Iod-Kalium-Iodidlösung) ® erhitzen ® Färbung (Blauviolett) Wasser - polares Lösungsmittel - Dipolcharakter geeignet für Netzaufbau/Vernetzung - Bau: Verbindung von einem Sauerstoffatom mit zwei Wasserstoffatomen - Wasserstoffbrückenbindungen: hohe Stabilität - Funktionen: × Transport × Lebensraum × Reaktionsraum × Ausgangsstoff bei vielen biochemischen Reaktionen (z.B. Fotosynthese) × wichtiges Lösungsmittel (z.B. für Stoffwechselablauf) - fester Zustand: kristalline Struktur Sublimieren = auf eine höhere Ebene erheben Stoffwechsel Biomembran Aufbau = Flüssigmosaik - Phospholipidmoleküle (Lipiddoppelschicht) - Proteine (integrale Proteine, periphere Proteine) - Kohlenhydrate: Glykoproteine (an Protein gebunden); Glykolipide (an Lipid gebunden) ® Proteine und Kohlenhydrate machen Zelle von außen und innen erkennbar Funktionen - Kompartimentierung: bilden abgegrenzte Kompartimente (Entstehung Reaktions- oder Speicherräume) - selektive Durchlässigkeit (semipermeable Membran) - Membrantransport - Oberflächenvergrößerung: größere Oberfläche = verbesserte Auf-/Abgabe von Stoffen (z.B. Darm) - Zellverbindungen: Wechselwirkung und Stoffaustausch mit anderen Zellen ® Gap Junction, Tight Junction, Desmosomen Transportvorgänge - Diffusion: = Vorgang, bei dem sich verschiedene Teilchen aufgrund der Brown‘schen Molekularbewegung vermischen und ein Konzentrationsausgleich anstreben - Osmose: = Diffusion durch semipermeable Membran × hyperton: höhere Konzentration gelöster Teilchen in Zelle ® mehr Wasser strömt in Zelle × hypoton: niedrigere Konzentration gelöster Teilchen in Zelle ® mehr Wasser strömt aus Zelle × isoton: gleiche Konzentration gelöster Teilchen ® gleich viel Wasser rein und raus ® Wasser fließt immer in Richtung der höheren Konzentration - Plasmolyse: = Wasserentzug aus Zelle × tierische Zelle: schrumpft × pflanzliche Zelle: Vakuole schrumpft; Plasmamembran löst sich von Zellwand - Deplasmolyse: = Wasserzufuhr in Zelle × tierische Zellen und Bakterien: kontrollieren intrazellulären Gehalt von gelösten Stoffen durch aktiven Transport ® Anschwellen wird verhindert × Pflanzenzelle: stabile Zellwand verhindert Anschwellen × einzellige Tiere: regelmäßiges Ausstoßen von Wasser aus Vakuole ® Anschwellen wird verhindert passiver Transport (kein Energieaufwand) - Unitransport - Cotransport (Symport/Antiport) - einfache Diffusion: × sehr kleine oder fettlösliche Moleküle × Geschwindigkeit gleichbleibend gering × mit Konzentrationsgefälle - Kanaltransport: × Tunnel aus polaren Aminosäuren × kleinere polare oder geladene Teilchen × erreicht Sättigung (ab bestimmter Konzentration bleibt Geschwindigkeit konstant, da alle Kanäle besetzt sind) × spezifisch × mit Konzentrationsgefälle - Carriertransport: × Substratbindung = Konformitätsänderung × auf bestimmte Moleküle spezialisiert × Transport erreicht Sättigung × mit Konzentrationsgefälle aktiver Transport (Energieaufwand) - primär aktiver Transport: Unitransport - sekundär aktiver Transport: Cotransport (Symport/Antiport) - aktiver Transport: × entgegen des Konzentrationsgefälles × Carrier × z.B. Protonenpumpe Fotosynthese Chloroplast 1 - äußere Membran: grenzt von umgebendem Cytoplasma ab; Stoffaustausch 2 - Membranen mit Chlorophyll 3 - Thylakoid: Aufnahme von Lichtenergie; Fotosynthese 4 - DNA: Speicherung Erbinformation; steuert Chloroplast 5 - innere Membran: bildet Thylakoide; enthalten Chlorophyll 6 - Stroma: ermöglicht Stofftransport; Fotosynthese 7 - Ribosomen: Übersetzen Erbinfo; produzieren Proteine 8 - Fetttröpfchen: Speicherung Fotosysteme - Aufbau: Proteine und akzessorische Pigmente (Lichtsammelkomplexen) ® Lichtsammler bestehen aus Pigmenten Chlorophyll a und b (besonders gute Absorption im roten und blauen Spektrum) und Carotinoiden und Xanthophyllen (schließen Grünlücke; Schutz) - Anregung Antennenpigment durch Licht: Energieübertragung in Kettenreaktion bis Chlorophyll a im Reaktionszentrum + Übertragung Elektron auf primären Elektronenakzeptor Lichtreaktion - in Thylakoidenƒ - Ziel: Elektronen aus Wassermolekül auf NADP+ übertragen ® Reduzierung zu NADPH+H+ - am Fotosystem II sitzt wasserspaltender Komplex (Weitergabe der Elektronen - aus Spaltung des Wassers - an Fotosystem; Anreicherung der H+-Protonen im Lumen - Leitung der angeregten Elektronen über mehrere Redoxsysteme zum Fotosystem I - Fotosystem I: Überführung in energiereicheren Zustand und Übertragung über weiteres Redoxsystem auf NADP+ - durch Konzentrationsgefälle der Protonen zwischen Lumen der Thylakoide und Stroma erfolgt passive Diffusion der H+-Protonen durch Thylakoidmembran ins Stroma (dabei ATP-Synthase: katalysiert aus ADP+P ATP) - Produkte: NADPH+H+ und ATP Dunkelreaktion - im Stroma - Ziel: Durch Nutzung der Produkte der Lichtreaktion (NADPH+H+ und ATP) Glukose aufbauen - Einschleusung CO², H+-Protonen und P (Phosphat des ATP) in zyklischen Reaktionsablauf (Calvin- Zyklus) - Calvin-Zyklus: × Übertragung Kohlenstoff des CO² durch Enzym Rubisco auf C5-Körper (Kohlenstofffixierung/Carboxylierung) × gebildete C6-Körper zerfällt sofort in 2 C3-Körper (durch ATP und NADPH+H+ reduziert) × bei Regeneration zum C5-Körper Entstehung Glukose 12 H2O + 6 CO2 à C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O Lichtenergie + Wasser + Kohlenstoffdioxid → Glucose + Sauerstoff Dissimilation = innere Atmung/Zellatmung = biologische Oxidation - kataboler (abbauender) Stoffwechsel - abhängig von… … den Ausgangsstoffen (C6H12O6+O2) … Enzymen und Cofaktoren (NAD+) … der Temperatur (RGT – Regel) … dem Wasservorkommen (als Transportmedium) … den Substanzen des Citratzyklus … dem Kohlenstoffdioxidgehalt (viel C02 = wenig Zellatmung) - Bedeutung: × Lagerung von Obst × als Energielieferant für Assimilation Vorgang (im Mitochondrium): 1) Glykolyse („Zuckerauflösung) × mit Gärung vergleichbar (unvollständiger Abbau von Glukose unter anaeoroben Bedingungen (ohne Sauerstoff)) × Ort: Cytoplasma × Ausgangsstoffe: Glykose; 2 ATP; 2 NAD+ × Endprodukte: 2x Pyruvat; 2 ATP; 2 NADH+H+ × Energiebilanz: 2 ATP 2) Atmungskette × Ort: Matrix × Ausgangsstoffe: 2x Pyruvat; 2 ATP; 8 NAD+ × Endprodukte: 6 CO2; 2 ATP; 8 NADH+H+ × Energiebilanz: 2 ATP 3) Citratzyklus × Ort: Innenmembran × Ausgangsstoffe: 10 NADH+H+; 2 FADH2 × Endprodukte: 28 ATP; 10 NAD+; 2 FAD × Energiebilanz: 28 ATP C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O à 12 H2O + 6 CO2 Enzyme Aufbau = Biokatalysatoren, die biochemische Reaktionen beschleunigen (Proteine) - bestehen aus Aminosäureketten - Enzyme aus einer Polypeptidkette: Monomere - Enzyme aus mehreren Polypeptidketten: Oligomere - durch Wechselwirkungen der Anziehungskräfte hat jedes Enzym typische Raumstruktur - Holoenzyme: bestehen aus Komplex von Protein (Apoenzym) und einer besonderen Wirkgruppe ® feste Verbindung mit Apoenzym: Wirkgruppe = prosthetische Gruppe ® Lösung vom Apoenzym möglich: Wirkgruppe = Coenzym Wirkungsweise - setzen Aktivierungsenergie einer Reaktion herab - umzusetzendes Substrat bindet am aktiven Zentrum ® Enzym-Substrat-Komplex - Substrat wird umgesetzt und anschließend wird Reaktionsprodukt wieder vom Enzym gelöst - Substratkonzentration: × Geschwindigkeit hängt von Substratkonzentration ab × Enzyme beschleunigen Reaktion bis Maximalgeschwindigkeit ® alle Enzyme mit Substraten beladen - temperaturabhängig: × RGT – Regel: +10°C = Verdopplung der Geschwindigkeit × bis zu bestimmten Temperatur steigt Geschwindigkeit, ab Optimum Denaturierung - pH-Wertabhängig: je nach pH-Wert wirkt bestimmtes Enzym - substratspezifisch: × können nur bestimmte Stoffe umsetzen × Substrat dockt nach Schlüssel-Schloss-Prinzip am aktives Zentrum an (passen nach Induced-Fit-Modell) - wirkungsspezifisch: je nach Enzym unterschiedliche Produkte - können auch Rückreaktionen katalysieren - verbrauchen sich nicht Hemmung - kompetitive Hemmung: × Konkurrenzstoffe, die auch ins Enzym passen, aber nicht umgesetzt werden können, besetzen Enzym zwischenzeitlich (reversibel) × Endprodukthemmung: Endprodukt von bestimmten Substrat ist Konkurrenzstoff für Ausgangsstoff (= negative Rückkopplung) - allosterische Hemmung: × Effektor dockt an allostorisches Zentrum an (reversibel) und ändert dadurch Konformität × Effektor = Inhibitor: Substrate, die vorher gepasst haben, passen nicht mehr × Effektor = Aktivator: Substrate, die vorher nicht gepasst haben, passen × Endprodukthemmung: Endprodukt von bestimmten Substraten ist Aktivator/Inhibitor für Ausgangssubstrat - irreversible Hemmung: × Schwermetallionen oder Giftstoffe binden am aktiven Zentrum und hemmen Enzym dauerhaft (irreversibel) ® Substrate können nicht mehr umgesetzt werden Ökologie Autökologie Temperatur - eury- und stenotherm: × eurytherm: Arten mit weiter Temperaturtoleranz × stenotherm: Arten mit enger Temperaturtoleranz - RTG und Denaturierung: × Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel gilt für alle biochemischen Reaktionen ® RGT-Regel: Temperaturanstieg um ca. 10°C steigert Reaktionsgeschwindigkeit um zweifaches × Temperatur über 40°C-50°C schädigt Proteine (Enzyme) ® Denaturierung ® molekulare Struktur ändert sich + Verlust biologische Funktion ® sinkt Temperatur in lebenden Geweben unter 0°C, wird Zellplasma ähnlich geschädigt - homoiotherme Tiere: × halten bestimmte Körpertemperatur aufrecht (Energieaufwändig) × isolierende Körperbedeckung (Haare, Federn) × wärmehemmendes Fettgewebe in Unterhaut × leistungsfähiger Blutkreislauf zum Wärmetransport × schwitzen, hecheln × Winterruhe, Winterschlaf - polikilotherme Tiere: × Körpertemperatur von Außentemperatur abhängig × Winterstarre - Klimaregeln: × je kleiner Art, desto höher Stoffwechselrate ® je höher Stoffwechselrate, desto mehr Nahrung relativ zur Körpermasse benötigt × Bergmann’sche Regel: je größer Tier, desto weniger Wärmeverlust (Körperfläche im Verhältnis zum Volumen kleiner) × Allen’sche Regel: Körperanhängsel vergrößern Körperoberfläche ® Wärmeverlust Licht - liefert Energie - Sonnen- und Schattenblätter: Sonnenblätter Schattenblätter Blattbau kleine, schmale, dicke Laubblätter, große, dünne Blätter lederartig, behaart Cuticula stark ausgeprägt dünn oder fehlend Epidermis ein- bis mehrschichtig einschichtig Palisadengewebe stark ausgeprägt gering ausgeprägt Schwammgewebe stark ausgeprägt gering ausgeprägt Interzellulare eng relativ groß Behaarung tote Haare lebende Haare Wurzeln weitverzweigtes Wurzelsystem, wenig entwickeltes Wurzelsystem, oft Tiefwurzler oft Flachwurzler - Fotosynthese: × C3-Pflanzen: normale Temperatur, viel Wasser × C4-Pflanzen: hohe Temperatur, wenig Wasser × CAM-Pflanzen: hohe Temperatur, sehr wenig Wasser - Tag-Nacht-Rhythmus - Krümmungsbewegungen: × gerichtete Krümmungsbewegungen (Tropismus): auslösender Reiz bestimmt Richtung der Krümmung ® Wachstumsbewegungen (verstärkter Transport von Wuchsstoffen in einer Seite) ® positiver Tropismus: Bewegung zum Reiz ® negativer Tropismus: Bewegung vom Reiz weg × ungerichtete Krümmungsbewegungen (Nastien): Richtung der Krümmung unabhängig vom Reiz ® wird allein vom Bau der Organe gelenkt ® z. B. Turgorbewegungen (Veränderung des Zellinnendrucks durch Osmose) Wasser - Lebensraum - Hydrophyten (Wasserpflanzen): × große, dünne Blätter × großen Interzellularräumen (Speicherung von Luft) × keine Spaltöffnung × keine Kutikula (kein Austrocknungsschutz) × keine oder zurückgebildete Wurzeln - Hygrophyten (Feuchtpflanzen): × große, dünne Blätter × lebende Haare × vorgewölbte Spaltöffnungen × dünne Kutikula × flache Wurzeln - Xerophyten (Trockenpflanzen): × kleine, dicke Blätter × eingesenkte Spaltöffnungen mit toten Haaren × dicke Kutikula (Austrocknungsschutz) × tiefe Wurzeln Populationsökologie - Symbiose: Zusammenleben von Individuen zweier unterschiedlicher Arten, das für beide Partner vorteilhaft ist ® Ektosymbiosen: Partner bleiben bei Symbiose körperlich getrennt ® Endosymbiosen: ein Partner wird in den Körper des anderen aufgenommen - Kommensalismus: Zusammenleben von Individuen zweier unterschiedlicher Arten, das für einen Partner vorteilhaft ist - intraspezifische Konkurrenz: Wettbewerb um Ressourcen innerhalb einer Art - interspezifische Konkurrenz: Wettbewerb um Ressourcen zwischen verschiedenen Arten - Räuber-Beute-Beziehung: dynamische Wechselbeziehung zwischen Räuber- und Beutepopulation über langen Zeitraum ® Kausalkreis: je mehr Räuber, desto weniger Beute; je mehr Beute, desto mehr Räuber ® Lotka-Volterra-Regeln:  1) periodische Zyklen: für Räuber und Beute phasisch gegeneinander verschobene Häufigkeitskurven 2) Erhaltung der Durchschnittszahlen: trotz periodischer Schwankungen liegen bei gleichbleibenden Bedingungen Populationen von Räuber und Beute konstant bei Durchschnittswert (Beute höher als Räuber) 3) Störung der Durchschnittszahlen: werden Räuber- und Beutepopulation um gleichen Prozentsatz verringert, nimmt Beutepopulation zunächst schneller zu, als Räuberpopulation (Beute erholt sich schneller) - Parasitismus: Organismus oder Virus missbraucht Wirt einer anderen Art ® Ektoparasiten: außerhalb vom Körper (z.B. Mücken) ® Endoparasiten: innerhalb des Körpers (z.B. Würmer) - Krankheiten: Zustand verminderter Leistungsfähigkeit Toleranz - Toleranzbereich: Fläche innerhalb der Toleranzkurve ® Lebewesen grundsätzlich überlebensfähig - Pessimum: Begrenzung des Toleranzbereichs ® Überleben gerade schon (Minimum) oder gerade noch (Maxima) möglich ® keine Fortpflanzung - Optimum: bestmöglicher Wert für Art ® Fortpflanzung und Wachstum am größten - Präferendum: Optimum vom Präferenzbereich umgeben ® allgemein bevorzugte Ausprägung des Umweltfaktors einer Art ® Ausbreitung der Lebewesen in arttypischen Geschwindigkeit - Pejus: Übergangsbereiche zwischen Pessima und Präferendum ® überlebensfähig, aber kaum Fortpflanzung physiologische Potenz = legt dar, welche Ausprägungen ein bestimmter Umweltfaktor annehmen darf, damit eine bestimmte Art überleben und sich fortpflanzen kann. Alle anderen Umweltbedingungen, insbesondere der Einfluss konkurrierender Arten, wird ausgeblendet bzw. als konstant angenommen. ökologische Potenz = betrachtet Ausprägung eines Umweltfaktors im tatsächlichen Ökosystem, unter der sich eine Art verbreiten kann. Es wird somit auch der Einfluss konkurrierender Arten mit einbezogen. Genetik DNA - Doppelhelix (antiparallel und rechtsgewunden) - Rückgrat = Phosphatrest + Zucker (Desoxiribose) - organische Basen an Zucker gebunden - komplementäre Basenpaarung (Purin: Adenin ++Thymin; Pyrimidin: Guanin +++ Cytosin) - 3‘ und 5‘ – Ende offene Struktur - Nucleotid = Zucker + Phosphat + Base Mitose = Kernteilung - Bedeutung: Wachstum verschiedener Lebewesen ® nur bei Eucaryoten - Interphase: × G1 – Phase: Wachstumsphase × G0 – Phase: Aufgabenerfüllung (keine Teilung mehr) × S – Phase: DNA – Replikation, Histon-Synthese, Centrosom- Bildung × G2 – Phase: Vorbereitung Mitose - Prophase: × DNA – Netzwerk löst sich zu Einzelchromosomen auf (Transportform) - Prometaphase: × Auflösung Kernhülle und Nucleolus × Bildung Spindelapparat - Metaphase: × Anordnung Centromere in Äquatorialebene × Teilungsspindel dockt an Centromere an - Anaphase: × Verkürzung Spindelfasern ® Schwesterchromatide werden jeweils an einen Zellpol gezogen - Telophase: × Bildung Zellkern und Zellmembran ® zwei identische Tochterzellen (2n) Meiose = Reifeteilung - Bedeutung: Bildung Geschlechtszellen (Gameten); Entstehung genetische Vielfalt ® nur bei Eucaryoten - Spermatogenese und Oogenese: × gleiche Aufteilung der Chromosomen × Unterschied: Teilung Cytoplasma am Ende (Spermatogenese: Urkeimzelle ® 4 Spermazellen; Oogenese: Urkeimzelle ® 1 plasmareiche Zelle + 3 fast plasmalose Polkörperchen) - Meiose 1: Trennung homologer Chromosomenpaare Prophase I × Replikation DNA ® 2 Chromatid-Chromosomen (4n) × Leptotän: Verdichtung DNA zu Chromosomen (= Kondensation) × Zygotän: Paarung homologer Chromosomen (= Synapsis) ® Crossing-Over möglich ® Bindung mütterliches Chromosom an väterliches und umgekehrt × Pachytän: Überkreuzung der Chromatiden (Crossing-over) ® Rekombination × Diplotän: Auftrennung der homologen Chromosomenpaare (Überkreuzungspunkt zwischen Chromatiden = Chiasma) × Diakinese: Auflösung Nucleolus und Kernmembran; Bildung Spindelapparat Metaphase I × Anordnung Centromere in Äquatorialebene × Teilungsspindel dockt an Centromere an Anaphase I × 2 Chromatid-Chromosomen werden zufällig auf Tochterzellen verteilt ® Rekombination Telophase I × Bildung Zellkern und Zellmembran ® 2 unterschiedliche Tochterzellen (2n) - Inerkinese (Ruhephase) - Meiose 2: Metaphase II × Anordnung Centromere in Äquatorialebene (2n) × Teilungsspindel dockt an Centromere an Anaphase II × Verkürzung Spindelfaser ® Einzelchromatiden der Schwesterchromosomen werden je auf eine Tochterzelle verteilt ® Rekombination Telophase II × Bildung Zellkern und Zellmembran ® 4 unterschiedliche Tochterzellen (1n) Vergleich Mitose und Meiose Mitose Meiose Funktion Vermehrung von Körperzellen Bildung Keimzellen/Geschlechtszellen Ort in wachsenden Zellen in Gonaden (Hoden/Eierstöcke) Ablauf vier Phasen zwei Schritte mit je 4 Phasen Ausgangszustand diploider Chromosomensatz diploider Chromosomensatz Ergebnis zwei identische Tochterzellen (2n) vier nicht identische Tochterzellen (1n) Mutation - Genmutation: = Veränderung des Erbguts in einem einzigen Gen (Basenabfolge) Punktmutationen: × Substitution (Austausch) × Transition (z.B. Purin-für Purinbase) × Transversion (z.B. Purin-für Pyrimidinbase) Rastermutationen: × Deletion (Abspaltung) × Insertion (Einfügung) Effekte: × stumme Mutation (durch Redundanz) × missense Mutation (andere Aminosäure führt zu verändertem Protein) × nonsense Mutation (Stoppcodon entsteht frühzeitig ® kein oder zu kurzes Protein) Krankheiten: Sichelzellanämie, Chorea Huntington, Mukoviszidose - Chromosomenmutation: = strukturelle Veränderung des Erbguts in einem Chromosom häufigste Ursache: Fehler beim Crossing-Over Arten: × Deletion (Wegfall eines Chromosomteils) × Inversion (nach Bruch umgekehrte Einfügung) × Duplikation (Verdopplung) × Translokation (Platzwechsel) × Fusion/Fission (Verschmelzung und Auseinanderbrechen am Centromer) Effekte: × Entstehung defekter Proteine × Gendosiseffekt (verstärkte oder weniger starke Ausprägen von Merkmalen) × Absterben der Zelle × Entstehung Onkogene Krankheiten: Katzenschrei-Syndrom (Chr.5), Wolf-Hirschhorn-Syndrom (Chr.4) - Genommutation: = Änderung der Chromosomenanzahl (numerische Veränderung) Aneuploidie = Veränderung der Anzahl einzelner Chromosomen × Ursache: Nondisjunctions während Meiose × Polysomie (Trisomie) × Monosomie × Nullisomie Effekt: Krebsentstehung Polyploidie = Vervielfältigung der gesamten Chromosomensätze (statt diploid) × Allopolyploidie entsteht durch Kreuzung zweier Arten × Autopolyploidie entsteht innerhalb einer Art Effekte: × größere phänotypische Merkmale (Früchte) × erhöhte Vitalität × sympatrische Artbildung × Krankheiten: Trisomie 21, Ullrich- Turner-Syndrom, Klinefelter-Syndrom Proteinbiosynthese = Genexpression - verschlüsselte Information der DNA in spezifische Aminosäuresequenzen von Proteinen übersetzen - beteiligte Zellorgane: Zellkern, Ribosomen, Cytoplasma - genetischer Code: × 3 Nucleotide ergeben eine Aminosäure (Triplett) × Codesonne: von mRNA ablesen × universell: alle Lebewesen codieren nach gleichem Muster × redundant: mehrere Tripletts können für eine Aminosäure codieren (Fehler verzeihen) - Transkription: × Nucleus × DNA ® mRNA (Initiation: RNA-Polymerase setzt am Promotor an + Teilung der DNA- Stränge für ca. 20 Basenpaare; Elongation: codogener Strang wird in 3‘-Richtung abgelesen und komplementäre Basen setzen am mRNA an; Termination: fertige mRNA) - Translation: × Bildung tRNA an Aminoacyl-tRNA-Synthese × Ribosom geht an mRNA lang bis Startcodon (AUG); Bindung Anticodon der tRNA an Codon der mRNA (komplementär) × Entstehung Polypeptidkette an tRNA - Besonderheiten Eukaryoten: × Erzeugung prä-mRNA (Splicing: Herausschneiden Introns + Zusammenfügen Exons ® mRNA) - Regulierung (Operon-Modell): × vor Promotor Region (entscheidende Schaltstelle für Beginn der Transkription), die von Repressor besetzt werden kann (= Operator-Region) × Substratinduktion: ® Ziel: vorhandenes Substrat muss abgebaut werden ® kataboler Stoffwechsel ® abzubauender Stoff heftet sich an Repressor (Konformitätsveränderung) ® Repressor löst sich vom Operator und RNA-Polymerase kann durchlaufen (Herstellung abbauender Enzyme) ® Enzyme bauen Stoff ab (Freigabe des Repressors; Blockade am Operator und somit auch den unnötigen Aufbau von weiteren Enzymen) × Endproduktrepression ® Ziel: Substrat soll bis bestimmte Menge aufgebaut werden ® anaboler Stoffwechsel ® Aufbau bestimmter Stoff bis zu gewissen Konzentration ® Regulatorgene erzeugen Repressor (Aktivierung durch Endprodukt) ® Repressor blockiert Proteinbiosynthese, indem er am Operator andockt Mendel’sche Regeln 1. Uniformitätsregel: Kreuzt man zwei reinerbige (homozygote) Individuen, die sich in einem Merkmal unterscheiden (monohybrid), sind alle Nachkommen genotypisch und phänotypisch gleich (uniform) 2. Spaltungsregel: Kreuzt man die heterozygoten Individuen der F1 Generation untereinander, treten die betrachteten Merkmale in einem Zahlenverhältnis von 3:1 (phänotypisch) wieder auf 3. Unabhängigkeitsregel: Kreuzt man zwei Individuen, die sich in mehreren Merkmalen unterscheidet (dihybrid), können bei den Nachkommen neue Merkmalskombinationen auftreten. Die Erbanlagen werden unabhängig voneinander vererbt - Rückkreuzung: × Voraussetzung: mit rezessiven Allelen rückkreuzen (P) × Ziel: bestimmte Merkmale bei Nachkommen erreichen (F1) Stammbaumanalyse - gibt Aufschluss über vererbte Krankheiten und Merkmale über mehrere Generationen - autosomal dominanter Erbgang: × Merkmalsträger sehr häufig (fast jede Generation) × gleichermaßen männliche und weibliche Träger × z.B.: Marfan – Syndrom, Chorea Huntington, Habsburglippe - autosomal rezessiver Erbgang: × Merkmalsträger eher selten × gleichermaßen männliche und weibliche Träger × z.B.: Albinismus, Mukoviszidose, Taubstummheit - gonosomal dominanter Erbgang: × Merkmalsträger sehr häufig (fast jede Generation) × meist mehr männliche Träger (ein X bei Frau betroffen = krank) × z.B.: Rett – Syndrom - gonosomal rezessiver Erbgang: × Merkmalsträger eher selten × meist mehr männliche Träger (ein X bei Frau betroffen = gesund) × z.B.: Rot – Grün – Schwäche, Muskeldystrophie Gentechnik - transgene Pflanzen: = gentechnisch veränderte Pflanzen, die ein oder mehrere Transgene („Fremdgene“) enthalten × Transgene sind stabil im Genom ® Weitergabe an Nachkommen × Ziel: Qualität der Arten verbessern Verfahren: Vektorübertragung × Transportmittel des neuen Gens = Vektor × Ausstattung des Vektors (Plasmid) mit neuem Gen × Übertragung des Vektors in pflanzliche Zellen mithilfe des Bodenbakteriums Agrobacterium tumefaciens Verfahren: Genkanone × mechanische Übertragung × Beschichtung kleiner Goldpartikel mit Plasmid-DNA, die neues Gen enthält × Partikel werden durch Gasdruck mit Kanone direkt in Zellen geschossen Verfahren: Protoplastentransformation × Auflösung Zellwände einzelner Pflanzenzellen mithilfe von Enzymen (Zellwände verhindern Eindringen des genetischen Materials) × Einschleusen der DNA in Zellen Evolution Evolutionstheorien Lamarck - Gebrauch oder Nichtgebrauch von Organen entscheidet über deren Ausprägung ® Veränderungen im Bauplan der Lebewesen - erworbene Merkmale/Eigenschaften (Modifikationen) können weitervererbt werden Darwin - Überproduktion von Nachkommen - Variabilität: Individuen einer Population unterscheiden sich im Aussehen (Unterschiede können an Nachkommen weitergeben werden - Selektion: Lebewesen, die besser an ihre Umwelt angepasst sind, haben bessere Überlebenschancen („Survival of the Fittest„) ® mehr Nachkommen erzeugen - Artwandel: Im Laufe der Zeit kann immer bessere Angepasstheit der Lebewesen einer Population zu Artwandel führen synthetische Theorie - Grundidee von Darwin, geht aber über Darwin hinaus - Populationen bestehen aus variierenden Individuen - Variationsbreite an jeweiligen Umweltbedingungen angepasst - Mutationen und Rekombination sind Rohmaterial, an dem Selektion ansetzen kann - Evolutionsfaktoren können Genpool verändern: × Mutation und Rekombination erzeugen genetische Variabilität × Selektion × Gendrift × Isolation ® Artbildung Evolutionsfaktoren - Rekombination: × Meiose: Anaphase I und II × führt Lösungen zusammen × intrachromosomal: Crossing – Over × interchromosomal: zufällige Verteilung der Elternchromosomen - Mutation: × generiert neue Lösungen × zufällig - Migration: × importiert neue Lösungen - natürliche Selektion: × eliminiert nicht – angepasste Lösungen (führt zur Angepasstheit) × gerichtete Selektion: Fitness nimmt mit Merkmalsausprägung stetig zu oder ab; Mittelwert der Merkmalsausprägung verschiebt sich in Richtung höherer Fitness (positiv: höhere Fitness für stärkere Ausprägung; negativ: höhere Fitness für geringere Ausprägung)  × stabilisierende Selektion: Fitnessmaximum stimmt mit Merkmalsdurchschnitt überein; Mittelwert bleibt gleich; Varianz wird kleiner × disruptive Selektion: Merkmalsdurchschnitt zeigt Fitnessmaximum; höchste Fitness bei Extremen ® Varianz wird größer - sexuelle Selektion - varianzerhaltende Selektion: × z.B.: Räuber – Beute – Beziehung (Jagd auf die Variante, die häufiger vertreten ist = energiesparend) - genetischer Drift: × eliminiert Lösungen zufällig - Inzuchtvermeidung Artbildung Fortpflanzungsbarrieren - andere Verbreitung - neue Signale - Veränderung der Geschlechtsorgane - Unverträglichkeit der Keimzellen - genetisch geänderte Steuerung - Sterilität Artbegriff - morphologisch: gleiche/ähnliche Merkmale (Aussehen) - biologisch: Fortpflanzung möglich - phylogenetisch: Abstammung gleich (gleiche Vorfahren) Artenentstehung - adaptive Radiation = Aufspaltung einer Art aufgrund freier ökologischer Nischen, die zu Spezialisierung und Angepasstheit führen - allopatrisch: × räumliche Trennung der Art × Entstehung Fortpflanzungsbarrieren × unabhängige Weiterentwicklung - sympatrisch: × Art innerhalb eines Gebietes (selbe Population) × Isolation innerhalb einer Art × z.B.: neue Signale Übergangsformen = Lebewesen, die Merkmale zweier Tiergruppen in sich vereinen - konnten Darwins Theorie bestätigen - fossile Brückentiere: Brückentiere, die bereits ausgestorben sind (z.B. Urvogel) - rezente Brückentiere: heute noch lebende Brückenformen (z.B. Schnabeltier) - Urlurch (Ichthyostega): × einer der ersten Landwirbeltiere × fossil × Merkmale von Fischen und Amphibien ® Beweis, dass Amphibien aus Fischen hervorgingen  Merkmale der Fische Merkmale der Amphibien (Knochen)Schuppen Lungenatmung statt Kiemen Schwanzflosse Schulter- und Beckenknochen ähneln Amphibien fischähnliches Gebiss 4 kräftige Beine Schädelform ähnelt Amphibien - Urvogel (Archaeopteryx): × fossil × Merkmale von Reptilien und Vögeln ® Beweis, dass Vögel aus Reptilien hervorgingen Merkmale der Reptilien Merkmale der Vögel Kiefer mit Zähnen gut ausgebildete Flügel langer Schwanz aus verlängerter Wirbelsäule Schädel ähnelt Vogel mit Schnabel bewegliche Rückenwirbel Federkleid nicht verwachsene Mittelfußknochen verwachsene Schlüsselbeine (Gabelbein) Schien- und Wadenbein nicht verwachsen hohle Knochen Krallen an den Fingerendgliedern der Greiffuß (1. Zehe nach hinten gerichtet) Vorderextremitäten - Schnabeltier: × rezent × Merkmale von Reptilien und Säugetieren ® Übergang von Reptilien zu Säugetieren Merkmale der Reptilien Merkmale der Säugetiere Legen Eier Behaarung/Fell Kloake (gemeinsamer Körperausgang für Milchdrüsen (säugt seine Jungen) Geschlechts- und Ausscheidungsorgane) schnabelförmiger Kiefer Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel) Körpertemperatur gleichbleibend Neurobiologie Nervenzelle - Funktion: Reizweiterleitung Aufbau - Dendriten: Zellausläufer des Zellkörpers (bilden Kontakt zu anderen Zellen; empfangen Erregungssignale und leiten sie an Zellkörper weiter) - Soma: Zellkörper (mit Cytoplasma gefüllter Bereich, der wichtige Zellorganellen enthält) - Zellkern (Steuerzentrale, Erbgutträger) - Axonhügel: Übergang vom Soma zum Axon (Sammlung und Summierung der elektrischen Signale; Weiterleitung an Axon) - Axon: langer Fortsatz der Nervenzelle (Weiterleitung der Aktionspotentiale zu Nerven- oder Muskelzellen) - Myelinscheiden: Isolationsmaterial um Axon (schnelle Weiterleitung ohne Verluste) ® Isolation durch Schwann’sche Zellen (peripheres Nervensystem) oder Oligodendrozyten (zentrales Nervensystem) - Ranvierschen Schnürring: freiliegender Teil des Axons zwischen zwei Schwannschen Zellen (Erhöhung der Geschwindigkeit der Erregungsleitung) - Synaptisches Endknöpfchen: bilden Ende des Neurons (Übertragung des elektrischen Signals auf nächste Nervenzelle oder Sinnes- oder Muskelzelle) Synapse = neuronale Verknüpfung einer Nervenzelle mit einer anderen Zelle zur Informationsübertragung - Typen: × nach Übertragungsart ® chemische Synapse: Kommunikation mithilfe von Botenstoffen (Neurotransmitter) ® elektrische Synapse: direkte Übertragung der Erregung durch elektrisches Signal  × nach Auswirkung auf Zielzelle ® erregende Synapse: löst erregendes postsynaptisches Signal in Zielzelle aus und aktiviert sie ® hemmende Synapse: löst inhibitorisches postsynaptisches Signal in Zielzelle aus und hemmt sie × nach Art der Neurotransmitter, die Signal übermitteln ® adrenerge Synapse: Neurotransmitter Adrenalin ® dopaminerge Synapse: Neurotransmitter Dopamin - Aufbau chemische Synapse: × präsynaptische Membran: Axon-Ende der Sender-Nervenzelle (synaptisches Endknöpfchen) (enthält Vesikel mit Neurotransmittern) × synaptischer Spalt: Bereich zwischen beiden kommunizierenden Zellen (Freisetzung Neurotransmitter) × postsynaptische Membran: Membran der Empfänger-Zelle (Dendriten) (enthält Rezeptoren zur Bindung von Neurotransmittern) - Funktionsweise: 1) Aktionspotential löst Veränderung der Spannung an präsynaptischen Zellmembran aus ® Öffnung spannungsabhängiger Calciumionenkanäle 2) positiv geladene Ca2+-Ionen strömen in Zelle 3) Anstieg der Calciumionenkonzentration löst Verschmelzung der Vesikel mit Membran aus ® Neurotransmitter werden in synaptischen Spalt freigesetzt (= Exocytose) 4) Neurotransmitter können an postsynaptischen Membran an für sie spezifische Rezeptoren binden 5) Ionenkanäle öffnen sich, sobald Transmitter (Ligand) an entsprechenden Rezeptor bindet (Kanäle sind ligandengesteuert) ® Einstrom von Natriumionen in Zelle oder Ausstrom von Kalium-Ionen aus Zelle 6) positive oder negative Veränderung der Spannung (= postsynaptisches Potential) ® Auslösung aktivierendes oder hemmendes Signal in postsynaptischen Zelle 7) Erregung/Hemmung findet solange statt, wie Neurotransmitter an Rezeptoren binden (Bindung ist reversibel ® Transmitter lösen sich nach Weile wieder vom Rezeptor) 8) erneute Aufnahme der Neurotransmitter von präsynaptischen Zelle möglich (erneute Verwendung möglich) Membranpotenziale = Spannung, die sich zwischen Innen- und Außenseite einer semipermeablen Membran bildet - Entstehung: Ungleichverteilung von Ionen (Konzentrationsgradient) Ruhepotenzial = Spannung einer nicht erregten Zelle - negativ (in Nervenzelle ca. -70 mV) - Voraussetzung für Aktionspotenzial - Ionenverteilung: × innerhalb der Zelle: hohe Konzentration an Kalium-Ionen (K+) und organischen Anionen (A–) × außerhalb der Zelle: hohe Konzentration an Natrium-Ionen (Na+) und Chlorid-Ionen (Cl–) × semipermeable Membran trennt Zellinneres und -äußeres voneinander - Entstehung: × elektrochemischer Gradient × selektive Permeabilität der Membran: nur Kalium-Ionen-Kanäle geöffnet ® für Chlorid- und Natrium-Ionen weniger Durchlässigkeit; Anionen gar keine ® Ladungsunterschied: immer negativer (Zellinneres); immer positiver (Zelläußeres) ® Kalium-Ionen werden zurückgehalten (Gleichgewicht elektrischer und chemischer Gradient) × Natrium-Kalium-Pumpe Aktionspotenzial = vorübergehende Abweichung des Membranpotentials einer Zelle vom Ruhepotential (Nervenimpuls) - für Reizweiterleitung verantwortlich - Ablauf: × Vorliegen des Ruhepotentials (alle spannungsgesteuerten Natrium- und Kaliumionenkanäle sind geschlossen) × wenn Reiz Axonhügel erreicht und stark genug ist, wird Schwellenspannung überschritten ® Öffnung der Natriumkanäle und Spannungsanstieg bis auf Maximum von ca. +30mV (Depolarisation) × nachdem Spannungsmaximum erreicht ist, erfolgt durch Schließen von Natrium- und Öffnen von Kaliumkanälen Rückkehr zum Ruhepotential (Repolarisation) × dabei wird Membranspannung oft erst noch negativer, als ursprüngliches Ruhepotential (Hyperpolarisation), bevor Zelle zum Ausgangspunkt zurückkehrt Gifte = beeinflussen Erregungsübertragung an Synapse an unterschiedlichen Orten - können in allen drei großen Bereichen der Synapse wirken: Präsynapse (Neuron vor der Synapse), synaptischer Spalt, Postsynapse (Neuron hinter der Synapse) Präsynapse - Öffnung der Calcium-Ionen-Kanäle: × Gift der schwarzen Witwe (α-Latrotoxin): übermäßiger Einstrom von Calcium-Ionen ® Entleerung aller vorhandenen Vesikel im synaptischen Spalt ® Dauererregung der nachfolgenden Nervenzelle ® Muskelkrämpfe töten Lebewesen - Exocytose: × Freisetzung der Neurotransmitter × Bakteriengift Botulinumtoxin (Botox) verhindert Exocytose (wirkt vor allem in Synapsen zwischen Nerven- und Muskelzellen)  ® Neurotransmitter Acetylcholin kann nicht freigesetzt werden ® keine Aktivierung der Muskelzellen ® Lähmung der Muskeln × Vorkommen: verdorbenes Essen, in geringen Mengen in Kosmetik synaptischer Spalt - Hemmung von abbauenden Enzymen: × Insektizid E 605 hemmt Aktivität der Acetylcholinesterase (Enzym: Aufspaltung Acetylcholin in Acetat und Cholin) ® Acetylcholin bleibt im synaptischen Spalt der motorischen Endplatte ® Bindung an Kanälen und Ionenkanäle bleiben geöffnet ® Einströmen Natrium-Ionen in postsynaptische Nervenzelle ® aktivierendes Signal ® Muskelkrämpfe Postsynapse - Bindung an Rezeptoren: × Curare-Gift bindet an Acetylcholin-Rezeptoren in Zellmembran und verhindert Bindung von Acetylcholin ® Kanäle bleiben geschlossen und es können keine Na+-Ionen in Zelle strömen ® keine Signalweiterleitung und Muskeln erschlaffen ® Atemstillstand × Batrachotoxin bindet an Acetylcholin-Rezeptor und verhindert Schließen der Na+-Kanäle ® Erhöhung des Natriumeinstroms ® übermäßige Aktivierung der Muskeln ® verkrampfen Übersicht Synapsengift Wirkort Wirkung Effekt Latrotoxin Präsynapse erhöht Ca2+ Einstrom verstärkte Erregung (Schwarze Witwe) (Muskelkrämpfe, Atemlähmung) Botulinumtoxin Präsynapse verhindert Exocytose keine Erregung (Bakterien) (Muskellähmung) Alkylphosphate, z.B. synaptischer hemmen Dauererregung (Muskelkrämpfe, Insektizid E 605 Spalt Acetylcholinesterase Atemlähmung) (Parathion), Kampfstoffe (Tabun, Serin) Curare (Pfeilgift) Postsynapse hemmt nikotinische keine Erregung Acetylcholin-Rezeptoren (Muskelerschlaffung, Konkurrenzstoffe Atemlähmung) Atropin (Tollkirsche) Postsynapse hemmt muskarinische keine Erregung Acetylcholin-Rezeptoren (Muskelerschlaffung Herzstillstand) Nikotin (Zigaretten) Postsynapse aktiviert nikotinische Dauererregung (Schwindel, Acetylcholin-Rezeptoren Übelkeit) Tetrodotoxin Postsynapse blockiert Na+-Kanäle keine Erregung (Kugelfische) (Muskelerschlaffung, Atemlähmung) Begriffe Cytologie Gewebe besteht aus gleichartigen Zellen Organ verschiedene Gewebe werden zu einer Funktionseinheit Zellen kleinste lebens- und vermehrungsfähige Einheiten Zellorganellen Reaktionsräume in Zellen Stoffwechsel aerob Reaktionen, die nur bei Anwesenheit von Sauerstoff ablaufen können anaerob in Abwesenheit von Sauerstoff (lebende Organismen bzw. ablaufende Reaktionen autotroph Pflanzen, die ohne Zufuhr organischer Nahrungsstoffe leben, wachsen und sich vermehren können (selbsternährend) Molekül kleineste Teilchen einer chemischen Verbindung (besteht aus 2 oder mehr Atomen) Genetik Allel Zwei Gene, die auf den homologen Chromosomen am gleichen Ort liegen, das heißt für dasselbe Merkmal zuständig sind Autosomen die Gesamtheit der nichtgeschlechtsbestimmenden Chromosomen; diploid Zellen, die den doppelten Chromosomensatz besitzen (befruchtete Eizelle) Mutation zufällige und dauerhafte Veränderung des Erbguts eines Organismus Genotyp Gesamtheit der Erbinformationen Gonosomen Geschlechtschromosomen haploid Zellen, die den einfachen Chromosomensatz besitzen (Eizelle, Spermium) heterozygot zwei verschiedene Allel für die Ausprägung eines Merkmals (mischerbig) homozygot zwei gleichartige Allel für die Ausprägung eines Merkmals (Reinerbig) Modifikation die nichterbliche, umweltbedingte Veränderung des Phänotyps innerhalb einer Reaktionsnorm Phänotyp Erscheinungsbild Ökologie abiotische unbelebte Einflüsse (Wasser, Temperatur, Licht) Umweltfaktoren Art Gesamtheit der Lebewesen, die sich frei kreuzen (Fortpflanzungsgemeinschaft) Biosphäre Gesamtheit aller Ökosysteme (z. B. die Erde) biotische belebte Einflüsse (Feinde, Artgenossen, Parasiten) Umweltfaktoren Biotop der räumlich abgrenzbare Lebensbereich einer Lebensgemeinschaft, (Lebensraum) gekennzeichnet durch charakteristische Umweltbedingungen Biozönose Gesamtheit aller in einem abgrenzbaren Raum bzw. Gebiet vorkommenden Organismen (Lebensgemeinschaft) eurypotent Arten, die einen großen Toleranzbereich aufweisen Organismus verschiedene Organe wirken in einem Lebewesen Population Gesamtheit der Individuen in einem abgegrenzten Gebiet stenopotent Arten, die einen engen Toleranzbereich aufweisen Umwelt alle äußeren Einflüsse, die auf einen Organismus einwirken