Lernzettel: Zellphysiologie und Vererbungslehre

📋 Kursübersicht

1. Zellbestandteile und ihre Funktionen
2. Merkmale menschlichen Lebens
3. Genetische Grundbegriffe
4. Mendelsche Regeln und Kreuzungen
5. Mitose und Zellteilung
6. Meiose und Keimzellbildung
7. Passiver Stofftransport
8. Aktiver Stofftransport

📖 1. Zellbestandteile und ihre Funktionen

★ Unbedingt können

• Die Zellmembran reguliert den Stofftransport in die Zelle hinein und aus ihr heraus und schützt den Zellinhalt.

• Ribosomen führen die Translation der mRNA in Proteine durch.

• Mitochondrien sind Orte der Energieproduktion und dienen als Energielieferanten der Zelle.

• Der Zellkern speichert die genetische Information und ist an der Zellteilung beteiligt.

Ergänzungen

• Das Cytoplasma ermöglicht den Transport von Stoffen wie Nährstoffen und Enzymen innerhalb der Zelle.

• Chromosomen tragen die Gene und damit die Erbinformation.

💡 Eselsbrücke

Die Zellmembran bildet eine Grenze, während Organellen im Inneren ihre jeweiligen Aufgaben übernehmen.

📖 2. Merkmale menschlichen Lebens

🔑 Schlüsselkonzepte & Definitionen

• Stoffwechsel: Aufnahme und Verarbeitung von Stoffen aus der Umwelt.
• Wachstum: Veränderungen von Größe, Gewicht und Gestalt im Laufe des Lebens.
• Reproduktion: Fortpflanzung.

📝 Wesentliche Punkte

• Der Kurs nennt sieben Merkmale des menschlichen Lebens:
  • Erregbarkeit
  • Kommunikation
  • Stoffwechsel
  • Differenzierung
  • Kontraktilität
  • Wachstum
  • Reproduktion

📖 3. Genetische Grundbegriffe

🔑 Schlüsselkonzepte & Definitionen

• Allel: Eine von zwei einander entsprechenden Erbanlagen eines Gens.

★ Unbedingt können

• Der Genotyp bezeichnet die Erbanlage eines Lebewesens, während der Phänotyp seine äußerlich erkennbaren Merkmale bezeichnet.

• Homozygot beziehungsweise reinerbig bedeutet, dass beide Allele die gleiche Erbanlage aufweisen; heterozygot beziehungsweise mischerbig bedeutet, dass sie unterschiedliche Erbanlagen aufweisen.

• Ein dominantes Allel setzt sich bei der Merkmalsausprägung durch, während ein rezessives Allel gegenüber einem dominanten Allel zurücktritt.

Ergänzungen

• Die P-Generation ist die Elterngeneration und die F1-Generation ist die erste Tochtergeneration.

💡 Eselsbrücke

Der Genotyp ist die Erbanlage, der Phänotyp das äußerlich erkennbare Erscheinungsbild.

📖 4. Mendelsche Regeln und Kreuzungen

★ Unbedingt können

• Nach der Uniformitätsregel sind die Nachkommen der F1-Generation untereinander gleich, wenn zwei reinerbige Individuen gekreuzt werden, die sich in einem Merkmal unterscheiden.

• Nach der Spaltungsregel ergibt die Kreuzung zweier mischerbiger Individuen bei dominant-rezessivem Erbgang in der F2-Generation ein Phänotypverhältnis von 3:1 und ein Genotypverhältnis von 1:2:1.

• Nach der Unabhängigkeitsregel können bei der Kreuzung von Individuen, die sich in zwei voneinander unabhängigen Merkmalen unterscheiden, in der F2-Generation neue Merkmalskombinationen auftreten.

Ergänzungen

• Bei einem dihybriden Erbgang mit unabhängigen Merkmalen zeigt die F2-Generation das Phänotypverhältnis 9:3:3:1.

• Bei intermediärer Vererbung sind beide Allele gleich stark ausgeprägt und der heterozygote Phänotyp liegt zwischen den beiden homozygoten Phänotypen.

• Mukoviszidose wird im Kurs als autosomal-rezessiv vererbte angeborene Stoffwechselkrankheit bezeichnet.

💡 Eselsbrücke

Einheitlich in F1, Aufspaltung in F2, neue Kombinationen bei unabhängigen Merkmalen.

📖 5. Mitose und Zellteilung

★ Unbedingt können

• Bei der Mitose werden nach der Interphase und der DNA-Verdopplung die Chromosomen geordnet, Schwesterchromatiden getrennt und neue Zellkerne gebildet.

• Die Mitose umfasst eine Kernteilung und führt aus einer diploiden Mutterzelle zu zwei diploiden, genetisch identischen Tochterzellen.

Ergänzungen

• Die Prometaphase ist die Zwischenstufe zwischen Prophase und Metaphase, in der sich die Kernhülle vollständig auflöst und Chromosomen mit Spindelmikrotubuli in Kontakt kommen.

💡 Eselsbrücke

Interphase, Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase führen von der DNA-Verdopplung zur Zellteilung.

📖 6. Meiose und Keimzellbildung

★ Unbedingt können

• Die Meiose besteht aus zwei Kernteilungen: In der ersten werden homologe Chromosomen getrennt und in der zweiten Schwesterchromatiden.

• Die Meiose umfasst zwei Kernteilungen und führt aus einer diploiden Mutterzelle zu vier haploiden Tochterzellen, die genetisch nicht mit der Mutterzelle identisch sind.

📌 Körperzellen besitzen einen doppelten Chromosomensatz, während Keimzellen einen einfachen Chromosomensatz besitzen.

Ergänzungen

• Die Bildung von Keimzellen kann nicht durch Mitose erfolgen, weil Mitose diploide Tochterzellen mit dem gleichen Chromosomensatz wie die Mutterzelle erzeugt, während Keimzellen haploid sein müssen.

💡 Eselsbrücke

Meiose I trennt homologe Chromosomen, Meiose II trennt Schwesterchromatiden.

📖 7. Passiver Stofftransport

🔑 Schlüsselkonzepte & Definitionen

• Passiver Transport: Transportvorgang an der Biomembran ohne Energiezufuhr, bei dem Teilchen entlang ihres Konzentrations- oder elektrochemischen Gradienten wandern.
• Osmose: Transport von Lösungsmittel durch eine semipermeable Membran, die Lösungsmittelmoleküle, aber keine größeren gelösten Teilchen passieren lässt.
• Filtration: Transport von Flüssigkeit durch eine semipermeable Membran, der durch einen Druckunterschied zwischen den Membranseiten angetrieben wird.

★ Unbedingt können

📌 Bei einfacher Diffusion passieren kleine, unpolare und fettlösliche Moleküle oder Gase die Membran ohne Transportproteine; erleichterte Diffusion benötigt Transportproteine für größere oder geladene Teilchen.

Ergänzungen

• Bei der kanalvermittelten Diffusion passieren Teilchen die Membran durch Kanalproteine oder Poren; Kanäle können sich durch das Andocken eines Moleküls oder durch eine Spannungsänderung öffnen.

• Eine höhere Teilchenkonzentration erzeugt einen stärkeren Lösungsmittelzustrom und einen höheren osmotischen Druck als eine niedrigere Teilchenkonzentration.

💡 Eselsbrücke

Passiv bedeutet Transport entlang des Gradienten ohne Energiezufuhr; aktiv bedeutet Transport unter Energieverbrauch.

📖 8. Aktiver Stofftransport

🔑 Schlüsselkonzepte & Definitionen

• Aktiver Transport: Transport von Substanzen durch eine Membran unter Energieverbrauch, der entgegen dem Konzentrationsgefälle erfolgen kann.
• Natrium-Kalium-Pumpe: Membranenzym, das unter ATP-Verbrauch Natrium- und Kaliumionen über die Zellmembran transportiert und so den Konzentrationsunterschied in der Zelle aufrechterhält.

📝 Wesentliche Punkte

• Der Pumpzyklus transportiert drei Natriumionen aus der Zelle und zwei Kaliumionen in die Zelle und kehrt anschließend in den Ausgangszustand zurück.

💡 Eselsbrücke

Die Natrium-Kalium-Pumpe bindet Ionen innen, wechselt ihre Form und gibt sie auf der anderen Membranseite ab.