Biologie Zusammenfassung

Dunkelreaktion (Calvinzyklus)

  • Benötigt keine Lichtreaktion.

  • Funktion: Filterung und Umwandlung auf der Stelle der Kohlenhydrate.

  • Ablauf:

    • Das Enzym Rubisco bindet CO2CO_2 an das Akzeptormolekül Ribulose (ein Zucker).

    • Ribulose zerfällt in zwei Teile: Phosphoglycerinsäure.

    • Nach Durchlaufen einer weiteren Zwischenstufe entsteht schließlich unter Umwandlung von:

    • ATP in ADP

    • NADPH in NADP (beides in der Lichtreaktion gebildet)

    • Traubenzucker (C<em>6H</em>12O6C<em>6H</em>{12}O_6).

Viren

  • Weder belebter noch unbelebter Natur zuzuordnen.

  • Sehr klein, erst mit Elektronenmikroskop entdeckt.

  • Formen: kugelig, polyederförmig.

  • Innen: Genetisches Material, kein Stoffwechsel – benötigen Wirtszelle.

  • Außen: Proteinhülle → Körper erkennt sie als Feind.

  • Infektion: Viren heften sich an Körperzelle und geben DNA frei → Wirtszelle wird umprogrammiert und produziert Virenerbgut (Eiweißhülle, DNA) → Neue Viren entstehen.

  • Abwehr: Granulozyten, B-,T-Lymphozyten, Helferzellen, Fresszellen, Makrophagen spüren Fremdkörper selbsttätig auf (erkennen Antigene an Oberfläche), umfließen Eindringling und fressen ihn auf. Diese Zellen sind Teil des Immunsystems, das den Körper vor fremden Eindringlingen schützt, indem sie Antigene erkennen und neutralisieren.

  • Weitere Bekämpfung: Impfung.

  • Schutzimpfung: Abgeschwächte oder abgetötete Antigene werden injiziert → Gedächtniszellen leiten Vervielfältigung ein = AKTIVE Immunisierung. Dies führt zu einer langfristigen Immunität, da der Körper in der Lage ist, bei einer späteren Infektion schnell Antikörper zu produzieren.

  • Passive Immunisierung: Fertige Antikörper werden geimpft. Dies bietet sofortigen, aber kurzfristigen Schutz, da der Körper nicht selbst Antikörper produziert.

Lichtreaktion

  • Nur unter Beteiligung von Sonnenenergie.

  • Fotosystem II absorbiert Licht. Dadurch kommt es zur Elektronenanregung. Das angeregte Elektron wird auf ein höheres Energieniveau gehoben und springt zum primären Akzeptor. Die Elektronenlücke im Fotosystem II wird durch Elektronen aus dem Wassermolekül geschlossen.

  • Die angeregten Elektronen fließen über eine Elektronentransportkette vom primären Akzeptor des Fotosystems II zum Fotosystem I.

  • Wasser wird in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Sauerstoff bleibt als Abfallprodukt der Wasserspaltung übrig.

  • Es kommt zur Produktion von ATP (Adenosintriphosphat). ATP dient als Energieträger für verschiedene zelluläre Prozesse.

  • NADPH entsteht aus NADP und einem Wasserstoffatom des Wassers. NADPH ist ein Reduktionsmittel, das Elektronen zur Verfügung stellt.

  • Fotosystem I absorbiert Licht. Dadurch kommt es ebenfalls zur Elektronenanregung. Das angeregte Elektron springt zum primären Akzeptor. Die Elektronenlücke wird durch Elektronen, die die Elektronentransportkette durchlaufen hat, geschlossen.

  • Spaltung von H2OH_2O in Wasserstoff und Sauerstoff.

  • P700 und P680. Dies sind die Reaktionszentren der Fotosysteme, die Lichtenergie absorbieren.

  • Elektronenfluss liefert Energie für Synthese von NADPH.

  • Photosystem I und Photosystem II. Diese arbeiten zusammen, um die Lichtenergie in chemische Energie in Form von ATP und NADPH umzuwandeln.

Bakterien

  • Streptokokkenabstrich: Ein medizinischer Abstrich ist die Entnahme von körpereigenem Untersuchungsmaterial aus der Oberfläche von Wunden oder Schleimhäuten (Mund, Harnröhre, Scheide, After) mit sterilen Wattetupfern, kleinen Bürsten oder kleinen Spateln zur mikrobiologischen und/oder zytologischen Diagnostik.

  • Der Streptokokken-Schnelltest aus dem Rachenabstrich kann einen Hinweis auf eine Infektion mit bestimmten Streptokokkenbakterien der oberen Atemwege (z. B. Mandelentzündung, Scharlach) liefern.

  • Der Schnelltest kann allerdings bloß einen Hinweis auf die Streptokokken Infektion liefern. Für einen Beweis einer solchen Infektion muss eine sogenannte Bakterienkultur durchgeführt werden: Dazu werden die Bakterien unter speziellen Kulturbedingungen vermehrt (d.h. angezüchtet).

  • Auf Nährboden in steriler Petrischale wird Bakterienquelle mit Hilfe von Wattestäbchen übertragen. Danach verschließen, mit elastischem Klebeband luftdicht verschließen, dann bei Raumtemperatur lagern. Nach 2 bis 4 Tagen Bakterienkolonien angewachsen.

  • Bau: Bakterien besitzen keinen Zellkern, DNA liegt frei im Zellplasma, in vielen Bakterien finden sich außerdem kleine, ringförmige DNA-Moleküle, so genannt Plasmide (wichtige Rolle beim Gentransfer) und sind einzellig. Sie besitzen mehrschichtige Zellwand (aus Murein aufgebaut und nicht aus Zellulose). Tausende solcher Mureineinheiten sind zu einer widerstandsfähigen Wandstruktur vernetzt. Zellplasma enthält kaum Zellorganellen.

  • Ribosomen, Orte der Eiweißsynthese vorhanden, Mesosomen (sind Einstülpungen der Plasmamembran), die der Zellatmung dienen (Vorläufer der Mitochondrien), Thylakoide, sind Einstülpungen der Plasmamembran, die der Fotosynthese dienen - bei Bakterien mit Bakterienfotosynthese (sind autotroph z.B. Cyanobakterien.

  • Fähigkeit aus anorganischen Ausgangsstoffen organische Verbindungen herzustellen).

  • Manche besitzen Geißeln zur Fortbewegung bzw. eine Schleimhülle, welche schädigende Stoffe von der Zelle abhält.

  • Sind Vertreter der Prokaryoten.

  • Kokken (kugelförmig, Eiter), Diplokokken, aus 2 Kokken z.B. Pneumokokken, (Scharlach), Streptokokken, Kette von Kokken (Erreger der Mandelentzündung, Lungenentzündung, Staphylokokken - Haufen von Kokken z.B. Erreger der Blutvergiftung, Stäbchen (länglich, zylindrisch) z.B. Gattung Bacillus (Erreger von Typhus od. Keuchhusten od. TBC), Vibrionen (kommaförmig) z.B. Cholera-Erreger, Spirillen (spiralförmig) - Geschlechtskrankheiten (Syphilis).

Bakterien - Ernährung, Vermehrung und Bedeutung

  • Ernährungsweise:

    • Autotroph: Fähigkeit aus anorganischen Ausgangsstoffen organische Verbindungen herzustellen.

    • Heterotroph: Benötigen energiereiche organische Verbindungen (KH, Fette, Proteine), um körpereigene Substanzen aufzubauen.

    • Saprophyten: Zersetzen organische Substanzen. Abbau an der Luft (aerob) wird als Verwesung bezeichnet. Es entstehen Wasser, CO2CO_2 sowie Mineralsalze – wichtig für Pflanzen.

    • Fäulnis: Zersetzen organischer Substanzen ohne Sauerstoff (anaerob).

    • Parasiten: Befallen andere Lebewesen (= Infektion) und ernähren sich von deren Körpersubstanz. Sind Krankheitserreger, bilden im Wirt giftige Stoffwechselprodukte (Toxine) und zerstören Gewebe (z.B. Pest, Ruhr, Cholera, Milzbrand, Tuberkulose, Wundstarrkrampf, Scharlach, Diphtherie, einige Geschlechtskrankheiten → Antibiotika).

  • Vermehrung:

    • Spaltung - sehr rasch (manche Arten jede halbe Stunde) - ungeschlechtlich.

    • Bakterien können sich zwar nicht sexuell vermehren, haben jedoch eine andere Möglichkeit entwickelt, um Erbinformation auszutauschen. Dabei legen sie sich nebeneinander, stellen über eine Plasmabrücke eine Verbindung zwischen ihren Zellen her und tauschen Erbinformation aus (= Parasexualität). Dieser Prozess ermöglicht es Bakterien, genetische Vielfalt zu erzeugen und sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen.

  • Bedeutung für Menschen und Natur:

    • Symbionten:

    • Darmflora - zerlegen der Zellulose in einfachere Verbindungen (Escherichia coli).

    • Bakterien im Darm von Termiten: Holzverdauung.

    • In Wurzelknöllchen: Knöllchenbakterien leben in Anschwellungen des Wurzelgewebes und binden den Luftstickstoff, von der Pflanze erhalten sie Wasser, Nährsalze und organische Verbindungen. Gründüngung - Kleeanbau. Dieser Prozess der Stickstofffixierung ist entscheidend für das Pflanzenwachstum und die Bodenfruchtbarkeit.

    • Auch auf Haut oder Mund leben Bakterien - verhindern, dass sich Krankheitserreger ansiedeln.

    • Herstellung von Lebensmitteln durch Milchsäuregärung (z.B. Käse, Joghurt, Sauerkraut) aber auch Silofutter.

    • Essigsäuregärung: Aus schwach alkoholischen Flüssigkeiten (Obstsaft, Wein) und Essigsäurebakterien entsteht aus Ethanol, Ethanal und schließlich Essigsäure (Oxidation).

    • Erzeugung von Insulin (Biotechnologische Herstellung): Das für die Insulinproduktion verantwortliche menschliche Gen wird in das Erbgut der Bakterien eingeschleust. Diese gentechnisch veränderten Bakterien werden in Tanks kultiviert. Die Bakterien in der Nährlösung stellen große Mengen an reinem Insulin her, das aus der Lösung isoliert wird.

    • Gewässerreinigung in Kläranlagen: Mikroorganismen nutzen die Fremdstoffe, die Gewässer verunreinigen, als Nahrungsquelle und bauen diese ab. Damit werden Schadstoffe der Umwelt entzogen.

    • Industrie: Bakterien produzieren hitzestabile Enzyme (z.B. Proteasen), diese