Biologie

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Professionell erstellte Biologie Übungsaufgaben

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Biologie

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Biologie

Was befindet sich in fast allen eukaryotischen somatischen Zellen und Keimzellen?

Mitochondrien

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Welche der folgenden Konstellationen stellt eine lebensfähige Monosomie des Menschen dar?

45, Y0

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Was ist charakteristisch für prokaryotische Gene? 

Sie enthalten Introns, welche die Exons voneinander trennen.

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Definiere folgende Begriffe der synthetischen Evolutionstheorie:


  1. Artbegriff
  2. allopatrische Artbildung
  3. sympatrische Artbildung
  1. Individuen einer Art stimmen in wesentlichen Merkmalen überein und können (zumindest gelegentlich) fortpflanzungsfähige Nachkommen zeugen.
  2. Artbilung durch geographische Isolation, beispielsweise durch Kontinentaldrift, Gebirgsbildung, Klimawandel, etc. Nachfolgend entwickeln sich die Populationen aufgrund von unterschiedlichen Selektionsfaktoren, Mutationen und unterschiedlichen Selektionsdrücken in verschiedene Richtungen.
  3. Entstehung von Arten im Gebiet der Ursprungsart. Dabei kommt es beispielsweise durch Polyploidisierung bei Pflanzen oder eine disruptive/abspaltende Selektion zu einer reproduktiven Isolation der neuen Art.

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Ökologische isolation
Populationen leben im gleichen Gebiet aber vers ökologische nischen 

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Zeitliche Isolation 
Gleiches Gebiet aber vers Zeiten geschlechtsreif 

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Verhaltensbedingte isolation 
Vers. Paarungsverhalten 

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Mechanische Isolation 
Unterschiedlicher Bau der Geschlechtsorgane 

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Darwins Evolutionstheorie
Durch Selektion werden stärkste Gene der Art weiter gereicht.

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Neuron

Nervenzelle, leitet Errgegung weiter

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Zellkörper (Soma)

typischer Bestandteil eines Neurons

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Dendriten

kurze, verästelte Fortsätze

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Axon (Neurit)

bis zu einem Meter lang, besteht aus Axonhügel, am Ende Endverzweigung (kollaterale) zu Endknöpfchen verdickt

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Endknöpchen

Synapse

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Gliazelle

umgeben Nervenzelle und füllen im Gehirn Räume zw. Zellen aus

Stütz-u.Schutzfunktion

Stoffwechselfunktion

Umhüllung u. Isolierung der Axone

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Welche Aussagen treffen auf C3-Pflanzen zu?

Die meisten Pflanzen sind C3-Pflanzen

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Welche Faktoren beeinflussen die Photosyntheseleistung einer Pflanze? (Nenne mind. 5)

Mögliche Antworten:

-Kohlenstoffdioxid-Konzentration der Umgebung

-Lichtintensität 

-Temperatur

-Wasserversorgung 

-Chlorophyllgehalt 

-Mineralstoffversorgung


Die genannten Faktoren können sich natürlich gegenseitig teilweise bedingen.

Außerdem ist an dieser Stelle das Liebig´sche Minimumgesetz zu erwähnen, dem zufolge die Leistung der Pflanze prinzipiell von dem Faktor begrent wird, der im Minimum, bzw. am nächsten am Minimum vorliegt. Beispielsweise würde eine zu geringe Wasserversorgung die Photosyntheseleistung bei sonst optimalen Bedingungen limitieren oder sogar auf Null herabsenken.

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Wie heißen die Enzyme, die die DNA an bestimmten Stellen schneiden können?

Lipasen

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Wie heißt das Bakterium mit dessen Hilfe man Fremd-DNA in ein Pflanzengenom einschleusen kann?

Agrobacterium tumefaciens

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In welchem Zellorganell findet die Translation der Proteinbiosynthese statt?

Ribosom

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Welche Aussage trifft auf das Mitochondrium zu?

Mitochondrien sind nur in tierischen Zellen vorhanden nicht aber in Pflanzenzellen, da diese Chloroplasten enthalten.

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Welche Aussage trifft auf Ribosomen zu?

Ribosomen kommen nur in Pflanzenzellen vor.

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Wird der Schwellenwert überschritten, wird ein Aktionspotential ausgelöst. Durch den Einstrom welcher Ionen in den Intrazellularraum des Axons kommt es jetzt zur weiteren Depolarisation?

Li+

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Durch den Ausstrom welcher Ionen aus dem Intrazellularraum des Axons kommt es während eines Aktionspotenzials zur Repolarisation?

Li+ Ionen

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Nenne mindestens fünf der wichtigsten Eigenschaften von Enzymen.

- Biokatalysator

- Substratspezifität

- Reaktionsspezifität

- Wirkungsspezifität

- Enzymaktivität ist neben der Enzymkonzentration abhängig von Temperatur und pH-Wert

- gehen unverändert aus der Reaktion hervor

- binden Substrat im aktivem Zentrum

...

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Aus welchen Gründen ist die Meiose bedeutsam für die Evolution von Organismen?

Die genetische Variabilität wird erhöht, denn:

- die Verteilung der Chromosomen erfolgt zufällig während der Reduktionsteilung in der Meiose

- die väterlichen und mütterlichen Chromosomen werden bei der Befruchtung zufällig neukombiniert

- gekoppelte Gene werden beim crossing-over während der Keimzellenbildung getrennt

Zusammenfassend liegt in der Meisose ein wichtiger Evolutionsfaktor verborgen: die Rekombination. Warum genau eine genetische Vielfalt vorteilhaft für die Evolution ist, sollte im Themenfeld Evolution erläutert werden.

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Was gehört zum unspezifischen Immunsystem?

Lymphozyten

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Die Polymerasekettenreaktion (PCR) ist ein Verfahren, mit dem die DNA vervielfältigt werden kann. 

In welche Schritte kann das Verfahren eingeteilt werden und in welcher Reihenfolge finden sie statt?

1.Denaturierung

2.Hybridisierung (Primer-Bindung, Annealing) 

3.Polymerisation

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Wieso wandert die DNA im Agarosegel bei der Gelelektrophorese?

Da die DNA durch ihre Phosphatgruppen negativ geladen ist wandert sie bei der 

Gelelektrophorese durch die anliegende Spannung von der Kathode (Negativ) zur Anode (Positiv).

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Was ist eine Population?

Eine Population umfasst alle in einem bestimmten Gebiet vorkom-
menden Individuen einer Art, die sich untereinander uneingeschränkt
fortpflanzen können (gemeinsamer Genpool).

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Was ist die Wachstumsrate?

Das Wachstum einer Population wird durch ihre Wachstumsrate be-
stimmt.

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Wie kann die Wachstumsrate berechnet werden?

Die Wachstumsrate ist die Differenz zwischen Geburtenrate
und Sterberate.

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Wie ist die Form der Wachstumskurve, wenn ein unbegrenzter Lebensraum vorhanden ist?

J-Form

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Wie nenn man die Wachstumskurve, wenn die Populationsentwicklung durch einen oder mehrere Umweltfaktoren begrenzt wird?

Logistische Wachstumskurve

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Nenn die 5 Phasen der Umweltkapazität?

Anlaufphase (lag-Phase)

Expon. Phase (log-Phase)

Logistische Phase 

Stationäre Phase

Absterbephase

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Anlaufphase 

Einstellung auf Lebensbedingungen

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Exponentielle Phase

optimale Wachstumsbedingungen

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Logistische Phase

Verringerte Wachstumsrate durch
begrenzenden Faktor

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Stationäre Phase

Annähern und Erreichen der Umweltkapazität (Biotopkapazität) K

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Absterbephase

Tod durch Nahrungsmangel und Anhäufung von Abfallprodukten

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Kennzeichen eines superexponentiellen Wachstums?

Die ständig verkürzenden Verdoppelungszeiten 

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Gründe für superexponentielles Wachstum?


• die Ausweitung der landwirtschaftlichen Anbauflächen,
• die Steigerung der Agrarproduktion durch Verbesserung der Tech-
nik, der Düngung und der Schädlingsbekämpfung,
• die Industrialisierung und
• die bessere hygienische und medizinische Versorgung.

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Regionale Unterschiede im Bevölkerungswachstum

Etwa 90 % des jährlichen Bevölkerungswachstums entfallen auf die Entwicklungsländer in Afrika und Asien. Die meisten Industrienationen wei-
sen dagegen Geburtenrückgänge auf.

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Faktoren, die die Größe einer Population beeinflussen

dichteunabhängige Faktoren (v. a. abiotische Faktoren):
Klima- und Bodenfaktoren


dichteabhängige Faktoren (v. a. biotische Faktoren):
– Nahrung
– Wohnraum
– Konkurrenten
– Fressfeinde
– Parasiten,
Krankheitserreger

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Zu was führt der Einfluss dichteabhängiger Faktoren auf die Populationsdichte?

negativen Rückkopplung

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Fressfeind-Beute-Beziehung

Die Wachstumsrate einer Fressfeindpopulation ist von der Populati-
onsdichte ihrer Beute abhängig. Umgekehrt führen natürlich auch ver-
änderte Fressfeinddichten zu Schwankungen in der Beutepopulation.

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Biodiversität 

Biodiversität bezeichnet den Artenreichtum der Tier- und Pflanzen-
welt. Ein Ökosystem gilt als umso stabiler, je größer seine Biodiversi-
tät ist, d. h. je mehr Arten in ihm leben.

Biodiversität bezeichnet den Artenreichtum der Tier- und Pflanzen-
welt. Ein Ökosystem gilt als umso stabiler, je größer seine Biodiversi-
tät ist, d. h. je mehr Arten in ihm leben.

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Vernichtung naturnaher Lebensräume

U. a. durch Anlegen von Monokulturen (Nahrungs-, Holz- und Ener-
giepflanzen) sowie von Siedlungs- und Verkehrsflächen.

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Eintrag von Schadstoffen in die Umwelt

• Boden: Übermäßige Düngung mit Mineraldünger, Pestizideinsatz
⇒ Rückstandsbildung, Auswaschung in Gewässer, Anreicherung in
den Nahrungsketten.
• Gewässer: Ungeklärte Abwässer, ausgewaschener Mineraldünger
⇒ Eutrophierung: Vermehrung des Phyto- und des Zooplanktons
→ Anhäufung toter Biomasse → Sauerstoffmangel → anaerober
Abbau.
• Luft:
– Schwefeldioxid und Stickoxide (z. B. aus Verbrennung fossiler
Brennstoffe) ⇒ Saurer Regen: Hemmung des Pflanzenwachs-
tums („Waldsterben“).
– Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW) ⇒ Abbau der Ozon-
schicht.
– Kohlenstoffdioxid (z. B. aus Verbrennung fossiler Brennstoffe),
Methan, Stickoxide, FCKW ⇒ Treibhauseffekt: Treibhausgase
absorbieren Wärmestrahlung, die normalerweise ins Weltall
zurückgestrahlt wird → globale Erwärmung (Klimawandel).

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Invasive Arten

Invasive Arten beanspruchen die gleichen ökologischen Nischen
wie einheimische Arten und können diese verdrängen.
– Amerikanische Grauhörnchen verdrängen einheimische Eichhörn-
chen.
– Der Nilbarsch vernichtete im Victoriasee viele einheimische Bunt-
barscharten.
– Der Riesenbärenklau nimmt konkurrierenden Pflanzen das Licht.

• Invasive Arten beanspruchen die gleichen ökologischen Nischen
wie einheimische Arten und können diese verdrängen.
– Amerikanische Grauhörnchen verdrängen einheimische Eichhörn-
chen.
– Der Nilbarsch vernichtete im Victoriasee viele einheimische Bunt-
barscharten.
– Der Riesenbärenklau nimmt konkurrierenden Pflanzen das Licht.

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