Bio Grundkurs an der Universität Heidelberg

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Was ist die Zwischenform zwischen Prokaryoten und Eurkaryoten?

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Was ist die Endosymbionten-Theorie?

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Was sind Prokaryoten?

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Wie sind die ersten Zellen entstanden?

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Definiere Auflösungsvermögen!

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Was ist die Definiton einer Zelle in der Biologie?

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Was können das Auge und verschiedene Mikroskope noch sehen?

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Welche Elektronenmikroskope gibt es und wofür?

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Was ist die "brauchbare Vergrößerung"?

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Wie funktioniert Lichtmikroskopie?

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Bio Grundkurs

Was ist die Zwischenform zwischen Prokaryoten und Eurkaryoten?

Vielzellige Organismen entstanden aus einzelligen Eukaryoten vor ca. 1.7 Milliarden Jahren
→ es kam zur Ausbildung von multizellulären Aggregaten als evolutionäre Transition zwischen
Ein-und Vielzelligkeit

Bio Grundkurs

Was ist die Endosymbionten-Theorie?

Die Theorie besagt, dass 

Mitochondrien + Plastiden ehemals Prokaryonten waren, die durch
Endozytose durch größere Zellen zu Organellen wurden. 


Also eine größere Zelle nahm einen
anderen aeroben, heterotrophen Prokaryot auf (z.B. weil dieser H erzeugt und die Zelle H benötigte)
→ wurde zu Mitochrondrium


Die Zelle nahm außerdem Xyanobacterium auf → Chloroplast


Existenz als Endosymbiont (Symbiose)
=> Eurkaryoten entstehen

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Definiere Kontrast!

Kontrast (lat. contrasto = Gegensatz) ist der Unterschied zwischen dunklen und hellen Bereichen
eines Bildes. Anders ausgedrückt gibt er an, wie stark sich nebeneinander liegende Bildpunkte in
ihrem Tonwert (Farbe, Graustufe) unterscheiden.

Bio Grundkurs

Was sind Prokaryoten?

Prokaryoten (Archaea + Bacteria) sind die einfachsten Lebensformen und einzellig
→ ca. 1-5 Mikrometer, keine Kernmembran, 70S Ribosomen und haben Plasmide,
membranumgrenzte Organellen fehlen


-> haben aber eine Zellmembran, ihre Zellbestandteile sind in Cytosol (flüssiges Cytoplasma) eingebettet, es gibt Chromosomen die Träger der Erbinformation (DNA) sind, und es gibt Ribosomen als Orte der Proteinsynthese

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Wie sind die ersten Zellen entstanden?

Bevor Leben entstehen konnte gab es sie chemische Evolution.
Die allgemeine Hypothese ist, dass diese in fünf Schritten ablief:


1. Anorganische Moleküle (z.B. H2O, NH3, CH4) evolvierten zu organischen Molekülen
→ Hypothese 1: Dies geschah zufällig und wurde durch Energie wie z.B. Blitzeinschläge,
UV- Strahlung etc. katalysiert (Machbarkeit durch Miller-Urey-Experiment 1953
nachgewiesen); 

-> Hypothese 2: dies geschah an sogenannten schwarzen Rauchern, also Hydrothermalquellen, die Hitze abgeben und es in ihrer Umgebung erwiesenermaßen
enzymatische Vorgänge gibt


2. Organische Moleküle wurden zu Biopolymeren


3. Biopolymere wurden zu Protobionten
→ Protobionten: Ansammlung von RNA und abiotisch produzierten Moleküken umgeben
von membranartiger Struktur; es kann auch zu Stoffwechsel und teilweise enzymatischen
Reaktionen kommen


4. Es bildete sich RNA
→ RNA ist schwer abiotisch herzustellen, deswegen wahrscheinlich in Protobionten; RNA ist ein kritischer Schritt in der Evolution, da es ein selbstreplizierendes Polymer ist;
speichert nicht nur genetische Information, sondern kann enzymartige katalytische
Reaktionen durchführen → Ribozyme


5. Erste Prokaryoten

Bio Grundkurs

Definiere Auflösungsvermögen!

Der Begriff Auflösungsvermögen bezeichnet die Unterscheidbarkeit feiner
Strukturen, also den kleinsten noch wahrnehmbaren Abstand zweier Punkte.

Bio Grundkurs

Was ist die Definiton einer Zelle in der Biologie?

Sie ist die kleinste Ansammlung von Materie die alle Lebenseigenschaften besitzt
→ Vermehrung/Vererbung, Bewegung/Mobilität, Reizbarkeit, Stoffwechsel/Metabolismus

Bio Grundkurs

Was können das Auge und verschiedene Mikroskope noch sehen?

Das menschliche Auge mehrere Hundert Mikrometer bis km


Lichtmikroskopie wenige cm bis mehrere Hundert Nanometer


Elektronenmikroskopie fast Auflösung von Atomen bis 100 Mikrometer (Keine lebenden Zellen)

Bio Grundkurs

Welche Elektronenmikroskope gibt es und wofür?

Das Rasterelektronenmikroskop (REM oder SEM, engl. scanning electron microscope) ist besonders für die detaillierte Betrachtung und Untersuchung von Oberflächen geeignet


Das Transmissionselektronenmikroskop (TEM = Durchstrahlungselektronenmikroskop) wird
eingesetzt, um die innere Ultrastruktur von Zellen zu erforschen
→ werden durch die Behandlung mit Schwermetallen kontrastiert

Bio Grundkurs

Was ist die "brauchbare Vergrößerung"?

Die Vergrößerung bei der das Auflösungsvermögen erreicht ist. Darüber
hinaus gibt es keine Verbesserung der Auflösung!

Bio Grundkurs

Wie funktioniert Lichtmikroskopie?

Unterschiedlicher Absorption (Änderung der Amplitude -> Intensität)
→ D.h. Das Objekt absorbiert Licht und ändert somit sein Stärke/Amplitude was einen Kontrast erzeugt; z.b. in Normale Lichtmikroskopie + Fluoreszenzmikroskop, kann durch Färbeverfahren
verstärkt werden

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Organisationsebenen der Zellenlehre

1. Ganze Zelle 

2. Organelle 

3. Höhermolekulare Strukturen 

4. Makromolekül
5. Kleine organische Moleküle

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