Genetik 14 Vom Gen zum Genprodukt Wiederholung - DNA und Replikation

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1 Inhaltsverzeichnis "Biologie heute" Qualifikationsphase Nordrhein-Westfalen (ISBN 19815) Seite Was ist Biologie? 8 Die Basiskonzepte der Biologie 10 Operatoren Genetik 1 Vom Gen zum Genprodukt Wiederholung - DNA und Replikation 16 AUFGABEN DNA und Replikation 19 METHODE PCR und Gelelektrophorese Die Funktion von Genen Transkription 2 1. Der genetische Code Translation 26 AUFGABEN Forschen und Erkennen Die experimentelle Entschlüsselung des genetischen Codes 28 AUFGABEN Vom Gen zum Genprodukt Das genetische System der Eukaryoten DNA-Mutationen und DNA-Reparatur 2 AUFGABEN Hämophilie METHODE DNA-Chip 5 AUFGABEN vernetzt Mondscheinkinder - ein Leben im Dunkeln? Genregulation bei Prokaryoten Genregulation bei Eukaryoten 0 AUFGABEN Forschen und Erkennen Positive Genregulation 1.10 Der Genbegriff im Wandel 1.11 Das Proteom Epigenetik AUFGABEN Moderne Aspekte der Genexpression 7 Entwicklungsgenetik Gene kontrollieren die Entwicklung 8 AUFGABEN Mutationen maternaler Gene Altern Fehlgesteuerte Zellteilung: Krebs 52 EXKURS Klassische und moderne Krebstherapien 5 2. Angewandte Biologie: Nutzung von Stammzellen 55.1 METHODE Bewerten im Bereich der Bioethik 58 AUFGABEN Entwicklungsgenetik 60 Bakterien und Viren in der Gentechnik Bakterien als genetische Versuchsobjekte.2 Genetische Rekombination bei Bakterien 6. Angewandte Biologie: Bakterien in der Biotechnologie 6. Bau und Vermehrung von Viren 65.5 Rekombination und Gentransfer bei Viren 66 AUFGABEN Bakterien und Viren in der Gentechnik 67 Methoden der Gentechnik Einführung in die Gentechnik.2 Verfahren in der Gentechnik 70 AUFGABEN Restriktionsenzyme in der Gentechnik 7 METHODE Gentransfer 7. Gensuche 75 METHODE DNA-Sequenzierung 76. Angewandte Biologie: Der genetische Fingerabdruck 78.5 Angewandte Biologie: Gentechnik in der Medizin 79.6 Transgene Tiere und Pflanzen

2 .7 Angewandte Biologie: Synthetische Biologie AUFGABEN Knock-out Mäuse 8 EXKURS Gentechnik Pro und Kontra 8 AUFGABEN Ethische Bewertung der Gentechnik 85 Humangenetik Bedeutung der Humangenetik 5.2 Chromosomenanalyse beim Menschen Geschlechtliche Fortpflanzung und Meiose Mitose und Meiose im Vergleich 91 AUFGABEN Chromosomen, Mitose und Meiose Erbgänge 9 METHODE Stammbaumanalyse und Wahrscheinlichkeitsberechnung 96 AUFGABEN Stammbaumanalyse Mutation Chromosomenmutationen Genommutationen 102 Angewandte Biologie: 5.9 Genetische Beratung und Diagnostik Angewandte Biologie: Reproduktionsmedizin 106 AUFGABEN Präimplantationsdiagnostik Gentherapie beim Menschen AUFGABEN Genetisch bedingte Krankheiten 109 AUFGABEN vernetzt PKU - eine genetisch bedingte Stoffwechselkrankheit 110 AUFGABEN vernetzt Mukoviszidose 112 BASISKONZEPTE UND KOMPETENZEN Genetik 11 Neurobiologie 116 Bau und Funktion von Nervenzellen Nervenzellen 1.2 Entstehung des Ruhepotentials Entstehung des Aktionspotentials Erregungsleitung 12 EXKURS Die Frösche des Luigi Galvani 125 AUFGABEN Forschen und Erkennen Untersuchungen an isolierten Ionenkanälen 126 AUFGABEN Nervenzellen Erregungsübertragung 128 AUFGABEN Neuronale Verrechnung Synapsengifte AUFGABEN Synapsen 11 Informationsaufnahme Sinneszellen - Sinnesorgane 2.2 Das Auge - ein Lichtsinnesorgan 1 2. Fototransduktion Informationsverarbeitung in der Netzhaut 18.1 AUFGABEN Laterale Inhibition 19 AUFGABEN Sinnesorgane - Sinneszellen 10 Informationsverarbeitung Das Nervensystem des Menschen.2 Der Bau des menschlichen Gehirns 1 METHODE Bildgebende Verfahren 15. Funktionelle Hirnanatomie 16. Vom Reiz zur Wahrnehmung 18.5 Angewandte Biologie: Parkinson-Krankheit 19 AUFGABEN vernetzt Neurodegenerative Erkrankungen

3 .6 Zelluläre Mechanismen des Lernens Das Gedächtnis 15.8 Veränderungen des Gehirns durch Sucht 156 AUFGABEN Wirkung von Opiaten Gehirndoping 158 AUFGABEN Informationsverarbeitung 160 Hormonale und neuronale Steuerung Das menschliche Hormonsystem.2 Hierarchie der Hormondrüsen 16 AUFGABEN Schilddrüsenfunktionsstörungen 165. Blutzuckerregulation 166 AUFGABEN Diabetes 167. Zusammenarbeit von Nerven- und Hormonsystem am Beispiel Stress 168 AUFGABEN Zusammenhang von Stress und Schweißbildung 169 AUFGABEN Hormone 170 BASISKONZEPTE UND KOMPETENZEN Neurobiologie 172 Ökologie 17 1 Einwirkung abiotischer und biotischer Umweltfaktoren auf Lebewesen Wiederholung: Stoffabbau - Zellatmung Stoffaufbau - Fotosynthese Bedeutung der Fotosynthese.2 Das Blatt als Ort der Fotosynthese 181. Absorptionsspektrum und Wirkungsspektrum 182 PRAKTIKUM Blattfarbstoffe 18. Fotosysteme 18.5 Fotosynthese im Überblick 185 AUFGABEN Blackman-Versuche Lichtabhängige Reaktionen Lichtunabhängige Reaktionen 188 AUFGABEN Forschen und Erkennen Hill-Reaktion Abhängigkeit der Fotosynthese von Außenfaktoren 190 AUFGABEN Fotosynthese und Zellatmung Sonnenblätter und Schattenblätter Transpiration und Fotosynthese 192 AUFGABEN Außenfaktoren der Fotosynthese 19 METHODE Experimentieren 19 PRAKTIKUM Fotosynthese AUFGABEN Fotosynthese 196 Abiotische Umweltfaktoren Ökologische Potenz 198 AUFGABEN Forschen und Erkennen: Hohenheimer Grundwasserversuch Einfluss des Lichts auf Lebewesen 201. Einfluss der Temperatur auf Lebewesen 202. Einfluss des Wassers auf Lebewesen 20 AUFGABEN Angepasstheiten von Pflanzen 20 AUFGABEN Angepasstheiten des Kamels 205 AUFGABEN Abiotische Umweltfaktoren 206 PRAKTIKUM selbstorganisiert Ermittlung von Toleranzkurven PRAKTIKUM Abiotische Umweltfaktoren 209 Biotische Umweltfaktoren Konkurrenz 210 AUFGABEN Konkurrenz bei Bakterien Räuber-Beute-Beziehungen 211

4 5. Parasitismus 212 AUFGABEN vernetzt Die Zecke, ein Parasit Symbiose Angewandte Biologie: Schädlingsbekämpfung 215 AUFGABEN Forschen und Erkennen Konkurrenzausschlussprinzip Ökologische Nische AUFGABEN Biotische Umweltfaktoren 218 Populationsökologie Populationswachstum 6.2 Regulation der Populationsdichte AUFGABEN Populationsökologie 22 Ökosystem Wald Funktionaler Aufbau eines Ökosystems am Beispiel Wald 7.2 Stoffkreisläufe am Beispiel Wald Energiefluss am Beispiel Wald Trophiestufen am Beispiel Wald 228 AUFGABEN Energienutzung durch Nahrung beim Menschen Stabilität und Veränderung von Ökosystemen PRAKTIKUM Wald 22 AUFGABEN Tropischer Regenwald 2 AUFGABEN Antarktis 25 Ökosystem See Biotope und Biozönosen eines Sees 8.2 Mineralstoffe im oligotrophen und eutrophen See AUFGABEN See 20 PRAKTIKUM See 22 Ökosystem Fließgewässer Biotop und Biozönosen im Fließgewässer 9.2 Bioindikatoren im Fließgewässer 26 AUFGABEN Fließgewässer 27 PRAKTIKUM Fließgewässer 28 METHODE Bewerten eines ökologisch-sozialen Dilemmas Produktivität der Ökosysteme im Vergleich Globale Stoffkreisläufe Nachhaltige Entwicklungskonzepte 256 AUFGABEN Ökologisches Bewerten und Nachhaltigkeit Mensch und Umwelt 1.1 Belastung und Schutz der Atmosphäre 258 AUFGABEN Luftschadstoffe im Vergleich Ozonproblematik Treibhauseffekt 260 AUFGABEN Temperaturschwankungen Klimawandel 261 AUFGABEN Belastung und Schutz der Atmosphäre 262 EXKURS Wachstum der Erdbevölkerung Belastung und Schutz des Wassers 26 AUFGABEN Wasserverbrauch 26 EXKURS Konflikt um die Ressource Wasser Abwasserklärung Ökobilanzen 268 AUFGABEN Ökoeffizienzanalyse 268 EXKURS Weichmacher Rückgang der Biodiversität und Naturschutz 270 AUFGABEN Neobiota

5 1 1.1 AUFGABEN vernetzt Naturschutz und Geocaching Konflikt oder Chance? 27 BASISKONZEPTE UND KOMPETENZEN Ökologie 27 Evolutionsbiologie 276 Evolutionstheorie Biodiversität und Systematik 1.2 Die Entstehung der Evolutionstheorie Die Synthetische Theorie der Evolution EXKURS Kreationismus 28 AUFGABEN Kreationismus 28 AUFGABEN Evolutionstheorien 28 Belege für die Evolution Belege aus der vergleichenden Morphologie und Anatomie 2.2 Belege aus der Paläontologie 288 EXKURS Radiometrie 291 AUFGABEN Morphologie und Anatomie, Paläontologie Belege aus der Biogeografie 29 EXKURS Plattentektonik Belege aus der Entwicklungsbiologie 296 AUFGABEN Biogeografie und Entwicklungsbiologie Belege aus der Molekularbiologie 00.1 AUFGABEN DNA-DNA-Hybridisierung 01 AUFGABEN Molekularbiologie 02 EXKURS Evolution der Genome 0 AUFGABEN vernetzt Globine 05 Evolutionsmechanismen Genetische Variabilität Grundlage evolutiven Wandels.2 Populationsgenetik 08 AUFGABEN Das Hardy-Weinberg-Gleichgewicht 10. Gendrift 11. Natürliche Selektion Grundlage biologischer Angepasstheit 12 AUFGABEN Natürliche Selektion bei Stichlingen 1 AUFGABEN Evolutionsmechanismen 1 Evolution und Verhalten Verhalten als Angepasstheit.2 Altruismus 18. Reziproker Altruismus 19. Sexuelle Selektion 20 AUFGABEN Partnerwahl bei Hahnschweif-Widafinken 21.5 Paarungssysteme 22.6 Habitatwahl 2 AUFGABEN Evolution und Verhalten AUFGABEN vernetzt Verhalten und Gene 27 Artbildung Artbegriff und Isolation 28 AUFGABEN Reproduktive Isolation Formen der Artbildung 0 AUFGABEN Artbildung bei Salamandern 1 5. Adaptive Radiation 2 AUFGABEN Lemuren auf Madagaskar AUFGABEN Artbildungen 5. Coevolution AUFGABEN Coevolution bei Webervögeln 5 Die Evolution des Menschen Der Mensch und seine nächsten Verwandten 6

6 AUFGABEN Skelettvergleich Stammesgeschichte des Menschen 8 6. Herkunft und Vielfalt des modernen Menschen 0 6. Die Stellung des Neandertalers - eine wissenschaftliche Kontroverse 2 AUFGABEN Ausbreitungswege von Homo sapiens AUFGABEN Stammesgeschichtliche Verwandtschaft des Menschen 6.5 Geistige und kulturelle Evolution 5 AUFGABEN Faktoren der Menschwerdung 5 AUFGABEN Die Evolution des Menschen 8 AUFGABEN vernetzt Totale Farbenblindheit 9 BASISKONZEPTE UND KOMPETENZEN Evolution 50 Glossar 52 Hinweise zum sicheren Experimentieren 59 Stoffliste 60 GHS-Gefahrenhinweise 61 Die GHS-Verordnung 62 Register 6 Bildquellenverzeichnis 69