Box. Biologie. Biologie der Zelle

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1 Box Biologie Schülerarbeitsbuch 1. Halbjahr der Qualifikationsphase Niedersachsen Biologie der Zelle Die Übertragung von Informationen innerhalb der Zelle Enzyme: Grundlagen und Funktionen im Stoffwechsel Der Transport von Stoffen innerhalb der Zelle Grundprinzipien von Stoffwechsel und Stoffwechsel und Sport von Sylke Bohlen, Maren Engel, Tanja Riemeier und Mathias Trauschke Brinkmann Meyhöfer

2 Box Biologie Biologie der Zelle von Sylke Bohlen, Maren Engel, Tanja Riemeier und Mathias Trauschke Schülerarbeitsbuch

3 INHALTSFELD: Biologie der Zelle I Die Übertragung von Informationen innerhalb der Zelle Die Übertragung von Informationen innerhalb der Zelle TEIL 1: Die Zelle der Ort der Informationsübertragung 3 WAS SIE SCHON WISSEN: Der Aufbau von Zellen 3 METHODEN-BOX: Mikroskopieren und mikroskopisches Zeichnen Zelltypen vergleichen 10 Der Aufbau von tierischen und pflanzlichen Zellen 12 Der Bau prokaryotischer Zellen METHODEN-BOX Mikroskopieren und mikroskopisches Zeichnen 6 Zur Auswertung der Gel-Elektrophorese 27 TEIL 2: Informationsübertragung in der Zelle: Strukturelle Grundlagen und Replikation 15 WAS SIE SCHON WISSEN: Strukturelle Grundlagen für die Informationsübertragung Zur Struktur von Nukleinsäuren: Der Bau von DNA und RNA WAS SIE SCHON WISSEN: Funktionen der DNA: Die Replikation der Copy-Shop für die DNA Tatortanalyse der genetische Fingerabdruck 22 : Zur Auswertung der Gel-Elektrophorese 27 TEIL 3: Informationsübertragung in der Zelle: Abruf von Informationen zum Aufbau und zur Regelung von Vorgängen in der Zelle 29 WAS SIE SCHON WISSEN: Vom Gen zum Protein: Die Proteinbiosynthese bei Prokaryoten Die Proteinbiosynthese bei Eukaryoten Das Problem mit der Kernmembran Unterschiedliche Zellen produzieren unterschiedliche Proteine Regulation der Transkription Unterschiede bei der Transkriptionskontrolle von Prokaryoten und Eukaryoten VERTIEFUNG: Die Methode des DNA-Mikroarray zur Untersuchung der Genexpression

4 II Enzyme: Grundlagen und Funktionen im Stoffwechsel Ein Stationenlernen zur Enzymatik 47 STATION 1: Der Aufbau der Proteine 48 METHODEN-BOX: Concept-Maps 52 STATION 2: Zur Wirkungsweise der Enzyme 56 METHODEN-BOX: Modelldarstellungen und Modellkritik 58 STATION 3: Zur ph-abhängigkeit der Enzyme 62 METHODEN-BOX: Der Naturwissenschaftliche Erkenntnisweg STATION 4: Zur Temperatur-Abhängigkeit der Enzyme 68 Die RGT-Regel und die Temperatur-Optima von Enzymen KLAUSURÜBUNG: Der Einsatz von Enzymen in Waschmitteln Enzyme und ihre Abhängigkeit von der Substratkonzentration 73 Zur Beeinflussung der Enzymaktivität: Kompetitiver Mechanismus und kompetitive Hemmung Zur Beeinflussung der Enzymaktivität: Die allosterische Regulation METHODEN-BOX Concept-Maps 52 Der Naturwissenschaftliche Erkenntnisweg 62 Zur Auswertung der Gel-Elektrophorese 27 Kompetitive und allosterische Regulationen im Vergleich 84 KLAUSURÜBUNG Der Einsatz von Enzymen in Waschmitteln 71 Der Einsatz von Enzymen in Medikamenten am Beispiel der Gicht 86 Zur Kinetik der kompetitiven und allosterischen Hemmung 88 Einsatz von Enzymen in Medikamenten am Beispiel des Lipasehemmers Orlistat 89 Zur Kinetik der kompetitiven und allosterischen Hemmung 88 Einsatz von Enzymen in Medikamenten am Beispiel des Lipasehemmers Orlistat : Kompetitive und allosterische Regulationen im Vergleich KLAUSURÜBUNG: Der Einsatz von Enzymen in Medikamenten am Beispiel der Gicht KLAUSURÜBUNG: Zur Kinetik der kompetitiven und allosterischen Hemmung KLAUSURÜBUNG: Einsatz von Enzymen in Medikamenten am Beispiel des Lipasehemmers Orlistat III Der Transport von Stoffen innerhalb der Zelle Der Aufbau von Biomembranen 92 Transportvorgänge durch Biomembranen 98 : Wirbellose im Süßwasser und im Meerwasser 103 Wirbellose im Süßwasser und im Meerwasser 103 Die Diffusion durch Biomembranen mit Kanalproteinen 104

5 INHALTSFELD: I Grundprinzipien von Stoffwechsel und Zur Stoff- und Energieumwandlung 108 Molekulare und energetische Aspekte von Stoffwechsel 109 Zum Basiskonzept Stoff- und Energieumwandlung 116 Lebensprozesse gehen mit Wärmebildung einher 118 INFO-BOX: Four Basic Ideas zum Thema Energie in biologischen Kontexten 119 : Energie in der Biologie 120 Energiebereitstellung in Mitochondrien 121 TECHNIK-BOX: Energieumsätze messen: Indirekte Kalorimetrie 124 BASISKONZEPT Stoff- und Energieumwandlung 116 Kompartimentierung 144 Energie in der Biologie 120 ATP durch Chemiosmose 145 KLAUSURÜBUNG Fumarazidurie 147 Achtung Wärmeverlust 148 INFO-BOX: Energieumsätze berechnen 124 Die vier Teilschritte der : 1. Die Glykolyse 126 INFO-BOX: Arsenvergiftungen Die oxidative Decarboxylierung Der Zitronensäurezyklus Die Endoxidation: Elektronentransportkette und Energiebereitstellung 136 INFO-BOX: Gerichteter Elektronenfluss VERTIEFUNG: Kompartimentierung und chemiosmotische ATP-Bildung 142 BASISKONZEPT: Kompartimentierung 144 : ATP durch Chemiosmose 145 Die Dissimilation im Überblick: Eine Bilanz der Energiebereitstellung 146 KLAUSURÜBUNG: Fumarazidurie 147 KLAUSURÜBUNG: Achtung Wärmeverlust 148 Die Regulation des Glucosestoffwechsels 150 II Stoffwechsel und Sport Homöostase und Regelkreisläufe 156 Wie reagiert der Körper auf Veränderungen? 157 BASISKONZEPT: Steuerung und Regelung am Beispiel der Homöostase 160 VERTIEFUNG: Muskelaufbau und Muskelkontraktion 162 METHODEN-BOX Gruppenpuzzle 167 BASISKONZEPT Steuerung und Regelung 160 Gärung und ATP-Versorgung bei sportlicher Aktivität 167 METHODEN-BOX: Gruppenpuzzle 167

6 Lernhilfen LH INHALTSFELD: Biologie der Zelle I Die Übertragung von Informationen innerhalb der Zelle 172 II Enzyme: Grundlagen und Funktionen im Stoffwechsel 176 Der Einsatz von Enzymen in Medikamenten am Beispiel der Gicht Zur Kinetik der kompetitiven und allosterischen Hemmung Einsatz von Enzymen in Medikamenten am Beispiel des Lipasehemmers Orlistat III Der Transport von Stoffen innerhalb der Zelle 193 LH INHALTSFELD: I Grundprinzipien von Stoffwechselwegen und 194 Fumarazidorie Achtung Wärmeverlust Vorwissen wiederholen und üben* Systemebenen des Organismus 204 Vergleich von Prokaryoten und Eukaryten 205 Strukturen und Funktionen von Zellorganellen 208 DNA Aufbau und Replikation 215 Proteine 221 Enzyme 227 Lösungen zu den Wiederholungs- und Übungsaufgaben 233 * Der Baustein Vorwissen wiederholen und üben ist ein Lernprogramm, mit dem Sie die Grundlagen aus der Einführungsphase und neu Gelerntes aus der Qualifikationsphase selbstständig wiederholen und üben können. Sie sollten die Aufgaben bearbeiten, wenn Sie sich im Unterricht bei der Bearbeitung der Seiten WAS SIE SCHON WISSEN unsicher fühlen, sich also der Grundlagen aus der Einführungsphase nicht sicher sind. wenn Sie sich auf Klausuren vorbereiten. wenn Sie in der unmittelbaren Abiturvorbereitung den gesamten Stoff noch einmal rekapitulieren.