Inhalt. Kompakt Abi-Training... 78

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1 Inhalt Methode: Umgang mit wissenschaftlichen Daten... 8 Methode: Aufgabenstellungen mit Operatoren Methode: Klausurvorbereitung Methode: Abiturklausuren bearbeiten Die Zelle 1. 1 Die Zelle kleinste lebende Einheit Zelle, Gewebe, Organ Praktikum: Mikroskopieren von Zellen Lichtmikroskopie Elektronenmikroskopie Methode: Gefrierbruchtechnik Eukaryotische Zellen EXTRA >> Zellwand Mitochondrien und Chloroplasten Basiskonzept: Kompartimentierung Material: Plastiden Prokaryotische Zellen EXTRA >> Cyanobakterien Material: Zellforschung Material: Endosymbiontentheorie Der Zellkern Zellzyklus Mitose und Interphase Vom Einzeller zum Vielzeller Praktikum: Heuaufguss Zelldifferenzierung Cytoskelett Endomembransystem Wasser und Ionen in Lebewesen Proteine Kohlenhydrate Lipide Biomembranen Barrieren der Zelle Bau und Funktion einer Biomembran Material: Modelle der Biomembran Diffusion und Osmose Material: Einfluss der Temperatur auf Biomembranen Praktikum: Osmose Stoffdurchtritt durch Biomembranen Enzyme Struktur und Funktion von Enzymen Eigenschaften von Enzymen Geschwindigkeit enzymkatalysierter Reaktionen Nomenklatur und Klassifizierung der Enzyme Praktikum: Geschwindigkeit enzymkatalysierter Reaktionen Regulation enzymkatalysierter Reaktionen Einflüsse auf die Enzymaktivität Material: Verderben von Lebensmitteln Praktikum: Experimente mit Urease Kompakt Abi-Training Stoffwechsel 2. 1 Stoffwechsel und Energiehaushalt Lebewesen als offene Systeme Basiskonzept: Stoff- und Energieumwandlung Energiebereitstellung und Energienutzung bei Lebewesen EXTRA >> Die Gibbs-Helmholtz-Gleichung Lebewesen als Energiewandler Material: Energieumwandlungen Die Muskelkontraktion benötigt Energie Die Vielfalt der Stoffwechselreaktionen

2 2. 2 Ernährung und Stoffwechselreaktionen Energiebereitstellung und Aktivität Material: Der Energiehaushalt gleichwarmer Tiere Messung des Energieumsatzes Praktikum: Stoffwechsel und Energie Verdauung und Verfügbarkeit der Nährstoffe EXTRA >> Die Darmflora Resorption und Transport der Nährstoffe Die Glykolyse der erste Schritt der Zellatmung EXTRA >> Gärung Der Abbau der Brenztraubensäure Die Atmungskette der letzte Schritt der Zellatmung Der oxidative Glucoseabbau im Überblick Praktikum: Glucoseabbau Material: Nährstoffe in Ernährung und Stoffwechsel 108 Energie- und Baustoffwechsel EXTRA >> Einseitige Diäten Material: Steuerung und Regelung im Stoffwechsel Fotosynthese und Stoffaufbau Ernährung von Tieren und Pflanzen EXTRA >> Parasitierende Pflanzen Zusammenwirken der Pflanzenorgane Praktikum: Fotosynthese Licht Energiequelle für die Fotosynthese Material: Modellexperiment zur Anregung von Chlorophyll Fotoreaktion der erste Teil der Fotosynthese Synthesereaktion der zweite Teil der Fotosynthese Methode: Autoradiographie Fotosynthese im Überblick Material: Erforschung der Fotosynthesereaktionen. 127 Fotosynthese und Umweltfaktoren Praktikum: Trennung von Blattfarbstoffen Material: Fotosynthesespezialisten C 4 -Pflanzen und CAM-Pflanzen Stoff- und Energieebene der Fotosynthese Sekundäre Pflanzenstoffe Material: Speicherstoffe und Abwehrstoffe Chemosynthese Material: Chemosynthese und anoxygene Fotosynthese Kompakt Abi-Training Genetik 3. 1 Molekulargenetik Die chemische Natur des genetischen Materials Material: Das Experiment von Hershey und Chase Die Nucleinsäuren DNA und RNA Die Verdopplung der DNA bei Eukaryoten Material: Replikation der DNA Praktikum: DNA-Isolierung PCR DNA-Replikation im Reagenzglas Material: Polymerasekettenreaktion (PCR) Transkription der erste Teil der Protein - biosynthese Genetischer Code Material: Genetischer Code Translation die Funktion von t-rna und Ribosomen EXTRA >> Spezifität der t-rna die Wobble- Theorie Translation ein Protein entsteht Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten Genregulation bei Prokaryoten Regulation der Proteinbiosynthese bei Eukaryoten Material: Genregulation bei Eukaryoten Mutationen DNA-Reparatur Erweiterter Genbegriff Material: Mutagene Wirkungen Humangenetik Meiose und die Bildung der Keimzellen Gene und Merkmale Gregor Mendel Entdecker der Vererbungsregeln. 178 Klassische Verfahren der Humangenetik Material: Erbgänge Chromosomenanalyse beim Menschen Down-Syndrom Polygenie Sequenzierung der DNA Methode: Gel-Elektrophorese Der genetische Fingerabdruck Inhalt 3

3 Genom, Proteom und Epigenom in der Forschung EXTRA >> Echtzeit-PCR Material: Gene und Umwelt Material: Erforschung von Krankheiten mithilfe von Knockout-Mäusen Material: Chorea Huntington Alterung von Zellen Reproduktionsbiologie Keimesentwicklung von der Zygote bis zur Blastocyste Basiskonzept: Reproduktion Pränatale Diagnostik Stammzellen Assistierte Reproduktion Klonen Material: Präimplantationsdiagnostik Tier- und Pflanzenzüchtung Material: Züchtungsmethoden Gentechnik Anwendungsgebiete der Gentechnik Grundprinzipien der Gentechnik Gentherapie Material: Gentechnik in der Medizin Gentechnik in der Landwirtschaft Material: Gen-Ethik Synthetische Biologie Kompakt Abi-Training Immunbiologie 4. 1 Funktion des Immunsystems Bakterien Angeborene Immunreaktion EXTRA >> Erkennung von Krankheitserregern Erworbene Immunreaktion Kommunikation zwischen Lymphocyten EXTRA >> Impfung Antikörper Material: Antikörper Praktikum: Fresszellen Material: Prionen Aids Material: Tiere als Infektionsquelle Material: Organtransplantation Unerwünschte Immunreaktionen Allergien Autoimmunerkrankungen Kompakt Abi-Training Neurobiologie 5. 1 Nervenzellen Vom Reiz zur Reaktion Nervenzellen Basiskonzept: Struktur und Funktion Reflexe Bioelektrizität EXTRA >> Potenzial Modellexperiment zum Gleichgewichtspotenzial Praktikum: Membranpotenzial Das Ruhepotenzial Potenzialänderungen Material: Erforschung des Aktionspotenzials Codierung Erregungsweiterleitung Synapse EXTRA >> Plastizität von Synapsen Material: Synapsengifte Verrechnung an Synapsen

4 5. 2 Sinne Sinne des Menschen Riechsinneszellen Material: Riechen und Schmecken Das Auge des Menschen Lichtsinneszellen Adaptation Material: Adaptation Kontrastverstärkung Farbensehen EXTRA >> Rot-Grün-Sehschwäche Nervensystem Nervensystem des Menschen Das menschliche Gehirn EXTRA >> Evolution des Gehirns Sehwahrnehmung im Gehirn Material: Methoden der Hirnforschung Neurodegenerative Erkrankungen Emotionen Lernen Gehirndoping Material: Gehirndoping Hormone Das Hormonsystem des Menschen Die Schilddrüse und die Wirkungen ihrer Hormone Die hormonelle Regulation des Blutzuckerspiegels Basiskonzept: Steuerung und Regelung Hormonklassen und ihre Wirkungsmechanismen Vernetzung und Regulation im Hormonsystem Stress Material: Auswirkungen von Stress Material: Hormone und Biorhythmus Kompakt Abi-Training Verhalten 6. 1 Grundlagen der Verhaltensforschung Fragestellungen der Verhaltensforschung Material: Verhalten beobachten, messen und deuten Faktoren der Verhaltenssteuerung Genetisch bedingte und erlernte Verhaltenskomponenten EXTRA >> Kaspar-Hauser-Experimente Instinktverhalten Praktikum: Verhaltensbiologische Untersuchungen an Zebrabuntbarschen Material: Attrappenversuche bei Silbermöwen Durch Erfahrung modifiziertes Verhalten Anpassung von Verhaltensweisen Prägung Material: Prägungsexperimente Konditionierung Lernen und Selbsterkennen bei Tieren Material: Experimente zum Lernen und zum Bewusstsein bei Tieren Lernen und Intelligenz beim Menschen Basiskonzept: Information und Kommunikation Kompakt Abi-Training Inhalt 5

5 7 Ökologie 7. 1 Beziehungen von Lebewesen zu ihrer Umwelt Grundbegriffe der Ökologie Einfluss der Temperatur auf Tiere Basiskonzept: Variabilität und Angepasstheit Praktikum: Der Umweltfaktor Temperatur Praktikum: Modellexperimente zum Wärmehaushalt von Tieren Einfluss der Temperatur auf Pflanzen Material: Lebewesen und Temperatur Wasserverfügbarkeit und Pflanzenwachstum Bedeutung von Wasser für Landtiere Einfluss des Lichts auf Pflanzen und Tiere Material: Abiotische Umweltfaktoren Nahrungsbeziehungen Material: Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Konkurrenz Die ökologische Nische Material: Wechselwirkungen zwischen Lebewesen und Umwelt Populationsökologie Populationsentwicklung Fortpflanzungsstrategien EXTRA >> Modell der ökologischen Primärstrategien Population und Metapopulation Material: Populationsgrößen und ihre Veränderung. 383 Nahrungsbeziehungen und Populationsentwicklung Material: Schädlings bekämpfung Material: Neophyten- und Neozoenpopulationen Ökosysteme Die Ökosysteme der Erde Trophiestufen und ökologische Pyramiden Stabilität und Sukzession im naturnahen Wald EXTRA >> Die Geschichte mitteleuropäischer Wälder Praktikum: Vegetationsanalyse im Wald Lokale Stoffkreisläufe im Wald Tropischer Regenwald Material: Tropischer Regenwald Ökosystem See Eutrophierung und Regeneration eines Sees Material: Ökosystem See Fließgewässer Gewässergüte im Fließgewässer Praktikum: Untersuchung eines Fließgewässers Selbstreinigung im Fließgewässer Material: Abwasserreinigung Marine Ökosysteme Der globale Kohlenstoffkreislauf Mensch und Umwelt Bevölkerung und Welternährung Der Klimawandel Material: Die Atmosphäre und der Klimawandel Nachhaltige Entwicklung von Lebensräumen Alternative Formen der Energiebereitstellung Ressource Wasser Material: Biodiversität, Artenschutz und die Entwicklung der Landwirtschaft Ökologischer Fußabdruck und Biokapazität Praktikum: Der persönliche Ökologische Fußabdruck Kompakt Abi-Training

6 8 Evolution 8. 1 Vom Evolutionsgedanken zur Evolutionstheorie Die Entstehung der Evolutionstheorie Variabilität Material: Variabilität Selektion Material: Industriemelanismus Die Synthetische Evolutionstheorie EXTRA >> Die Evolutionstheorie als Theorie Allopatrische Artbildung Rassenkreis und Art Sympatrische Artbildung Adaptive Radiation Präadaptation EXTRA >> Antibiotikaresistenz Material: Koevolution Gendrift Praktikum: Simulationsexperiment zur Gendrift Das Hardy-Weinberg-Modell Material: Genpool und Evolution Evolution und Verwandtschaft Homologie und Analogie Darstellung stammesgeschichtlicher Verwandtschaft Material: Kladogramme Methoden der Altersbestimmung von Fossilien Material: Lebende Fossilien und Brückentiere Molekulare Hinweise auf Verwandtschaft Material: Stammesgeschichtliche Verwandtschaft Evolution des Menschen Menschenaffen Entwicklungsschritte beim Menschen EXTRA >> Aufrechter Gang und Oberschenkelhals Fossilfunde des Menschen Neandertaler und moderner Mensch Material: Hypothesen zum aufrechten Gang Material: Forschungsmethoden Verwandtschaft heutiger Menschen Kulturelle Evolution Die Entwicklung des Lebens auf der Erde Entstehung des Lebens Basiskonzept: Geschichte und Verwandtschaft Material: Die Entstehung des Lebens Kreationismus Die Evolution der Lebewesen auf der Erde EXTRA >> Eine moderne Endosymbiose Die Systematik der Lebewesen Kompakt Abi-Training Basiskonzept: Struktur und Funktion Basiskonzept: Kompartimentierung Basiskonzept: Steuerung und Regelung Basiskonzept: Geschichte und Verwandtschaft Basiskonzept: Variabilität und Angepasstheit Basiskonzept: Reproduktion Basiskonzept: Stoff- und Energieumwandlung Basiskonzept: Information und Kommunikation Lösungen zum Abi-Training Glossar Register Bildnachweis / Textnachweis Evolution und Verhalten Verhalten und reproduktive Fitness Material: Verhalten und reproduktive Fitness Geschlechter und Fortpflanzungserfolg Material: Einflüsse auf den Fortpflanzungserfolg Reproduktive Fitness und Helfer