Nervenzellen
Beschreiben Sie den Aufbau einer Nervenzelle.
Eine Nervenzelle besteht aus Dendriten (Reizaufnahme), Zellkörper mit Zellkern (Stoffwechselzentrum), Axonhügel (Auslösung des Aktionspotentials), Axon (Erregungsleitung), Myelinscheide (Isolation) und Endknöpfchen (Signalübertragung auf andere Zellen).
Was versteht man unter dem Ruhepotenzial?
Das Ruhepotenzial ist die Spannungsdifferenz zwischen Zellinnerem und Außenraum einer unerregten Nervenzelle (ca. −70 mV).
Nennen Sie die Summengleichung der Fotosynthese.
6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ (unter Lichteinwirkung).
Wo findet die Glykolyse statt?
Im Cytoplasma
Was versteht man unter einer ökologischen Nische?
Die Gesamtheit aller biotischen und abiotischen Umweltansprüche einer Art.
Erläutern Sie die Funktion der Myelinscheide.
Die Myelinscheide isoliert das Axon elektrisch. Dadurch erfolgt die Erregungsleitung saltatorisch von Ranvier-Schnürring zu Ranvier-Schnürring. Dies erhöht die Leitungsgeschwindigkeit erheblich und spart Energie.
Welche Rolle spielt die Natrium-Kalium-Pumpe?
Sie transportiert unter ATP-Verbrauch drei Natriumionen aus der Zelle und zwei Kaliumionen hinein. Dadurch werden die Ionengradienten aufrechterhalten.
Wo findet die Lichtreaktion statt?
An den Thylakoidmembranen der Chloroplasten.
Welches Molekül verbindet Glykolyse und Citratzyklus?
Acetyl-CoA
Beschreiben Sie das Konkurrenz-Ausschluss-Prinzip.
Zwei Arten mit identischer ökologischer Nische können langfristig nicht koexistieren. Eine Art verdrängt die andere.
Warum befindet sich der Axonhügel zwischen Zellkörper und Axon?
Am Axonhügel werden alle eintreffenden erregenden und hemmenden Signale summiert. Wird das Schwellenpotenzial überschritten, entsteht ein Aktionspotenzial.
Beschreiben Sie die Phasen eines Aktionspotenzials.
Ruhepotenzial → Depolarisation → Overshoot → Repolarisation → Hyperpolarisation → Rückkehr zum Ruhepotenzial.
Welche Aufgabe hat Chlorophyll?
Chlorophyll absorbiert Lichtenergie und regt Elektronen an, wodurch die Lichtreaktion gestartet wird.
Warum ist Sauerstoff für die Zellatmung notwendig?
Er dient als letzter Elektronenakzeptor der Atmungskette und ermöglicht dadurch die ATP-Synthese.
Erklären Sie die Bergmannsche Regel.
Innerhalb einer Art besitzen Populationen in kalten Gebieten meist eine größere Körpermasse als Populationen in warmen Gebieten. Dadurch ist die relative Körperoberfläche kleiner und der Wärmeverlust geringer.
Ein Neurotoxin verhindert das Öffnen spannungsabhängiger Natriumkanäle im Axon einer Nervenzelle. Erläutern Sie die Auswirkungen auf die Erregungsleitung.
Erläutern Sie das Alles-oder-Nichts-Prinzip.
Ein Aktionspotenzial entsteht nur, wenn das Schwellenpotenzial überschritten wird. Seine Stärke bleibt unabhängig von der Reizstärke immer gleich.
Vergleichen Sie Lichtreaktion und den Calvin-Zyklus.
Die Lichtreaktion produziert ATP, NADPH und Sauerstoff. Im Calvin-Zyklus werden ATP und NADPH genutzt, um CO₂ zu Glucose zu reduzieren.
Vergleichen Sie Zellatmung und alkoholische Gärung.
Die Zellatmung liefert deutlich mehr ATP und benötigt Sauerstoff. Die alkoholische Gärung läuft anaerob ab und endet mit Ethanol und CO₂.
Erläutern Sie die erste Lotka-Volterra-Regel.
Die Populationsgrößen von Räuber und Beute schwanken periodisch. Die Maxima der Räuberpopulation folgen zeitlich verzögert den Maxima der Beutepopulation.
Erläutern Sie, wie entschieden wird, ob ein Aktionspotenzial ausgelöst wird.
Warum breitet sich ein Aktionspotenzial nur in eine Richtung aus?
Die spannungsabhängigen Natriumkanäle befinden sich hinter der Erregungsfront in der Refraktärphase und können vorübergehend nicht erneut geöffnet werden.
Beurteilen Sie die Aussage: „Ohne Licht kann keine Fotosynthese stattfinden."
Nur teilweise richtig. Die Lichtreaktion benötigt Licht direkt. Der Calvin-Zyklus ist lichtunabhängig, läuft jedoch nur ab, solange ATP und NADPH aus der Lichtreaktion vorhanden sind.
Erläutern Sie die Bedeutung der ATP-Synthase.
Die ATP-Synthase nutzt den Protonengradienten der Atmungskette zur Bildung von ATP aus ADP und Phosphat (Chemiosmose).
Analysieren Sie, weshalb Symbiosen evolutiv stabil sein können.
Symbiosen erhöhen die Fitness beider Partner durch gegenseitigen Nutzen (z. B. bessere Nährstoffversorgung, Schutz oder Fortpflanzungserfolg). Der Fitnessgewinn übersteigt die Kosten der Zusammenarbeit, sodass die Beziehung durch natürliche Selektion erhalten bleibt.