Kapitel 1: Biologische Grundlagen Flashcards
Definition „offenes System”
System gekoppelter Reaktionen, das mit der Umgebung in Stoff- und Energieaustausch steht.
Hier werden produzierte Substanzen ständig entzogen (“ausgeschieden”) und benötigte Substanzen zugeführt. -> Es kann sich kein chemisches Gleichgewicht einstellen -> das System kann dauerhaft Arbeit leisten, da das Erreichen des stabilen chemischen Gleichgewichtszustandes durch ständigen Zufluss bzw. Abfluss von Substanzen und Energie (Wärme) verhindert wird.
Potentialgradient (Energiegradienten)
Elektrische Kräfte durch Ungleichverteilung der Ladungen
Konzentrationsgradient (Energiegradienten)
Diffusionskräfte durch Ungleichverteilung der Teilchen
elektrochemischer Gradient
Überbegriff für Beide Arten:
Potentialgradient + Konzentrationsgradient
Negentropie
Prozess der gegen die Gleichverteilung von Energie gerichtet ist. -> aktive Energiegewinnung zur Herstellung +Aufrechterhaltung d. Energiegradienten
Fließgewicht
Ausgangsstoffe fließen von außen her, werden in Stoffwechselvorgängen um-und abgebaut
Endprodukte werden wieder nach außen abgegeben
Zellkern
Enthält genetische Infos (DNA) in Form von Chromosomen
Cytoplasma
- Zellspezifische Aufgaben, wie Abbau von Schadstoffen, Aufbau von nützlichen Substanzen, Bildung von Zellbestandteilen
- chemische Stoffwechselprozesse
Mitochondrien
Energiehaushalt
(Kraftwerke der Zelle)
Produktion von ATP!!
ATP
Adenosintriphosphat
Als Energiequelle wird ATP für die grundlegenden energieverbrauchenden Prozesse aller Lebewesen genutzt: chemische Arbeit, wie Synthese organischer Moleküle, osmotische Arbeit, wie aktiver Stofftransport durch Biomembranen, sowie mechanische Arbeit, wie zum Beispiel Bewegungen bei der Muskelkontraktion.
Endoplasmatisches Retikulum
Proteinbiosynthese
Golgi-Apparat
Modifizierung, Reifung, Transport der Proteine
Zellplasma-Membran
Protein“quelle“ für die Zelle: Schutz, Stabilität, Transport, Katalysator für chem. Prozesse im Zellinneren
Mutationen
- Als „Kopierfehler“ bei der Proteinbiosynthese (Zellteilung, Reifeteilung)
- Chromosomen- und Genommutationen haben immer größere Auswirkungen als Gen- und Punktmutationen, weil sie immer mehrere Gene betreffen
- Mutationen bieten andererseits auch einen Vorteil bzgl. der Überlebens- und Reproduktionsfähigkeit („survival of the fittest“)
Genommutation
Als „Kopierfehler“ bei der Proteinbiosynthese (Zellteilung, Reifeteilung)
Chromosomen- und Genommutationen haben immer größere Auswirkungen als Gen- und Punktmutationen, weil sie immer mehrere Gene betreffen
Mutationen bieten andererseits auch einen Vorteil bzgl. der Überlebens- und Reproduktionsfähigkeit („survival of the fittest“)
Bsp.: Trisomie 21 (Down Syndrom)
Deletion
Chromosomenmutation
Verlust eines Chromosomenstückes
Duplikation
Chromosomenmutation
Verdopplung d. Chromosomenstückes
Inversion
Chromosomenmutation
Umkehrung d. Chromosomenstückes
Insertion
Chromosomenmutation
Chromosom besitzt ein zusätzliches Teilstück
Translokation
Chromosomenmutation
Austausch d. Chromosomenstückes
Punktmutation
1 Gen ist von der Mutation betroffen:
- Basensubstitution: (Austausch eines Nukleotids)
- Basendeletion: Ausfall eines Nukleotids
- Baseninsertion: Einschub eines Nukleotid
Chromosomen
= gewundene DNA-Struktur im ZellkernIn jeder Körperzelle außer den Keimzellen befinden sich 46 Chromosomen / 23 Chromosom-Paare
diploider Chromosomensatz
> 23 Chromosomen von der Mutter
> 23 Chromosomen von dem Vater
Genexpression
Synthese von Proteinen auf der Basis genetischer Information
Transkription + Translation
DNS
Desoxyribonecleinsäure
RNS
Ribonucleinsäure
m-RNS
messenger-ribonucleinsäure
statt Thymin –> Uracil
Gene
- Einheiten auf der DNA
- Begrenzt durch Start- und Stopp-Codon
- Beinhaltet Aminosäureketten zum Kodieren von Proteinen und Peptiden, Kontrollbereiche (wie lange/ ob ein Gen abgelesen wird), die die Anlage-Umwelt-Beziehung regeln, u. v. m.
Allele
Nukleotid-Sequenzvariationen einzelner Gene -> unterschiedliche Genprodukte -> unterschiedliche Merkmalsausprägungen
Genpolymorphismus
Wenn die seltenere Allele mit einer Häufigkeit von über 1% in der Population mit einem Phänotyp auftritt, dann spricht man von einem Genpolymorphismus
Genom
= Gesamtheit aller Erbinformationen eines Organismus, einzigartig bei jedem Individuum (genetischer Fingerabdruck)
Gene
legen Art, Struktur & Funktion einer Zelle, und damit die dort produzierten Proteine, fest
Genotyp
Summe der in den Genen angelegten Erbanlagen
Phänotyp
= äußeres Erscheinungsbild
-Entsteht durch Zusammenspiel aus Genotyp und Umwelteinflüssen
Organismus als kybernetisches System
Homöostase gegenüber Einwirkungen aus der Systemumgebung (Außenwelt) mit Hilfe von Regelkreisen aus Soll- und Istwerten.
Ziel ist die Herstellung und Aufrechterhaltung eines stabilen Organismus-Umwelt- Verhältnisses. (Anpassung an die Umwelt)
Rückkopplung oder Feedback
Kybernetik
Aufrechterhaltung der Homöostase (Gleichgewichtszustand innerhalb zulässiger Grenzen) eines Systems. Solche Regulationsvorgänge laufen z. B. beim Aufrechterhalten der Körpertemperatur von Warmblütern oder bei der Regulation der Genaktivität ab
Regelung (Regler)
Kybernetik
Das Grundprinzip der Regelung (im Vergleich zur Steuerung) basiert auf der Rückmeldung der Abweichung des Sollwertes vom Istwert, damit das System das angesteuerte Ziel erreichen kann
Regelgröße –> Istwert
Kybernetik
- ist die durch Regelung konstant oder gezielt veränderlich zu haltende Größe.
- ihr momentaner Wert ist der Istwert.
Regelgröße –> Sollwert
Kybernetik
- durch Regelung konstant oder gezielt veränderlich zu haltende Größe. Ihr gewünschter Wert ist der Sollwert (oder die Führungsgröße, wenn zeitlich veränderlich)
- Sollwert ist Zielwert von Systemen mit Selbstregulation
Steuerung
kybernetik
Steuern ist die gerichtete Beeinflussung (durch Information, Nachricht, Reiz, Input) des Verhaltens eines Systems von außen ohne Rückkopplung (nur von “außen”).
Durch den Steuervorgang wird das System gerichtet von einem in einen anderen (ausgewählten) Zustand gebracht.
Gene und Verhalten
Bsp. Geschlecht: Unterschiede zwischen Männern und Frauen bzgl. kognitiver Unterschiede beispielsweise sprachliche und räumlich-mathematischer Fähigkeiten. Ein gesehener Mechanismus in diesem Zusammenhang, werden Sexualhormone als Einfluss auf die Nervenzellen im Gehirn. Als Umwelteinfluss: Rollenerwartungen (Gender) und die Interpretation von gezeigtem Verhalten werden durch das Geschlecht bestimmt
Arbeitsdefinitionen: „Vererbung” in Bezug auf Verhalten
“ ist der Oberbegriff zu genetisch determiniert (sog. Heritabilitätsquotient)
Summe aus genetisch determinierter Varianz und umweltbedingter Varianz.
Umweltbedingte Varianz muss gleich Null sein damit das Verhalten rein genetisch erklärt werden kann
Genetisch determiniertes Verhalten :
- -> Sicher genetisch determiniert sind Reflexe, Reaktionen(unwillkürlich) Atemholen nach Ausatmen, Heiße Herdplatte -> Hand,
- -> Verhaltensprogramme: Brutverhalten, sensible Phasen( fränkisch sprechen lernen z.B.), primäre Bedürfnisse: Atmen, Nahrungsaufnahme, Bindungsverhalten
Soziobiologischer Ansatz
- ->Vorgehen: evolutionstheoretische Prinzipien auf soziales Verhalten übertragen
- ->Idee: Ziel jedes Individuums ist die Replikation seiner Gene
- ->Soziales Verhalten in Verwandtschaft als Chance des Fortbestandes des gemeinsamen Genpools
- ->Kritik: Reduktion des menschl. Verhaltens auf Biologie
- ->Wird durch Evolutionäre Psychologie aufgegriffen
- > Evolutionstheorie als Fundament (wandel & Stabilität von Organismen)
